小农哥有话说：说起阿维菌素，大家既陌生又熟悉，我们做农业一直都以为它只是一种杀虫剂，其实不然，阿维菌素是集农用、兽用、人用为一体的一款生物制品，为世界农业、畜牧业及人类健康做出了巨大贡献，至今仍在发挥着不可替代的作用，而随着对阿维菌素及其衍生物研究的更加深入，也会让这款已经为人类服务四十余年的产品焕发新的生命，值得骄傲的是这一切将由中国引领。
2015年，我国科学家屠呦呦以青蒿素的研究首次获得了中国科学领域的诺贝尔奖：生理学或医学奖，但只有一半，另一半发给了发现和研究阿维菌素的威廉·C·坎贝尔和大村智。但我们不知道的是，其实我国科学家沈寅初、李季伦两位院士为阿维菌素的中国“智” 造做出了重要贡献，也因此获得过诺贝尔奖提名。
更令人自豪的是彼时的中国已成为阿维菌素原药的唯一生产国，原来具有行业垄断地位的美国默克公司全面停产阿维菌素原药，转而向中国进行采购。目前世界上所有的阿维菌素原药，包括知名的农药公司拜耳等所用原药全部是从中国进口的。
我国的阿维菌素产业利用遗传学改造手段深入挖掘微生物的潜能，大幅度提高了底物利用率、目标产物得率和反应器产率，打破了美国默克公司的产品垄断，从无到有，从弱到强，直至独占全球市场，虽然并未获得诺贝尔奖，但却利用极致的工业化实现了完美的逆袭。
曾出现在自然杂志上的阿维菌素产生菌
阿维菌素的发现
阿维菌素的产生菌最早在 1974 年由日本北里研究所的大村智从静岗县的一个土壤样品中分离得到，并寄往了美国默克公司。1975 年，默克公司的寄生虫学专家坎贝尔和他的团队发现该菌可产生具有强烈杀虫活性的化合物—阿维菌素和伊维菌素。其具有独特的作用机制，可导致线虫及节肢动物类寄生虫麻痹而死，但对哺乳动物的毒性很低，安全性很高。
作为一种绿色生物农药，阿维菌素几乎可以杀灭所有与农业虫害有关的线虫和节肢动物，而且与其他化学杀虫药无交叉抗性，不易引起耐药性， 使用剂量少，效用时间长，可在日光下迅速分解，残留量低，因此对环境友好。
默克公司首先将阿维菌素和伊维菌素商品化，于1981、1985 年分别作为兽药和农药投放市场，都取得了巨大成功。人用伊维菌素也于 1987年在法国上市。同年，默克公司 CEO 瓦杰洛斯(Vagelos)宣布与世界银行等联合组织实施伊维菌素捐赠计划，使之成为消除威胁数亿人河盲症的利器。自阿维菌素和伊维菌素上市后的 20 余年时间里，默克公司每年获利约 8 亿美元，并根据合同支付给大村智累计达 2.3 亿美元的特许权费。阿维菌素每千克的售价曾一度高达20000元。
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中国阿维菌素发展之路
我国的阿维菌素研究始于1984年，上海市农药研究所从广东揭阳土壤中分离筛选得到7051菌株，后期经鉴定证明该菌株与S. avermitilis MA-4680相似，分离所得的化合物与阿维菌素的化学结构相同。1992年时这一技术成果转让于浙江海正企业，进行工业生产。从1993年开始，北京农业大学李季伦教授开始立项研究并生产开发此药。一方面通过诱变育种、代谢工程等技术进行菌种选育从而提高阿维菌素产量；另一方面通过改进后提取技术，使阿维菌素的质量得到提高。
随着科学研究的发展，国内阿维菌素的产业化生产也不断发展壮大。阿维菌素过去市场的主宰者美国默克公司终于停止阿维菌素的生产，转而向中国采购。在阿维菌素的产业化过程中，产生了4个上市公司，形成了我国阿维菌素产业链。而中国科学院微生物研究所以及其他科研院所在这些公司的支持下，采用合成生物学技术显著性地提高了阿维菌素B1a的产量1000倍，至9 g/L，市场价格由过去的每千克20000元降低到500元。
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阿维菌素作用机理及特点
阿维菌素对螨类和昆虫具有胃毒和触杀作用，不能杀卵。作用机制与一般杀虫剂不同的是干扰神经生理活动，刺激释放γ-氨基丁酸，而氨基丁酸对节肢动物的神经传导有抑制作用。螨类成虫、若虫和昆虫幼虫与阿维菌素接触后即出现麻痹症状，不活动、不取食，2～4天后死亡。因不引起昆虫迅速脱水，所以阿维菌素致死作用较缓慢。阿维菌素对捕食性昆虫和寄生天敌虽有直接触杀作用，但因植物表面残留少，因此对益虫的损伤很小。阿维菌素在土内被土壤吸附不会移动，并且被微生物分解，因而在环境中无累积作用，可以作为综合防治的一个组成部分。调制容易，将制剂倒入水中稍加搅拌即可使用，对作物亦较安全。
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阿维菌素推广利用中的问题
环保问题
2017年环保部发布的65种农药品种列出“高污染、高风险”产品名单中，阿维菌素位列其中。同时在阿维菌素的所有的剂型乳油、水乳剂、微乳剂悬浮剂、水分散粒剂和可湿性粉剂中乳油剂型占到七八成的比例，新剂型不多，而随着人们对环保意识的不断增加，占比比较大的乳油剂型开始受到人们的诟病：乳油是一种污染大，毒性和成本高的非安全性和环保友好型剂型。
抗性问题
相对于化学农药，虽然生物农药毒性低、选择性强，但是抗性的产生速度比前者快，这也是生物农药的一个致命伤。阿维菌素之所以抗性严重，主要是单一使用农药，使阿维菌素抗性逐年提高，在南方水稻稻纵、北方梨树梨木虱等表现突出。
阿维菌素的未来之路
纵向研究：优化产品配方和剂型
与其他成分合理复配，改变以乳油剂型为主的产品结构，研发新剂型
横向研究：探索衍生物、异构体
通过衍生物的研发，降低阿维菌素对天敌的伤害和鱼的毒性；进一步研究异构体的拆分和活性。
应用层面：科学合理的使用
阿维菌素的使用，要以技术为主，合理轮换，科学复配，提高利用率。
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过去一直认为阿维菌素类药物没有抑菌活性，但近期发现，阿维菌素及其衍生物伊维菌素等还具有抗结核分枝杆菌的活性，尤其对具有多药抗性的临床菌株有效。阿维菌素 B1a 还可以和甲氧西林协同作用于抗耐甲氧西林的金黄色葡萄球。此外，伊维菌素抗病毒、抗肿瘤活性的研究也在进行中，发现其作用机制不仅仅是之前报道的神经毒性，使该类药物的应用范围进一步拓展，将可能为人类健康做出更大的贡献。
参考文献
1、 阿维菌素的中国“智”造[遗传]
2、 阿维菌素：披荆斩棘30年，老产品如何创新？[农资与市场]
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