海洋生物醫藥

20世紀50年代開始由海洋生物體中分離出一些結構新型的具有特異生物活性的化合物。

基本介紹

• 中文名：海洋生物醫藥
• 時間：20世紀50年代開始
• 性質：具有特異生物活性的化合物
• 參與國家：美國、中國

研究簡史

20世紀50年代開始由海洋生物體中分離出一些結構新型的具有特異生物活性的化合物。60年代中期，美國
中國是世界上最早研究和套用海洋生物藥物的國家之一，至今已有兩千多年的歷史。在中國最早的醫學文獻《黃帝內經》中，就有以烏賊骨作丸，飲以鮑魚汁治療血枯的記載。《神農本草經》，《本草綱目》，《本草綱目拾遺》等收載的來源於海洋生物的中藥已達百餘種。對海洋生物藥物的現代研究從20世紀60、70年代開始，近幾年發展很快，主要成果是：出版了《中國藥用海洋生物》，《中國有毒魚類和藥用魚類》，《南海海洋藥用生物》等著作；成功地提取了河豚毒素，已有產品出售，並研製出解河豚毒素的藥物；從多種軟珊瑚中分別分離到十三元環二萜內酯，去甲大環二萜內酯和一種新的C30-甾醇等生物活性物質；由刺參(Apostichopus japonicus)的體壁和內臟中獲得具有顯著的抗凝和抗腫瘤活性的膠性粘多糖；發現魚肝油酸鈉有促血小板聚集和止血的功能等等。
B.W.霍爾斯特德總結整理了海洋有毒生物的資料，出版了《世界海洋有毒和有毒腺的動物》。以後，海洋生物藥物的研究引起全世界各國的重視，特別是美國，前蘇聯，日本，澳大利亞，義大利，聯邦德國，加拿大等。目前，對海洋生物藥物的研究，主要是對尋找抗腫瘤，防治心血管疾病，止血，抗凝，抗炎，抗真菌，抗細菌和抗病毒等藥物，以及具有特異生物活性的化合物。

發展

中國海洋經濟在新世紀前十年保持了強勁發展勢頭，海洋產業生產總值年均增長率為17.1%，高出同期GDP增速。21世紀第二個十年，在國家新的戰略扶持層面上，我國海洋經濟發展將進入一個新的階段，有望成為國民經濟新的增長點和亮點。與傳統海洋產業相比，新興海洋產業具有巨大的發展潛力。目前我國已經啟動了海洋戰略性新興產業的規劃研究工作，海洋生物醫藥產業面臨著新的發展機遇。
近年來我國海洋生物技術研究已經從沿海、淺海延伸到深海和極地，特別是海洋生物活性先導化合物的發現、海洋生物中代謝產物的結構多樣性研究、海洋生物基因功能及其技術、海洋藥物研發等在國際上引起了高度關注，很多研究成果申請了具有自主智慧財產權的國內、國際專利。海洋藥物已由技術積累進入產品開發階段，將在抗愛滋病、抗腫瘤、衛生保健方面發揮重要作用。
目前，我國已知藥用海洋生物約1000種，分離得到天然產物數百個，製成單方藥物十餘種，複方中成藥近2000種;獲國家批准上市的海洋藥物約10種，獲“健”字號的海洋保健品有數十種。各國通過多年研究，現已知230種海藻含有多種維生素及藥理作用，有246種海洋生物含有抗癌物質。
儘管海洋生物醫藥產業迎來了蓬勃發展的良好勢頭，但受海洋開發技術和海洋生物醫藥技術的限制，許多海洋天然產物的潛在藥物價值還不為我們所知，同時由於海洋藥物生產流程複雜，研發、測試、臨床等研究階段時間周期較長，產業的發展規模仍然較小，並面臨一系列的問題，如產學研結合不緊密、智慧財產權保護滯後等，都需要逐步去解決。我國海洋生物醫藥產業仍存在著進一步發展的空間。

