寻求16羟基泼尼松龙合作伙伴

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哮喘是一种常见的呼吸系统疾病。目前世界上共约有一亿六千万哮喘病患者，其中我国哮喘病患者达三千万。近二三十年来，呼吸道疾病的发病率和死亡率一直呈上升趋势。据美国疾病控制和预防中心估计，从1982年美国哮喘病患者增加了42%，另有数据表明澳大利亚儿童中呼吸道感染患者十年来增加了一倍。目前我国大城市居民医院就诊人数占首位的也是呼吸道疾病。因此对哮喘治疗药物的研发和推广，不仅会使全球哮喘病患者重获新生，取得巨大的社会效益，而且会带来极大的利润空间。有专家预测，哮喘药物市场是未来二十年内最具有发展前途的十大药品市场之一。

目前，应用于临床治疗哮喘的药物种类主要有：①肾上腺素受体激动药，包括肾上腺素、麻黄碱、异丙肾上腺素、β2受体激动剂等；②茶碱；③M胆碱受体阻断药；④肾上腺皮质激素；⑤肥大细胞膜稳定药等。其中，糖皮质激素是迄今为止最有效的抗炎药物，己被公认为治疗慢性哮喘的一线药物。这一作用与其抗炎和抗过敏作用有关。它能抑制前列腺素和白三烯生成；减少炎症介质的产生和反应；能使小血管收缩，渗出减少。糖皮质激素还是哮喘持续状态或危重发作的重要抢救药物。

吸入表面糖皮质激素是哮喘治疗近年来一大进展，特点是：局部用药、剂量少、局部抗炎作用强、全身副作用小。己经在临床上应用的吸入型抗哮喘糖皮质激素有如下几种：倍氯米松(Beclomethasone )，氟尼缩松(Flunisolide )，丙酸氟替卡松(fluticasone propionate )，曲安奈德(Triamcinolone )，布地奈德( budesonide)等。在2004年3月，德国制药商阿尔塔纳(Altana)宣布，它的治疗哮喘新药环索奈德(ciclesonide)取得在澳大利亚的上市核准，不久又分别在英国、巴西、墨西哥等地上市，使治疗哮喘的药物更加丰富。

利用微生物转化反应在甾体化合物特定位置上加上目的基团是近年来发展起来的一门新兴的技术，其本质是利用微生物代谢过程中产生的酶对反应底物进行的某种催化反应。它充分利用酶的高效性、专一性和温和性，与传统化学合成方法相比，具有选择性高、条件温和、成本低和污染小等特点，被广泛应用于医药原料合成、功能材料和香料等精细化工行业。由于微生物发酵不需要在大量有机溶剂下进行，发酵废液大部分都是多糖、蛋白和无机盐等，因此，微生物转化从本质上讲是一个与环境友善的绿色化学过程，所以又被称为绿色生物反应。

利用微生物进行甾体物质的16α-羟基化反应的研究已进行多年，例如在1987年，Noyori R和Okhuma T等报道了用Sreptomyces Roseochromogenus菌株在9α-氟-1-脱氢可的松的16位引入羟基获得9α-氟-16α-羟基-1-脱氢可的松。但是，诸如此类的报道都是基于试验室规模的，还没有关于将16α-羟基化反应应用到工业生产的报道。

甾体转化研究中最关键的问题是优良菌株的获得和底物溶解性。菌株可以通过诱变和基因工程等现代科技手段来筛选而获得。但是甾体的溶解度问题成为了一大难题，甾类化合物水溶性很低，一般溶解度为10-5～10-6，这样势必使得甾体底物与生物酶的有效接触十分困难，严重影响转化反应的速率和产率。尽管可以通过加入乳化剂、超声溶解或环糊精包埋等提高溶解性，但我们研究发现，转化率提高水平有限。

为此，我们将化学分离中常用的一个溶剂系统——浊点系统，引入到微生物发酵领域。非离子表面活性剂在一定温度或一定添加物浓度的条件下，溶液自动分相而形成表面活性剂浓度很低的稀相和富含表面活性剂的凝聚层相（Coacer-vate phase），溶剂分相时的温度称为浊点，这一系统称为浊点系统（cloud point system，CPS）。浊点系统用于微生物转化，就是利用了发酵温度高于浊点时溶剂的自动分相特性。在水中，产物抑制微生物转化；在双水相系统中，高溶剂价格使其工业应用不现实；在有机溶剂两相系统中，有机溶剂的生物毒性必须使用固定化细胞；在浊点系统中，不论是活细胞还是休止细胞、非固定化细胞微生物都能顺利转化。类似于反胶束系统，浊点系统对底物具有增溶作用，使底物溶解度增加，充当底物的储存库，而且浊点系统凝聚层相的微观乳浊液是表面活性剂和水形成的，消除了有机溶剂的影响。浊点系统具有一般两相分配生物反应器中底物、产物在两相中不均匀分配的特征，实现了底物缓控释，解除了底物抑制，产物的萃取解除了产物抑制和降解。因此，浊点系统具有比双水相系统，有机溶剂/水两相系统更大的优势。

我们利用浊点系统来进行泼尼松龙的16α羟基化转化反应，与化学合成方法相比具有更多的优势。首先成本低，每公斤成本约为5000元，而以泼尼松龙为原料生产16α泼尼松龙化学合成法大于20000元/公斤。其次，易于工业化生产。发酵法在27℃条件下生产，条件要求低。而化学合成法需要高温和低温冷冻的苛刻反应条件。再次，工艺简单，一步完成转化。而以化学合成法需要六步反应，工艺复杂。最后，无环境污染。发酵液大部分都是多糖和无机盐，本身无二次污染，是绿色合成技术。

本项目采用微生物工程、发酵工程等现代生物技术生产，技术含量较高。结合目前甾体药物的最新发展，采用微生物技术对泼尼松龙进行转化，反应简单、收率高、污染少、副产物少。

特别是针对泼尼松龙在水中溶解度较低的难题，本项目创新性的提出浊点系统进行微生物催化，可以增加泼尼松龙溶解度，大幅度提高转化率。浊点系统具有以下突出的优点：（1）提高泼尼松龙在发酵液中的溶解度，从而提高投料浓度；（2）简化了产物分离工艺；（3）由于底物和产物在整个转化过程中主要存在于有机相，可减少底物和产物对酶的抑制作用，（4）由于是非均相催化，产物不断移去，平衡易向产物方向移动，从而提高转化率。

另外，对于发酵液中的活性剂来说，活性剂在发酵过程中仅提高底物在发酵液中的浓度，发酵过程中不会被消耗，发酵结束，发酵液中产物经提取后，还可以回收活性剂。本项目创新性的提出，采用超滤技术回收发酵液中的活性剂，有利于大大的节约成本。   

如上所述，微生物转化法生产高纯度16α-羟基泼尼松龙这个广阔的市场在国内没有被开发，我公司欲寻求合作伙伴，填补这项技术空白，提高中国在国内外甾体药物的市场占有量。

化学合成方法共需要六步以上的反应，反应复杂，且有的反应要求在极端苛刻的条件下进行，总收率低；而发酵方法两步反应就可以得到最终产品。化学合成方法每公斤成本为2500元，而采用本项目技术生产成本约1008元。

河北宇泽化工有限公司