海洋药物研究发展现状及未来趋势分析

海洋药物研究发展现状与未来趋势分析

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“海洋药物研究经历近半个世纪的探索和发展，已经获得了许多宝贵的经验积累和丰富的研究资料，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。

（一）海洋生物活性成分的研究

1、海洋天然活性成分的发现

海洋天然活性成分的研究是海洋药物开发的基础和源泉。海洋生物种类繁多，存在着许多特殊的次生代谢产物。然而，目前对海洋生物中活性成分的发现还仅仅处在开始阶段，经过较系统的化学成分研究的海洋生物还不到总数的1％，还有大量海洋生物有待于进行系统的化学成分研究和活性筛选。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与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

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、极地以与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。

（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与海洋共生微生物基因。

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物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。

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与其生态学作用，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与食物链关系等，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，对海洋药物的研究尚是一个方兴未艾的领域。

仅以科研经费的投入便可看出美国等发达国家对海洋药物研究的重视：美国国家研究委员会和国立癌症研究所每年用于海洋药物开发研究的经费各为5000千多万美元；近年来，美国健康研究院（NIH）的海洋药物资金增长幅度已达11％以上，与合成药、植物药基本持平。日本海洋生物技术研究院与日本海洋科学和技术中心每年用于海洋药物开发研究的经费约为1亿多美元；欧共体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。海洋药物的研究和开发已向产业化发展，世界海洋生物总产值1969年为130亿美元，1982年为3400亿美元，1992年为6700亿美元，2000年约达1．5万亿美元。

我国的海洋天然产物研究起始于上世纪70年代，至今已有30多年的历史。曾陇梅等学者对我国南海的珊瑚类动物进行了较系统的化