海產生物毒素

已闡明河魨毒素，石房蛤毒素，岩沙海葵毒素和5種海葵多肽毒素的化學結構。河魨毒素和石房蛤毒素是肌肉神經的阻滯劑，能阻抑鈉離子傳導，其藥理作用類似局麻藥，但強度要比常用的局麻藥高出千倍左右。岩沙海葵毒素是很強的細胞毒，對接種艾氏腹水癌的試驗小鼠有完全的治療作用，是目前非蛋白毒素中毒性最強的毒素之一，也是目前已知的最強的血管收縮劑之一。 5種海葵多肽毒素對心臟神經等均有作用。另外，沙蠶毒素有殺蟲作用，導致殺蟲藥巴丹(Padan)問世。駿河毒素和新駿河毒素含有氮甙，具有很強的抗膽鹼活性等。
抗抗原物質
抗腫瘤物質
A.J.溫海默等對1664種海洋生物進行藥理試驗，發現有138種(8.3%)的提取物對PS細胞株和KB細胞株有抑制作用。其中海洋動物1535種,有效的136種(8.9%)；海洋藻類129種，有效的2種(1.6%)。
K.L.萊因哈特報導了在加勒比海產的 Tridinemnum屬被囊動物中，發現含有強細胞毒作用的成分。這種成分對L1210白血病、P388淋巴白血病和B16黑色素瘤有良好的抑制作用。
除萜類化合物之外，還有從另一種褐藻中分離出鄰醌化合物Stypoldione。它能與微管蛋白反應，從而抑制微管組合。從海綿中分離出的兩種有細胞毒作用的新穎聚醚類化合物，對P388和L1210細胞有明顯的抑制作用。從海參綱動物中分離出的皂甙，從軟體動物中分離出的多肽或蛋白質化合物（“蛤素”，“鮑靈Ⅲ”等）具有很強的抗腫瘤、抗白血病作用。
W. 伯格曼從加勒比海隱南瓜海綿（Cryptotethiacrypta）中分離到兩種罕見的核苷海綿胸苷和海綿尿苷，從而合成了一系列阿拉伯糖核苷，其中阿糖胞苷已作為抗代謝藥，治療白血病等腫瘤疾患。
主要存在於珊瑚綱的軟珊瑚類和柳珊瑚類中的十四元單環二萜化合物Cembranolida，從一種褐藻中分離出的二萜雙環醚化合物Spatol，從軟體動物中分離出的二環二萜Dalatriol和它的6-乙酸酯，以及從海兔中分離出的含溴三環倍半萜內酯等，均有明顯的細胞毒作用。
抗病毒物質
頭孢菌素是從海洋污泥中分離出來的真菌頂頭孢（Cephalosporium acremo-nium）的代謝產物。它的抑菌作用並不強，但可以分解為7-氨基頭孢霉烷酸，從而製取一系列半合成的頭孢菌素類抗菌素。這類抗菌素已在臨床上廣泛套用。從日本相模灣淺海泥中分離得的灰色鏈黴菌SS-20,對革蘭氏陽性菌有抑制作用。從相模灣廷京(Tenjin)島周圍的淺海污泥中分離到一种放線菌新種(Streptomyces tenjimari-ensis) 能產生兩種新的氨基糖甙抗生素Istamycin A和Istamycin B。它們對革蘭氏陽性和陰性菌，包括對原有氨基糖甙抗生素耐受的細菌均有較強抑制作用。從海綿Siphonodictyon coralliphagum中分離出的兩種取代芳香醛的化合物Siphonodictyal-A和 Siphonodictyal-B，能抑制金黃色葡萄球菌和枯草桿菌的生長。從另一種海綿的乙醇提取液中分離出的Renierone是1-(7-甲氧基-6-甲基-5.8-二氧代異喹啉基)－甲醇當歸酸酯,對金黃色葡萄球菌、枯草桿菌和白色念球菌均有強抑制作用。凹頂藻的代謝物Lau-rinteral，在體外有明顯的抗菌作用，其作用強度可與鏈黴素相比。波伏網翼藻中分離出的氫醌化合物能抑制皮膚真菌。刺參中分離出的皂甙，濃度在2.78～16.7微克/毫升時對星狀髮癬菌有明顯抑制作用。被囊動物中分離出的另一個酯肽化合物Didemnin A，則對RNA病毒的柯薩奇病毒和馬鼻病毒及DNA病毒的1型和2型單純皰疹病毒有抑制作用。
具有的活性化合物
心血管活性
