海洋药物研发现状及未来发展趋势分析

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其七,海洋免役调节作用药物研究。海洋天然产物 是免疫调节剂的重要来源。具有免疫调节活性的角叉藻 聚糖,是来自大型海藻的硫酸化多糖的一大类成分,被 广泛用于肾移植的免疫抑制剂和细胞应答的修饰剂。
其八,其他海洋药物研究。其他如神经系统药物、 抗过敏药物等研究亦取得较大成果。海洋是新种属微 生物的生存繁衍地,从众多的新种属微生物中,可以培 养出一系列高效的抗菌药物,如来源于多种链霉菌的 Teleocidin即为一种强抗菌药物。海洋毒素是海洋生物 研究进展最为迅速的领域,多数海洋毒素具有独特的 化学结构。由于许多高毒性的毒素是以针对生物神经 系统或心血管系统的高特异性作用为基础,因此,这些 毒素及其作用机制是发现新神经系统或心血管系统药 物的重要导向化合物和线索,也可作为寻找新农药的 基础。现已发现的海洋毒素其化学结构大致可分为:聚 醚类化合物、含氮化合物、溶血糖脂类、记忆丧失性氨
其五,海洋消炎镇痛药物研究。从海洋天然产物中 分离的最引人注目的活性成分是manoalide,它是磷酸 酯酶A2抑制剂,在上世纪80年代中期它已被作为一个 典型的抗炎剂在临床试用。
其六,海洋泌尿系统药物研究。褐藻多糖硫酸酯是 一种水溶性多糖聚,具有抗凝血、降血脂、防血栓、改善 微循环、解毒、抑制白细胞及抗肿瘤等作用,临床用于 治疗心脏、肾血管病,特别对改善肾功能,提高肾赃对 肌酐的清除率尤为明显,在国内外首先用于治疗慢性 肾衰,挽救尿毒症患者有明显疗效,且无毒副作用。现 已按国家二类新药获准进入临床研究,商品名为“肾海 康”。
文章编号:1009- (2006)03- 0043- 04
近几十年以来,我国的海洋药物研究发展迅速,目 前已知药用海洋生物约有1000种,分离得到天然产物 数百个,制成单方药物20多种,复方中成药近200种,包 括已经在临床应用的藻酸双酯钠、烟酸甘露醇等,海洋 药物的应用领域不断扩大。目前的热点集中在海洋活 性天然产物的研究及新药研究、海洋多糖的研究及新 药开发、海洋微生物的研究及新药开发和海洋生物基 因工程技术的研究等四个方面。
5、海洋中药资源。海洋中药是我国中药宝库的重 要组成部分,是一种民间长期用药经验的总结。历代本 草中经现代临床实践证明疗效确切的海洋药物有110 多种,是寻找先导化合物和开发海洋药物的重要资源。 从海洋中药中开发新药具有针对性强、见效快、周期短 等特点。
(三)构建新的生物筛选技术 1、以酶、受体作为靶点的高通量筛选。 2、以蛋白质组学为基础,借助核磁共振、质谱、基 因数据库、高柱端识别等技术,全面揭示化合物的生物 学作用机制。 (四)开展海洋化学生态学研究 海洋化学生态学是结合海洋天然产物化学和生态 学方法,探讨海洋生物化学防御机制、追踪活性天然产 物的生物源头及其生态学作用,揭示海洋生态系统的 化学本质。研究海洋生态环境中活性化学物质在生物 间的信息传递方式、化学防御机制、生物间的相互关系 以及食物链关系等,从生态的宏观角度探讨生物活性 物质的作用机制。目前,在海洋药物的开发研究领域走 在前列的是美国、日本等科技发达国家,在我国,对海 洋药物的研究是一个方兴未艾的领域。 二、海洋药物研究的重点领域 其一,海洋抗癌药物研究。海洋抗癌药物研究在海 洋药物研究中一直起着主导作用,科学家预言,最有前 途的抗癌药物将来自海洋。现已发现海洋生物提取物 中至少有10%具有抗肿瘤活性。美国每年有1500个海 洋产物被分离出来,1%具有抗癌活性,目前至少已有 10个以上海洋抗癌药物进入临床或临床前研究阶段。 扩大海洋生物的活性筛选,继续寻找高效的抗癌化合 物,直接用于临床或作为先导物进行结构改造,开发新 的高效低毒的抗癌成分,将成为海洋抗癌药物研究的 发展趋势。
