利用微生物（如放線菌、真菌）的次級代謝產物來抑制其他微生物生長。
源自 Penicillium chrysogenum。工業生產採用深層液態發酵 (Submerged fermentation)。
歷史筆記：早期盤尼西林產量極低，後來透過紫外線誘導突變及改進發酵基質（添加玉米漿），產量提升了數千倍。
將人類基因選殖入宿主細胞，使其成為生產藥用蛋白的工廠。
| 宿主 | 優點 | 缺點 | 應用實例 |
|---|---|---|---|
| 大腸桿菌 | 生長快、成本低、產量高 | 無後轉譯修飾 (醣化)、易形成包涵體 | 胰島素 (Insulin)、生長激素 |
| 酵母菌 | 真核系統、具簡單醣化修飾 | 醣化模式與人不同 (高甘露糖) | B型肝炎疫苗、HPV 疫苗 |
| 哺乳動物細胞 (CHO) | 正確的摺疊與醣化修飾 | 培養困難、成本極高、易污染病毒 | 單株抗體、紅血球生成素 (EPO) |
利用融合瘤技術 (Hybridoma Technology)：將產生抗體的 B 細胞與骨髓癌細胞融合，獲得既能無限分裂又能產生特定抗體的細胞株。