阿维菌素类药物（Avermectins）是目前全球使用量最大的药物之一。2015年，该类药物的发现者荣获诺贝尔生理医学奖。上世纪80年代，默克公司率先推动阿维菌素类药物实现商业化应用。2024年，阿维菌素全球市场规模已达13.71亿美元。值得关注的是，阿维菌素类新型药物伊维菌素和多拉菌素全球需求呈现迅猛增长态势，2024年全球市场规模分别高达33.3亿美元和1.34亿美元。然而，我国阿维菌素的生物制造水平不高，尤其是在伊维菌素、多拉菌素等新型仿制药物方面，我国的生物制造水平长期落后于国际原研企业。

针对上述我国在阿维菌素类药物生物制造领域面临的挑战，微生物研究所组建攻关团队，利用合成生物学技术，将阿维菌素生物制造的产量提升至9.3 g/L这一当前最高水平（Nature Biotechnology,2020），且相关技术已成功转移给国内龙头企业。凭借此成果，微生物研究所于2016年荣获国家科技进步二等奖，同时申请了包括PCT在内的多项专利，在阿维菌素生物制造领域建立起显著的技术优势。

近期，中国科学院微生物研究所微生物多样性与资源创新利用全国重点实验室王为善研究团队与华东理工大学张立新教授、中国农业科学院植物保护研究所李珊珊研究员、以及河北兴柏药业合作，系统开发出具有优越杀线虫活性的阿维菌素B2a组分，将其命名为柏威霉素（Baiweimectin）。为了实现柏威霉素单一组分的高纯度生物制造，合作团队进一步研究，开发出首个专一的高纯度生产菌株，其发酵产量达到8.4 g/L。

在这项研究中，该团队开发了一套普适性重编程工程策略（图1）：首先，基于对链霉菌群体感应控制系统多样性及其信号传导过程的认识，开发普遍适用于该物种的正交、多路人工动态控制系统SMARTS。然后，利用链霉菌次级代谢共性特征，提出了一套多靶点适配原则与标准化工作流程。利用该适配原则，开发了新型抗线虫药物柏维菌素的阿维链霉菌高产菌种，并在120m3工业发酵规模下实现了高效生产。该技术体系将为链霉菌药物的高效生物制造提供核心支撑。

图1 链霉菌高产菌种重编程技术体系

相关研究成果于2025年08月15日在线发表在Nature Biotechnology上。目前，柏威霉素正在国内外同步申报农药登记证。我国每年因线虫病害造成的经济损失高达800亿元，柏威霉素作为拥有自主知识产权的专杀线虫生物农药，对保障农业生产具有重要意义。

中国科学院微生物研究所客座博士生杨博文（华东理工大学），李子龙副研究员和华东理工大学张敬宇副教授为以上论文的第一作者，中国科学院微生物研究所王为善研究员、华东理工大学张立新教授和中国农业科学院植物保护研究所李珊珊研究员为通讯作者。研究得到了基金委国际合作重点项目（W2411016）等资助。（来源：微生物多样性与资源创新利用全重）

相关论文信息：https://www.nature.com/articles/s41587-025-02762-1