【新科技知识干部读本】海洋药物研究有利于新药研发

2014年，由国家海洋局第三海洋研究所与厦门朝阳生物工程有限公司共同研发的替曲朵辛注射剂获准进入Ⅱ、Ⅲ期临床试验。这意味着该药有望作为临床药物上市，成为我国首个一类海洋新药。可以减轻癌症病人疼痛、治疗海洛因毒瘾的替曲朵辛，竟然是毒性比氰化钠猛烈1000多倍的河豚毒素。从“拼死吃河豚”到化奇毒为良药，不禁使人惊叹现代医药科技的神奇力量，同时也让我们体会到海洋药物的无穷魅力。

在世界各国的传统医学实践中，以动植物为代表的自然生物一直是最重要的药物资源。即便在医药科技如此发达的现代，寻觅生物体内的特异活性物质并研究这些物质成为新型药物的可能性，仍然是现代药物研发中最重要的灵感源泉。在1981—2006年全球范围公布的877个新药物实体中，61%的药物或是直接来源于天然产物，或是受天然产物的启发设计合成的。抗癌药物紫杉醇、喜树碱，抗疟药物奎宁、青蒿素，以及青霉素、多黏菌素等重要抗生素，都毫无例外地来源于动植物或微生物。

作为生物药物的重要组成部分，海洋药物指以海洋生物体内的天然产物为基础研发的药物。广袤的海洋是地球生命诞生的摇篮，种类繁多的海洋生物共同生活在这个生机勃勃的蓝色家园中。海洋是一个与陆地完全不同的高盐度水世界，水温、水压和光照等重要环境因素随着海水深度的不同而剧烈变化。不少海洋生物面临着低温、黑暗与巨大水压的多重考验，因此具备了丰富多彩的生命形态。在海底热泉、冷泉等极端环境中，还存在着极其独特的生物群落及生态系统。

为了适应严酷独特的生存环境，不少海洋生物有着与陆地生物大相径庭的新陈代谢机制。它们的体内往往因此含有丰富多样的特异代谢物质，包括脂质、萜类、生物碱、肽类、聚酮、聚醚等多种类型的天然产物。许多来自海洋生物的天然产物化学结构复杂罕见，表现出强烈的抗肿瘤、抗菌、抗病毒、抗炎等药理活性，有着极高的科研与产业价值，具备开发新型高效海洋药物的巨大潜力。

人类认识与利用海洋生物药用价值的历史，几乎与人类对海洋的探索与海洋资源开发的进程相同。经过长期的探索与实践，各国医药界在海洋药物的开发与应用领域积累了丰富的经验。20世纪40年代以来，随着现代医学技术的快速发展，国际现代海洋药物研究也驶入快车道。通过对3万多种海洋天然产物的深入研究，世界范围内的海洋药物研究取得了令人瞩目的成就，一批新型海洋药物得以成功开发上市。

头孢菌素类抗生素是海洋天然产物开发成新型药物的经典范例，该类药物的先导化合物来源于海洋污泥中的真菌，自从1969年上市以来已经发展出五代、数十种半合成药物。又名先锋霉素的头孢类药物是发展速度最快的抗生素，为人类抵御细菌感染做出了极大贡献，如今已经是使用量仅次于青霉素类的重要抗生素。与头孢菌素的成功相似，以海绵、海鞘及软体动物等海洋生物为来源的多种海洋药物，也正在镇痛、抗肿瘤、抗病毒以及抑制精神疾病等医学领域大显身手，另有数十种候选海洋新药已经进入Ⅰ～Ⅲ期临床试验。

海鞘（来源：邑石网）

层出不穷的研发成果与随之而至的巨大经济、社会效益，大大激发了世界各国政府与医药企业开发海洋药物的热情。以美国国立卫生研究院（NIH）、美国Scripps海洋研究所为代表的研究机构，以西班牙PharmaMar公司、日本大鹏制药公司和麒麟公司、瑞士诺华制药公司、英国阿斯利康制药公司为代表的著名药企，都在海洋药物研发及产业化方面取得了不俗的成绩。美国、日本及欧盟纷纷启动促进海洋药物研究的重大计划，各国政府与企业之间的国际合作也在不断深化。2014年，来自英国、德国等14国的20多个合作伙伴共同启动了“药物海洋”（Pharma Sea）国际合作项目，致力于收集与筛选海洋生物样品，推动世界范围内的海洋天然产物研究合作。