形成产业化。采用人工养殖或模拟天然条件进行室内 繁殖研究,美国斯坦福大学已成功进行了草苔虫实验 室繁殖研究。运用组织细胞培养和功能基因科隆表达 也是解决药源问题的一个新的发展方向,许多科学家 正在进行这方面的有益的探索和深入研究,这些生物 技术的应用必将为生物资源开发展现广阔的前景。
(二)发掘新的海洋生物资源的研究 海洋生物资源是一个十分巨大的有待深入开发的 生物资源,环境的多样性决定了生物的多样性,同时也 决定了化合物的多样性。发掘新的海洋生物资源已成 为海洋药物研究的一个重要发展趋势。 1、海洋微生物资源。海洋微生物种类高达100万种 以上,其次生代谢产物的多样性也是陆生微生物无法 比拟的。但能人工培养的海洋微生物只有几千种,不到 总数的1%;目前为止,以分离代谢产物为目的而被分 离培养的海洋微生物就更少。由于微生物可以经发酵 工程大量获得发酵产物,药源得到保障。此外,海洋共 生微生物有可能是其宿主中天然活性物质的真正产生 者,具有重要的研究价值。 2、海洋罕见的生物资源。生长在深海、极地以及人 迹罕至的海岛上的海洋动植物,含有某些特殊的化学 成分和功能基因。在水深6000米以下的海底,曾发现具 有特殊的生理功能的大型海洋蠕虫。在水温90摄氏度 的海水中仍有细菌存活。对这些生物的研究将成为一 个新的方向。 3、海洋生物基因资源。海洋生物活性代谢产物是 由单个基因或基因组编码、调控和表达获得的。获得这 些基因预示可获得这些化合物。开展海洋药用基因资 源的研究对研究开发新的海洋药物将有着十分重大的 意义。
4、海洋天然产物资源。海洋天然产物历经数十年 的研究,已经积累了相当丰富的研究资料,为海洋药物 的开发提供了科学依据。
(1)对已获得的上万种海洋天然产物进行多靶点 和新模型的筛选,发现新的活性。
(2)对已获得的海洋天然产Biblioteka Baidu进行结构修饰或结 构改造。
(3)采用组合化学或生物合成技术,衍生更多的新 的化合物,从中筛选出新的活性成分。
其二,海洋心脑血管药物研究。目前已研究出多种 药物可有效预防和治疗心脑血管疾病,如高度不饱和 脂肪酸,具有抑制血栓形成和扩张血管的作用,现已有 多种制剂用于临床。50多种海洋生物毒素,不仅有强心 作用,而且有很强的降压作用,河豚毒素的抗心率失常 作用目前研究较多。此外,还有藻酸酯钠类、螺旋藻类, 后者对于高血脂和动脉粥样硬化有良好的预防和辅助 治疗作用。
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2006年第 3 期 No.3,2006
中国渔业经济 Chinese Fisheries Economics
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基酸贝毒、酯溶性酚类和含磷化合设物。 其九,海洋功能食品的研究开发。如何利用海洋生
物中的活性成分进行深加工,制成风味独特和保健功 效显著的海洋功能食品,是当前的一个重要开发研究 领域。其中包括牛磺酸、鱼油不饱和脂肪酸和磷脂、甲 壳素和壳聚糖、活性多糖、维生素、膳食纤维、矿物元素 等。海洋功能食品发展趋势是针对常见病、多发病和疑 难病的不同人群,运用多学科的现代高新技术方法,尽 可能保留海洋生物的天然特点和营养成分,研究开发 高技术含量、高功能、高效益的海洋功能食品新品种。
