中生菌素在我國發(fā)明專利的申請現(xiàn)狀分析

劉慶虎

（國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心，江蘇 蘇州 215000）

中生菌素最早由中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)藥生物技術(shù)研究所于1986 年從中國海南島土壤分離的淡紫灰鏈霉菌海南變種（Streptomyces lavendulue Var. Hainanensis）B-7 菌株發(fā)酵液中獲得的，經(jīng)由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物防治研究所將其研究開發(fā)成為一種生物農(nóng)藥品種，并于1996 年獲得農(nóng)藥臨時登記。中生菌素的研制成功在生物農(nóng)藥防治細(xì)菌性病害方面填補(bǔ)了國內(nèi)的空白，在應(yīng)用方面達(dá)到了國際先進(jìn)水平，并于1999 年獲得農(nóng)業(yè)部科技進(jìn)步二等獎[1]，2006 年獲得主要包括中生菌素、蘇云金芽孢桿菌等品種的“微生物農(nóng)藥發(fā)酵新技術(shù)新工藝產(chǎn)品規(guī)模應(yīng)用”成果獲國家科技進(jìn)步二等獎。

中生菌素屬于鏈絲菌素族抗生素，由6 個有效成分組成的混合物，各成分之間依次遞增一個β-賴氨酸，由一分子鏈里定、一分子古洛糖胺和一分子β-賴氨酸鏈組成，6 個有效成分是一個同系組合物，屬于典型的堿性水溶性N-糖甙類抗生素類群，中生菌素熔點(diǎn)為173～190 ℃，100%溶于水、微溶于乙醇，在酸性介質(zhì)中、低溫條件下穩(wěn)定[1-2]。

中生菌素的抗菌譜廣，對多種細(xì)菌、真菌有效，對革蘭氏陽性、陰性細(xì)菌、分枝桿菌、絲狀真菌及酵母菌等病原菌都具有很好的觸殺或滲透作用，如植物細(xì)菌病害白菜軟腐病、水稻白葉枯病、黃瓜角斑病等病原菌，植物真菌病害小麥赤霉病、西瓜枯萎病、稻瘟病、人參銹病和油菜黑腐病等病原菌。中生菌素通過抑制細(xì)菌菌體蛋白質(zhì)合成過程中肽鍵的形成，導(dǎo)致細(xì)菌死亡，且能夠顯著地引起病原真菌菌絲內(nèi)原生質(zhì)凝聚，對病原菌孢子的萌發(fā)具有強(qiáng)烈的抑制作用直至殺死，對孢子的形成具有較強(qiáng)的阻礙作用[3-4]。

截至2023 年5 月4 日，中生菌素在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)藥檢定所登記的有20 個生產(chǎn)企業(yè)、49 個登記證件，近幾年，尤其是2016 年6 月停止農(nóng)用鏈霉素登記以來，中生菌素均表現(xiàn)出較大幅度的市場需求，其也是防治植物細(xì)菌病害最有希望和最具競爭力的農(nóng)用抗生素之一。

1 中生菌素的發(fā)明專利技術(shù)發(fā)展趨勢分析

以CNABS、CNTXT、VEN、Himmpat 作為數(shù)據(jù)采集源，以關(guān)鍵詞作為主要檢索要素來獲取與中生菌素相關(guān)的專利信息，為消除數(shù)據(jù)庫更新速度不同造成的偏差，本文將專利文獻(xiàn)公開的截止日期定為2023年5 月，僅對之前公開的發(fā)明專利申請予以統(tǒng)計(jì)分析。2021 年（部分月份）至2023 年5 月期間公開的申請量與實(shí)際申請量存在部分偏差，該期間數(shù)據(jù)僅供參考。