我国是最早利用海洋生物治病救人的国家之一，海马、海龙、海螵蛸以及昆布、石莼等数十种传统中药材都源自海洋动植物。与中华传统医学的源远流长相比，中国现代海洋药物产业的发展却相对滞后，相关研究起步于20世纪70年代末期。1985年，由中国海洋大学管华诗院士研制的我国第一个现代海洋药物—藻酸双酯钠成功上市，成为我国常用的防治心脑血管疾病的药物之一。以此为开端，甘糖酯、岩藻糖硫酸酯、角鲨烯、烟酸甘露醇等海洋药物先后在国内获准上市，多个有望申报一类新药的海洋药物进入临床研究阶段。以海洋药物科研成果的产业化、市场化为契机，通过建设国家海洋高技术产业基地与科技兴海产业示范基地，我国海洋药物的研发与产业化开局良好，未来的蓬勃发展令人期许，必将在我国从世界医药大国迈向医药强国的漫漫征程中发挥独特的作用。

在取得斐然成绩的同时，方兴未艾的海洋药物产业也面临着诸多困难与挑战。人类对于海洋以及海洋生物的认识还相当肤浅，95%以上的海洋生物种类并不为我们所了解，这一点对于我们探寻海洋药物资源产生了非常大的制约。海洋天然产物在生物体内的含量通常很低，需要大量采集生物体才能获取一定量的海洋药物原料资源。然而这种简单粗暴的方式既严重破坏海洋生态，也难以保证资源成本的稳定与利用的可持续性。

海洋天然产物种类繁多且化学结构复杂，寻找并识别有价值化合物的成功率极低，筛选潜在海洋药物的过程因此漫长而常常失败。即便发现了药理作用显著的海洋天然产物，往往也会因为无法从生物体中规模化提取有效成分，或是由于难以工业合成有用衍生物等生产工艺问题，迟迟无法实现研究成果的产业化。由于研发收益的高度不确定性，有关研究机构与药企对海洋药物的研发投入态度谨慎，在一定程度上也影响了海洋药物产业的发展速度与规模。

当然，海洋药物研发的前景还是一片光明的。随着陆地资源的减少和海洋科技水平的提高，“21世纪是一个海洋世纪”已经成为各国共识，以开发海洋资源为标志的“蓝色革命”浪潮悄然兴起，海洋生物资源的医药价值越发受到学术界与产业界的重视。

远洋及深海勘探技术与装备的进步，将帮助我们发现大量全新的海洋生命形式和物种；海洋天然产物的人工合成技术进展，以及转基因和基因工程技术的推广应用，有助于解决原料来源问题，降低海洋药物的生产成本并促进其产业化。现代信息与通信技术的发展，为海洋天然产物的筛选与检测提供了更加精准高效的手段，促进各国、各地区海洋药物研发领域的国际交流与合作，使得相关产业的发展如虎添翼。更加重要的是，细胞工程、基因工程等高新生物技术的广泛应用，将大大拓宽海洋药物的研究领域，提高海洋天然产物药理作用分析的方向性与目的性，从而为海洋药物的研究开发工作提供重要的技术支撑。

未来，各国海洋药物研究机构与知名药企将沿用前期的研发与产业策略，在海洋抗癌药物、海洋心脑血管药物、海洋抗菌药物、海洋抗病毒药物、海洋消化系统药物、海洋消炎镇痛药物、海洋泌尿系统药物、海洋免疫调节药物等领域继续研发工作，同时开拓治疗阿尔茨海默病、抗过敏、延缓衰老等海洋药物的全新应用领域。

迄今为止，人类只对不到全部种类5%的海洋生物进行过化学成分分析，其中只对不到10%的已发现海洋天然产物进行过系统的生物活性测试。在浩瀚的海洋中，依然蕴藏着无穷无尽的药物资源与巨大的开发潜力。随着科研工作者的脚步从近海走向远海、深海乃至极端海洋环境，更多海洋微生物、微藻与深海生物药物资源的研究利用将成为可能。海洋药物研发行业已经取得的卓越成就或许只是个开始，层出不穷的新型海洋药物将不断为人类的健康事业做出重要贡献。