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(1)海洋动植物基因资源:活性物质的功能基因, 如活性肽、活性蛋白等。
(2)海洋微生物基因资源:海洋环境微生物基因及 海洋共生微生物基因。
2006年第 3 期 No.3,2006
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海洋药物研发现状及未来发展趋势分析
文艳 (中国海洋大学,青岛 266003)
摘要:科学家通过近半个世纪的探索和发展,海洋药物研究积累了丰富的研究资料,已经获得了
其三,海洋抗菌、抗病毒药物研究。与海洋动植物 共生的微生物是一种丰富的抗菌资源,日本学者发现 约27%的海洋微生物具有抗菌活性。
其四,海洋消化系统药物研究。如多棘海盘车中分 离的海星皂甙及罗氏海盘车中提取的总皂甙均能治疗 胃溃疡,后者对胃溃疡的愈合作用强于甲氰咪胍,壳聚 糖的羧甲基衍生物,商品名为“胃可安”胶囊,治疗胃溃 疡疗效确切,治愈率高,已进入临床研究。大连中药厂配 合中药制成“海洋胃药”应用于临床已取得较好效果。
一、海洋药物研究现状 (一)海洋生物活性成分的研究 1、海洋天然活性成分的发现。研究重点主要集中 在无脊椎动物等低等的海洋生物。海洋天然活性成分 往往具有复杂的化学结构而且含量极低,建立快速、微 量的提取分离和结构测定方法以及应用多靶点的生物 筛选技术发现新的生物活性成分是当前科学家面临的 挑战。 2、海洋天然活性成分的结构优化。从海洋生物中 发现的大量活性天然成分,有的可以直接进入新药的 研究开发,但有的活性成分存在着活性较低或毒性较 大等问题。因此,需要将这些活性成分作为先导化合物 进一步进行结构优化,如结构修饰和结构改造,以期获 得活性更高、毒性更小的新的化学成分。 3、解决药源问题。不少海洋天然活性成分含量低, 原料采集困难,限制了该化合物进行临床研究和产业 化。寻找经济的、人工的、对环境无破坏的药源已成为 海洋药物开发的紧迫课题。采用化学合成的方法进行 化合物的全合成是解决药源问题的一个重要手段,已 有不少海洋活性天然产物实现了全合成,如草苔虫内 酯1和海鞘素B均已成功地进行了全合成,由于不少成 分结构非常复杂,要进行全合成,难度大、成本高,不易
(二)国内海洋药物研发亟待加强 “九五”期间,中国海洋药物发展较快,形成了以青 岛为主,带动其他沿海城市并重的蓬勃发展的新局面。 目前,国内沿海省市都相继建立了研究机构,有数千名 科研人员从事海洋药物及海洋生物工程制品的研究与 开发。1996年,中国正式启动了海洋"863"计划,将海洋 生物技术和海洋药物的研究与开发列为重点课题。经 过多年的努力,中国海洋药物的研究与开发在一些项 目上已经取得了可喜的成效,发现了一批新型抗艾滋 病、抗肿瘤和抗动脉粥样硬化的海洋药物。中国海洋生 物医药研发在丰厚的海洋资源支持下,前景光明。 有关专家认为,尽管中国海洋生命活性物质和海 洋药物的研究开发已经取得了令人鼓舞的成绩,但是, 仍存在许多问题,诸如: 一是发现的药用海洋生物品种十分有限。大部分 来自沿海或近海,与中国庞大的海洋资源总量相比很 不相称,特别是微生物、浮游生物的开发偏少; 二是海洋新药十分罕见,这与中国新药开发的总 体水平不一致,创新有待加强; 三是海洋药物在重大疾病治疗方面的潜力还没有 得到充分的发挥; 四是产、学、研结合不紧密。