中生菌素在農(nóng)業(yè)的應(yīng)用最早由中國農(nóng)科院生防所朱昌雄教授團(tuán)隊(duì)于1990 年報(bào)道，在此后的1996年獲得臨時登記，而關(guān)于中生菌素的首個發(fā)明專利（CN200310103250X）則是于2003 年11 月4 日申請的，從首次報(bào)道到第一個發(fā)明專利申請已經(jīng)過了13年，在此期間該研發(fā)團(tuán)隊(duì)對產(chǎn)素菌株的選育、發(fā)酵條件、發(fā)酵效價(jià)和活性成分等進(jìn)行全面優(yōu)化。申請人為中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物防治研究所與蘇州凱立生物制品有限公司，第一發(fā)明人為農(nóng)科院的朱昌雄教授，聯(lián)合發(fā)明人有蘇州凱立生物制品有限公司的法人趙立平，并于2005 年9 月21 日獲得授權(quán)，截至2023 年5月，該申請的專利權(quán)人因?yàn)闄C(jī)構(gòu)改制或更名進(jìn)行了2 次著錄項(xiàng)變更，現(xiàn)在的專利權(quán)人為中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所與福建凱立生物制品有限公司，專利權(quán)將于2023 年11 月4 日到期。福建凱立生物制品有限公司是中生菌素原藥的唯一批準(zhǔn)登記的生產(chǎn)企業(yè)。

通過對檢索到的專利文獻(xiàn)分析發(fā)現(xiàn)，關(guān)于中生菌素的專利申請，更多的申請集中于農(nóng)藥企業(yè)，如廣東中迅、深圳諾普信、福建凱立生物、陜西麥可羅和廣西南寧益土等（如圖1 所示）。中生菌素的核心專利人為中國農(nóng)科院與福建（蘇州）凱立生物制品有限公司，二者的專利申請量雖然不大，但是地位仍是不可撼動。

從中生菌素的申請時間來看（如圖2 所示），在2013 年之前，申請量的年際變化波動相對不大，2003年中國農(nóng)科院生防所向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交了2 個關(guān)于中生菌素的發(fā)明專利申請：CN200310103250X案件涉及中生菌素的產(chǎn)素菌株、化學(xué)結(jié)構(gòu)、中生菌素水劑制備方法及其在農(nóng)作物細(xì)菌病害防治中的應(yīng)用，CN2003101035137 案件涉及中生菌素可濕性粉劑的制備方法。此2 個案件均在2004 年下半年公開，并分別于2005 和2006 年被授權(quán)，2007 年之后部分的農(nóng)藥企業(yè)開始注意并試探性地集中申請與中生菌素的復(fù)配制劑。2013 年之后，申請量在逐步增多，在2018 年達(dá)到峰值，2022 年初開始陸續(xù)出現(xiàn)多個中生菌素母藥制備工藝以及高產(chǎn)菌株篩選的專利申請，隨著福建凱立生物的首個中生菌素專利申請?jiān)?023 年年底過保護(hù)期后，相關(guān)企業(yè)關(guān)于中生菌素的生產(chǎn)制備工藝、高產(chǎn)菌株篩選、制劑等的申請會有所增加。

圖2 發(fā)明專利申請時間分布

2 中生菌素發(fā)明專利的技術(shù)主題分析

2.1 中生菌素原藥的制備方法

CN200310103250X 提出，由自然分離的野生鏈霉菌經(jīng)菌種選育到高產(chǎn)素菌株淡紫灰鏈霉菌海南變種CGMCC No.1026，將菌種通過發(fā)酵罐液體深層發(fā)酵，發(fā)酵液中含有一類糖甙類化合物，即為中生菌素。中生菌素水劑成品的制備工藝：將菌株置于搖瓶中進(jìn)行種子培養(yǎng)，溫度28 ℃、搖床轉(zhuǎn)速為200 rpm、培養(yǎng)時間24 h，在LM 培養(yǎng)基的種子罐中培養(yǎng)24 h，種子罐轉(zhuǎn)接發(fā)酵罐中發(fā)酵60 h 后進(jìn)行板框或離心過濾、pH 調(diào)至4，真空度0.08 MPa 下濃縮得到中生菌素水劑成品。

CN202111532073 公開了紫灰鏈霉菌海南變種GDMCC No.61906，該菌株是CGMCC No.1026 菌株經(jīng)誘變獲得的且已應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)化發(fā)酵生產(chǎn)中生菌素的淡紫灰鏈霉菌海南變種的誘變菌株，中生菌素的發(fā)酵方法包括以下步驟：將所述的菌株接種到培養(yǎng)基后進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)，發(fā)酵條件滿足發(fā)酵溫度為26～35 ℃，空氣通氣量0.5～1.5 V/VM，發(fā)酵罐攪拌轉(zhuǎn)速50～200 rpm，發(fā)酵培養(yǎng)周期為3～10 d。

