利用微生物对药物进行生产制备的方法,又称微生物制药工程。主要目的是运用基因工程或细胞工程改造微生物,使它们能够分泌人类所需的成分。可以利用发酵工程进行生产的药物原料主要含有维生素、激素、抗生素以及其它生物分子。另外,对微生物制药的研究还在于对现有微生物的改良筛选、制备工艺的探索、产品跟进等方面的研究。
目前的发酵类型主要有微生物菌体发酵、微生物的酶发酵、代谢产物发酵、生物工程菌发酵等,其生产药物主要有抗生素类药物、核苷酸药物、氨基酸类药物、激素类药物、维生素类药物等,行业产量规模较大。
2020年,全球发酵工程药物市场规模为1219亿美元。其中蛋白质类发酵工程药物规模为525.4亿美元,占总规模的43.1%;肽激素类发酵工程药物规模为210.9亿美元,占比17.3%;疫苗及其他发酵工程药物规模为482.7亿美元,占39.6%。
微生物发酵行业产值持续上升,从2010年的0.19亿元增长至2019年的4.67亿元,复合年增长率超过40%。微生物健康产品的供需保持快速增长,以益生菌为例,2017年市场规模为460亿元,2022年预计增长至896亿元,年均增速约为14%。
近年来,我国生物发酵产业通过增强自主创新能力、加快产业结构优化升级、微生物发酵行业提高国际竞争力,使得产业规模持续扩大,并形成了一些优势产品。大宗发酵产品中的味精、赖氨酸、柠檬酸等产品的产量和贸易量位居世界前列。
微生物产业是国家战略性新兴产业,《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》将生物技术列入科技发展战略重点。《“十三五”生物技术创新专项规划》(2017年)提出,拓展产业发展空间、提高发展质量和效益,支持生物技术新兴产业发展。目前,我国已经形成了微生物医药、微生物制造、微生物农业等涵盖微生物技术产业方向比较完善的微生物产业体系。
随着“十四五”规划和国家多项农业政策的实施,微生物技术将发挥重大作用。随着消费者对食品功能需求不断地提高,微生物发酵技术也在不断地发展。有针对性的管控食品品质,也将持续作为微生物发酵的研究方向。
农用微生物菌种主要有用于饲料发酵菌种、生物肥发酵菌种、生物农药菌种。农业微生物布局农业发展全产业链条,在可持续发展战略中可谓“大有可为”。
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