68-19-9 / 維生素B12的藥理作用及應(yīng)用

【背景及概述】^[1][2][3]

維生素B12又稱鈷胺素，B 族維生素之一，主要存在于動(dòng)物性食品，如內(nèi)臟、肝、腎和豬心等，瘦肉、魚、牛乳以及蛋黃也存在維生素B12 ；植物中不含維生素B12 ，放線菌、人和動(dòng)物的腸道菌能合成維生素B12 ，結(jié)構(gòu)上是一類含的復(fù)雜有機(jī)化合物，所含的三價(jià)鈷位于類似卟啉的咕啉環(huán)平面的中心。自然界中的維生素B12有五種左右的類似物，主要是分子中與Co 連接的基團(tuán)不同，分別為-CN 、-OH、-CH₃ 、-NO₂ 和H₂O ，它們具有相同的生理活性。

維生素B12以輔酶形式參與各種代謝過程，促進(jìn)甲基的形成和轉(zhuǎn)移，參與某些化合物的異構(gòu)化作用、維持SH 基的還原狀態(tài)，促進(jìn)DNA 和蛋白質(zhì)的合成，促進(jìn)細(xì)胞的成熟，維持神經(jīng)組織的正常功能，缺乏維生素B12時(shí)會(huì)發(fā)生惡性貧血、神經(jīng)系統(tǒng)的損害等，臨床上可用于治療惡性貧血、肝臟疾病、神經(jīng)炎、神經(jīng)痛等，在飼料工業(yè)上，也用于促進(jìn)豬、雞等牲畜的生長(zhǎng)。維生素B12作為一種人體和動(dòng)物必需的維生素，其獨(dú)特的功能性及其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和產(chǎn)生條件決定了其較為苛刻的生產(chǎn)條件，正是這種不易獲得性使其價(jià)格非常昂貴，目前國際市場(chǎng)的報(bào)價(jià)為：97 %的維生素B12的價(jià)格為4 ，5000RMB/Kg 。多年來，人們一直在嘗試通過化學(xué)成的途徑來降低維生素B12的成本，但由于其龐大而復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，雖在近些年已獲得成功，但同時(shí)使化學(xué)家們陷入了新的困境：副產(chǎn)物太多，難以提純。于是，人們又重新審視維生素B12的生產(chǎn)方法，再次將重點(diǎn)轉(zhuǎn)向發(fā)酵法生產(chǎn)，能產(chǎn)生維生素B12的菌種較多，但由于其作為次級(jí)代謝產(chǎn)物，始終在發(fā)酵水平?jīng)]有新的突破，在國內(nèi)，僅近年才出現(xiàn)了兩個(gè)生產(chǎn)廠家，但其年產(chǎn)量總共不足兩噸，與龐大的國內(nèi)需求市場(chǎng)微不足道，目前國內(nèi)市場(chǎng)上食用及藥用維生素B12的90 %以上依靠進(jìn)口，因此，在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)維生素B12的低成本化，將會(huì)有巨大的市場(chǎng)潛力。

【理化性質(zhì)及結(jié)構(gòu)】^[1]

維生素B12為深紅色結(jié)晶體，熔點(diǎn)甚高(320 ℃時(shí)不熔)，無臭無味，溶于水、乙醇和丙酮，不溶于氯仿、丙酮和乙醚，結(jié)構(gòu)性質(zhì)相當(dāng)穩(wěn)定；在中性溶液中耐熱、酸、堿，日光、氧化劑和還原劑均能使其破壞。

【制劑規(guī)格】^[4]

注射劑：1mL∶50μg；1mL∶100μg；1mL∶250μg；1mL∶500μg；1mL∶1000μg。 pH(100～1000μg/mL)：3.5～5.5。

【藥理作用及應(yīng)用】^[4]

抗貧血藥。用于巨幼細(xì)胞性貧血，也可用于神經(jīng)炎的輔助治療。

【用法用量】^[4]