從海洋生物體上分離出的化合物Autonomium,具有α-擬腎上腺素和β-擬腎上腺素作用，可被相應的拮抗劑所阻斷，而且還具有典型的乙醯膽鹼作用。魚類中分離出的一種多肽 Urotensin-1，能使所有迄今受試的哺乳動物的血壓持續降低，它的降壓作用是由於選擇性的血管擴張所致。海葵中分離出的APA,是強心多肽中研究最多的，對多種動物的離體或在體心臟有強的心肌收縮作用。
其他生物活性
紅藻中分離出的鹵代單萜Plocamadiene A，能引起小鼠長時間的痙攣性麻痹。海綿中分離出的1-甲基異烏嘌呤核苷，具有鬆弛肌肉、抗炎、抗過敏作用，並影響心血管系統。另一種海綿中分離出的Methylaplysinopsin是一種抗抑鬱劑。由海人草中分離出的海人草酸具有驅蟲作用、神經生理和神經毒作用，能鑑別革蘭氏陰性菌內毒素，是從海洋生物中獲得藥用試劑的典型實例。柳珊瑚Plexaurahomonalla中分離出的前列腺素15-epi-PGA2,本身沒有生物活性，必須將它變成PGE2和PGF2α後才具有生
其他相關信息
海洋生物醫藥技術的日漸成熟，成果的不斷湧現，使越來越多的企業從中看到了巨大的商機。
蝦殼、蟹殼、魚骨、魚鱗、魚內臟……這些在福建沿海十分豐富的海洋生物廢棄物，被石獅華寶海洋生物化工公司拿來“變廢為寶”，陸續研發並規模生產了海洋生物醫藥保健品30多種，成為世界最大的N—乙醯氨基葡萄糖系列衍生物的專業化生產基地，日產氨基葡萄糖系列產品10噸，產品全部出口歐盟、美國、日本等市場，占全國同類產品出口額的50%以上。
2008年，我國海洋生物醫藥產業全年實現增加值58億元，比上年增長了28.3%。
“進入新世紀之後，海洋生物醫藥產業發展非常迅速。”國家海洋信息中心副主任何廣順說。《中國海洋經濟統計公報》顯示，2008年，我國海洋生物醫藥產業全年實現增加值58億元，比上年增長了28.3%。
伴隨著藍色經濟熱潮的興起，山東、廣東、江蘇、福建等沿海各省紛紛加大了對海洋生物醫藥產業的投入，將其作為藍色經濟的增長點去加速推動。
海洋生物醫藥產業的發展規模仍然很小，並面臨一系列的問題，如產學研結合不緊密、智慧財產權保護滯後等。
我國海洋藥物領域的首部大型志書《中華海洋本草》不久前在北京舉行了首發儀式。儀式上，來自國家海洋局、國家發改委、教育部、科技部、衛生部、中醫藥管理局等單位的眾多領導、專家匯聚一堂，對這部書讚譽有加。
一部書的發行何以受到如此多方的關注？原來，它是國家“中國近海海洋綜合調查與評價”專項（908專項）的重要成果結晶。由中國海洋大學醫藥學院的管華詩院士領銜、300多名專家花費5年心血，對海洋藥用生物資源進行大規模調查評價，形成了迄今為止我國信息量最大的海洋藥物專著，其主篇收錄海洋藥物613味，涉及藥用生物以及具有潛在藥用開發價值的物種1479種，將為現代海洋藥物的研究與開發提供翔實的基礎信息。
這是國家為推進海洋生物醫藥產業發展邁出的又一重要步伐。
專家指出，儘管海洋生物醫藥產業迎來了蓬勃發展的良好勢頭，但受海洋開發技術和海洋生物醫藥技術的限制，許多海洋天然產物的潛在藥物價值還不為我們所知，同時由於海洋藥物生產流程複雜，研發、測試、臨床等研究階段時間周期較長，產業的發展規模仍然很小，並面臨一系列的問題，如產學研結合不緊密，智慧財產權保護滯後等，都需要逐步去解決。
“海洋藥物的標準化是未來需要解決的問題之一。”青島市現代分析技術及中藥標準化重點實驗室的陳軍輝博士說。“海洋藥物作為一個產業要發展，建立起標準是必須的。但由於目前真正上市的海洋藥物還不多，所以相關國家標準還沒有形成，很多工作還停留在對藥物安全性的檢測上。”
儘管海洋生物藥品的開發仍處於起步階段，產業做大做強、造福人類尚需時日，但專家們相信，在國家的持續支持下，它必將日漸成為海洋經濟發展中新的增長點。