CN202111614852 公開了中生菌素F 組分母藥的制備方法，其選用陜西麥可羅生物科技有限公司生產(chǎn)的鏈霉菌ZS-Ⅱ-D190515 為生產(chǎn)菌株，采用深層液體發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)，主要包括：將鏈霉菌接入生產(chǎn)試管斜面培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，斜面培養(yǎng)基中長出單菌落時用接種針挑出單菌落接入種子培養(yǎng)基得到種子培養(yǎng)液，而后再接入發(fā)酵罐培養(yǎng)基進(jìn)行發(fā)酵，將發(fā)酵液經(jīng)過過濾、離子交換、洗脫、濃縮、脫色、降溫及干燥步驟后得到中生菌素母藥。

2.2 中生菌素制劑的制備工藝

CN2003101035137 公開了中生菌素可濕性粉劑，其由20～30 份生菌素原粉、60～71 份輕質(zhì)碳酸鈣、5～10份二辛基丁二酸酯磺酸鈉組成，將中生菌素原粉與輕質(zhì)碳酸鈣、二辛基丁二酸酯磺酸鈉混合即得到中生菌素可濕性粉劑產(chǎn)品。

CN2007101952948 公開了中生菌素水分散粒劑，包括中生菌素原藥和潤濕劑、分散劑、崩解劑、吸附劑、穩(wěn)定劑、載體和黏結(jié)劑等助劑，將原藥與載體等混勻進(jìn)行超微粉碎、經(jīng)搖擺式制粒機(jī)造粒、低溫干燥即得中生菌素水分散粒劑。

CN2022113184455 公開了中生菌素干懸浮劑，制備工藝包括：將中生菌素、潤濕劑十二烷基苯磺酸鈉、分散劑木質(zhì)素磺酸鈉與芐基磺酸鹽甲醛縮合物、崩解劑硫酸銨、黏結(jié)劑聚乙二醇、消泡劑有機(jī)硅氧烷、填料白炭黑投入反應(yīng)釜的自來水中，通過高速裁剪機(jī)混合均勻以后制成漿液，過濾后將濾液泵入離心式噴霧干燥機(jī)中進(jìn)行干燥造粒，得到中生菌素干懸浮劑。

2.3 中生菌素復(fù)配組合物及其應(yīng)用

為了增效作用、擴(kuò)大防治譜、延緩抗藥性的發(fā)生、降低成本等方面考慮，將已有殺菌劑復(fù)配組合向來是各農(nóng)藥企業(yè)的申請熱點(diǎn)，申請發(fā)明專利涉及的中生菌素復(fù)配組合物主要見表1。

表1 發(fā)明專利涉及的中生菌素復(fù)配組合物

3 問題與展望

中生菌素是國產(chǎn)抗生素農(nóng)藥的典范，中生菌素具有優(yōu)異的殺細(xì)菌兼治真菌病害效果，得到了市場的認(rèn)可。從問世之后也有大量的申請，但是在技術(shù)主題分布方面可知，申請人往往偏重于組合物申請，復(fù)配組合物可以擴(kuò)大防治譜、提高藥效、延緩抗藥性及降低施藥成本，越來越受企業(yè)重視，且復(fù)配組合物的開發(fā)成本較低，特別適合研發(fā)實(shí)力較弱的企業(yè)。隨著新化合物的開發(fā)，與中生菌素復(fù)配的組合物專利申請仍然會不斷增加，尤其是混配后具有增效作用的專利申請。其他方面比如劑型研發(fā)方面、工藝改進(jìn)等相關(guān)申請數(shù)量則較少，由于中生菌素的水溶性、溶解性以及開發(fā)環(huán)保劑型的要求，其制劑專利仍然需要進(jìn)一步的研究。此外，高產(chǎn)素菌株的篩選、培養(yǎng)、提高發(fā)酵效價(jià)等加工工藝改進(jìn)也有待研究。