肌注，治療維生素B12缺乏癥，起始一日25～100μg 或隔日50～200μg，共2周；如伴有神經(jīng)系統(tǒng)表現(xiàn)，一日用量可增加至500μg。以后每周肌注2次，每次50～100μg，直到血象恢復(fù)正常；維持量每月肌注100μg。亦可做深部皮注。

【不良反應(yīng)】^[4]

偶可引起皮疹、瘙癢、腹瀉及過敏性哮喘，極個(gè)別有過敏性休克；可引起低血鉀及高尿酸血癥。維生素B12靜注曾有致死報(bào)道。

【禁忌/慎用證】^[4]

對(duì)本藥過敏、家庭遺傳性球后視神經(jīng)炎及抽煙性弱視癥者禁用。

【注意事項(xiàng)】^[4]

1. 靜脈給藥后會(huì)迅速從尿排出，且有致死案例故禁忌靜脈給藥；

2. 大劑量維生素B12治療巨幼細(xì)胞性貧血，在起始48h 宜查血鉀有無下降；

3. 抗生素可影響血清和紅細(xì)胞內(nèi)維生素B12 測(cè)定，特別是應(yīng)用微生物學(xué)檢查方法，可產(chǎn)生假性低值。

【制備】^[1][2]

1. 生產(chǎn)菌種：

2.生物合成：

3. 發(fā)酵生產(chǎn)：

1）抗生素廢液中提取：早在1952 年美國T .R.Wood 等人就發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用加有鈷化合物的培養(yǎng)基培養(yǎng)灰色鏈霉菌時(shí)，可大大提高維生素B12在整個(gè)培養(yǎng)液中的濃度，但是對(duì)于鈷化合物的濃度要求要適量，過高的濃度會(huì)對(duì)菌體細(xì)胞產(chǎn)生毒性；另有研究表明，添加適量的氰化合物也同樣可促進(jìn)抗生素廢液中B12 類似物的含量，但需嚴(yán)格掌握其用量。

2）放線菌發(fā)酵：自從人們發(fā)現(xiàn)可從抗生素廢液中提取得到維生素B12后，許多科學(xué)家將目光轉(zhuǎn)向了采用放線菌，其中主要是鏈霉菌屬中的灰色鏈霉菌和橄欖色鏈霉菌來發(fā)酵產(chǎn)維生素B12 ，而于鏈霉素的生成，而始終未能使得維生素B12的產(chǎn)生處于主導(dǎo)地位，因此，應(yīng)選出鏈霉素發(fā)酵支路的關(guān)鍵酶，并將其抑制，這樣便可大大提高維生素B12的得率，使得大量產(chǎn)生維生素B12成為可能。

3）下水道廢液中提取：采用生物活性污泥法處理的廢水中，通常含有多的B12，干的活性污泥可先用水浸提，然后過濾掉固形顆粒，之后可分離、純化B12，由此得到的B12有如下特點(diǎn)：無需前培養(yǎng)，這樣大大減少了前期投入；能耗大，尤其是濃縮這一關(guān)鍵性步驟將造成大的能量損耗；用此法得到的B12的濃度雖并不低，但受活性污泥這一來源的影響，由此獲得的B12并不能直接進(jìn)入食品或藥品級(jí)產(chǎn)品，而通常只局限于飼料添加劑。

4）丙酸菌發(fā)酵：丙酸菌，例如Propionibacterium freudenreichii 和Propionibacteriumshermanii 常用作B12 的產(chǎn)生菌，這類細(xì)菌常采用厭氧發(fā)酵，采用丙酸菌發(fā)酵的特點(diǎn)：在于培養(yǎng)基在發(fā)酵過程中，產(chǎn)生丙酸菌而使得培養(yǎng)基PH 下降，從而可避免雜菌的污染；因?yàn)槭菂捬醢l(fā)酵，勿需設(shè)計(jì)供氧系統(tǒng)和攪拌系統(tǒng)，可減少設(shè)備投入和節(jié)約能耗；隨著發(fā)酵過程丙酸鈣的產(chǎn)生，而丙酸鈣通常是用作防霉和防腐添加劑的，從而可進(jìn)一步減少染菌的可能性。