虽然一些高校、研究所 早已开展了海洋生物医药研究,但是科研成果不能及 时转化为市场产品,同时海洋医药企业没有充分利用 科研机构的学术资源,企业的创新能力不强; 五是资金投入不足,项目多为零散组织,严重制约 我国海洋生物医药的研究开发; 六是海洋生物医药的知识产权保护严重滞后。创 新是医药产业发展的关键,目前我国海洋生物医药企 业的创新成果还没有得到完善的知识产权保护。由于 缺乏有关保护意识,一些学者急于在国外发表有关科 研学术论文,导致关键性技术泄露,使我国的海洋生物 医药生产处于被动地位,丧失主导权。 四、加快海洋药物研发的对策建议 为了扭转海洋药物研发的不利局面,应采取如下 措施: 一是积极培养海洋专业技术人才。人才是科研、生 产、市场化运作的主导。目前我国海洋生物医药专业技 术人员比例不足1%,落后于世界中等发达国家水平。 因此要大力培养高层次的研发技术人员,为我国海洋 生物医药提供生力军。 二是建立有利于海洋人才培养的硬环境,制定有 利于人才辈出的政策。要改革人事管理体制,形成双向 选择的用人机制,形成有利于培养、发现、选拔、引进、 培训、交流人才的氛围,加快国内海洋 (下转第49页)
三、海洋药物研发趋势分析 为了开辟新药源,世界各国纷纷把目光投向海洋。 据估算,2004年全球海洋生物技术产品市场价值约为 24亿美元,在今后3年里,年增长率可望达到10%左右。 国际海洋生物医药市场存在着巨大的利益空间,产业 前景十分看好。 (一)国外海洋药物研发如火如荼 自20世纪60年代初,海洋生物资源便成为医药界 关注的新热点,海洋药物研发引起了各国关注。1967年 在美国召开了首次海洋药物国际学术讨论会。1988年, 日本就设立了海洋生物技术研究所,并投资10亿日元 建立两个药物实验室。法国、瑞士等国也先后建立了有 关海洋药物的研究机构。 90年代以来,许多沿海国家都加紧开发海洋,把利 用海洋资源作为基本国策。美、日、英、法、俄等国家分 别推出包括开发海洋微生物药物在内的 “海洋生物技 术计划”“海洋蓝宝石计划”“海洋生物开发计划”等,投 入巨资发展海洋药物及海洋生物技术。 近年来,走在世界生物制药前列的美国、日本和欧 盟等发达国家不断加强海洋药物研究的经费投入。美 国国家研究委员会每年用于海洋药物研究的经费为 5000多万美元。日本海洋生物技术研究院及日本海洋 科学技术中心每年用于海洋药物研究开发的经费约为 1亿多美元。欧盟国家强强联合,于1989年制定了海洋 科学和技术计划,每年用于海洋药物开发研究的经费 约为1亿多美元,由欧洲8个国家的19个海洋生物科研 机构共同承担,主要寻找抗癌和抗艾滋病的海洋药物。 迄今为止,科学家已经从海葵、海绵、腔肠动物、被 囊动物、棘皮动物和微生物体内分离和鉴定了新型化 合物3000多种,它们的主要活性表现在抗菌、抗病毒、 抗凝血、镇痛、抗炎、抗肿瘤和抗心血管疾病等方面,其 中的部分先导化合物已经进入临床或临床应用。截至 2000年,全世界范围内已从海洋动植物及微生物中分 离得到的新型化合物有10000多种,其中申请专利的化 合物有200余种。
许多宝贵经验。特别是近年来生物技术的迅猛发展,为海洋药物开发提供了新的研究方法、研究思路
和发展方向。现代的化学研究方法与多种生物技术越来越紧密地结合,已成为当今海洋药物研究发展
的主流,并且是今后数十年海洋药物研究的主要趋势。
关键词:海洋药物;研究现状;发展趋势
中图分类号:F326.44""
文献标识码:A""
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