5）由巨大芽孢桿菌生產(chǎn)B12：以巨大芽孢桿菌為例，將培養(yǎng)基用氨水調(diào)至pH7 .0，發(fā)酵液需要連續(xù)不停地?cái)嚢韬痛罅客猓瑴囟刃杩刂圃?0 ℃左右，每隔一定時(shí)間需用5 %的氨水來調(diào)pH，同時(shí)需定期補(bǔ)充碳、氮源，以期達(dá)到最高產(chǎn)量。

6）采用轉(zhuǎn)基因的E .Coli .發(fā)酵生產(chǎn)：目前，人們對(duì)于B12的控制基因已經(jīng)非常清楚，因此，這就使得將其轉(zhuǎn)入大腸桿菌，以期大量生產(chǎn)，但該方法真正用于大生產(chǎn)還有待時(shí)日，即使用于生產(chǎn)，也會(huì)不可避免地存在這樣的問題，如導(dǎo)入的質(zhì)粒不能穩(wěn)定地遺傳下去，會(huì)隨發(fā)酵條件的變化而脫落等，因此，就近些年，維生素B12 的生產(chǎn)仍需按傳統(tǒng)發(fā)酵來完成。

【測(cè)定】^[1][2]

1. 比色測(cè)定法

本法是藥物樣品中維生素B12 測(cè)定的常用方法。其原理是樣品經(jīng)濃硫酸和高氯酸鉀消化后，樣液中的鈷與M -二-(α-吡啶酮)-α-吡啶聯(lián)腙生成鈷的紅色化合物，可以進(jìn)行比色測(cè)定，再從鈷的含量換算成維生素B12的含量。

2. 離子交換測(cè)定法

藥物中的維生素B12可以從弱酸性陽離子交換樹脂中得到，分離洗脫下來。例如，桔子醬中的維生素B12通過Florisi 土為吸咐劑進(jìn)行層析分離后，在530nm 波長(zhǎng)處測(cè)定其含量。

3. 原子吸收法

維生素B12的分子中含有鈷原子，占維生素B12的4 .35 %，采用原子吸收分光光度法可以測(cè)定其中的鈷含量，再換算成維生素B12 含量。在測(cè)定藥品中維生素B12時(shí)，可以直接將藥品的溶液吸入原子分光光度計(jì)中測(cè)定。但用于測(cè)定食品中的維生素B12時(shí)，先將樣品預(yù)先處理，樣品用提取劑提取，于濾液中加入5 .0g EDTA ，用NH4OH 調(diào)節(jié)至pH7 .0 ，再加入5g 活性炭，振搖，用無灰濾紙過濾，維生素B12被吸附在活性炭上，將活性炭連同濾紙一起在600 ℃下灰化完全，用5mol/L 的硝酸將殘?jiān)芙猓缓笥迷游辗止夤舛确y(cè)定鈷的含量，本法與微生物法結(jié)果一致。

4. 微生物法

原理同微生物學(xué)濁度法，試驗(yàn)菌種采用乳酸酐菌Leichmannii(ATCC 7830)，靈敏度>20ng/Kg 。

【主要參考資料】

[1] 羅祎, 郝常明. 維生素 B12 的研究及其進(jìn)展[J]. 中國食品添加劑, 2002 (3): 15-18.

[2] 謝麗華. 維生素 B12 的技術(shù)進(jìn)展[J]. 河北化工, 2011, 34(1): 23-26.

[3] 張玉明, 王雷, 王云山, 等. 維生素 B12 的生物合成研究[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2005, 31(9): 70.

[4] 452種注射劑安全應(yīng)用與配伍