蔚蓝的大海不仅给我们带来心灵上的愉悦,它蕴含的海洋生物药物资源也能治愈我们的身体。海洋堪称一个巨大的“蓝色药库”,从海洋中获得的特殊化合物给治疗复杂疾病带来了新希望。海洋药物对复杂疾病有哪些贡献?海洋中存在抗肿瘤药物吗?
出品:格致论道讲坛
以下内容为中国科学院海洋研究所副研究员吴宁演讲实录:
人们都说:海是有治愈力量的。
蔚蓝的大海带给我们的不仅仅是“面朝大海,春暖花开”的心灵上的治愈,它蕴含的丰富的海洋生物药物资源也带给我们身体上的治愈。
我们华夏民族是一个非常智慧的民族,早在公元前三世纪就认识到了海洋生物的药用价值,并且用它来治疗疾病。
海洋药物的发展历程
在《*帝内经》中有一则方剂记载:“四乌则骨,一虑茹丸”。该方剂以鲍鱼汁共饮可以治疗妇女血崩。
到了秦汉时期,人们对海洋生物的药用价值认识就更加深刻,于是在《神农本草经》中记录的有明确药性的海洋生物药物就有13种。
到了明清时期,我国海上力量增强,对海洋的探索能力也更加深入,所以在《本草纲目》以及《本草纲目拾遗》中记录的海洋药物就有种。
改革开放以来,我国更加重视对海洋生物资源的挖掘和利用。
年,国家海洋局启动了我国近海海洋生物资源的调查与评价专项,也称为专项,历时5年时间,把从南到北的近海海洋生物资源都做了系统的调查。
年,由中国海洋大学管华诗院士带领编撰的《中华海洋本草》一书,就详细记录了有明确药性的海洋中药种。
给大家列举两种非常常见的海洋中药。
左边这个是鲍鱼的壳,在中药里又叫石决明,听它的名字与决明子很相似,的确,它们的功效也有些类似,都有清肝明目的功效。
右边的是《*帝内经》中提到的乌贼骨,是止血良药。
小时候,老人就会把吃完的乌贼骨留下来,把它干燥了,如果有手指割破、擦伤,就会刮下来一点粉末,涂上就能很快地止血。
不仅这些海洋中药是海洋药物的研究对象,就连这种广东人特别喜欢吃的海鲜、生蚝、海蛤,也是海洋药物的研究对象。
海洋药物的发展源于中医中药的发展,但是现代的海洋药物更多的是指以海洋当中的植物、动物、微生物为药源,利用现代的科学技术方法提炼而成的药物。
它们大多属于天然产物的范畴,或者是基于天然产物改造而来的。
我们都知道,地球是一个蓝色的星球,地球的表面有71%被海洋所覆盖。
也就是说,海洋是地球上最大的生态系统,它蕴含的生物资源的丰度是远高于陆地生物的。
右图是海洋生物的分布图。
我们看上层,它是处于潮间带的生物,这一部分的生物丰度是最大的。但是,这部分的生物要忍受潮涨潮落这样一个巨大的环境落差。
处于中间层和下层的海洋动物,要忍受缺少光照、缺氧以及高压,甚至是高寒的极端环境。
海洋生物为了生存,就会在自身成长和代谢的过程中产生一些特殊的物质。
这些特殊的物质被天然产物化学家拿过来,就能获得结构比较独特、活性也比较特殊的物质。
但我们现在发现的海洋化合物有3万多种,其中有一半具有很好的生理活性。
换句话说,海洋堪称一个巨大的“蓝色药库”,海洋药物也是海洋给予人类最珍贵的馈赠。
正是因为从海洋中获得的这种特殊结构的化合物,还有它们特殊的功能,给复杂疾病的治疗带来新的希望。
海洋药物对复杂疾病的贡献
早在上世纪80年代,我们实验室的老一辈科学家徐祖洪研究员,就在海带中发现了一种特殊化的硫酸多糖,叫褐藻多糖硫酸酯,它在抗慢性肾衰上具有很好的疗效。
现在基于褐藻多糖硫酸酯开发的抗肾衰药物,也已经成为临床上治疗肾衰的主要用药之一。
后续的研究我们又发现这种硫酸化的多糖,对糖尿病的并发症还有很好的疗效。
年,我们也提交了它对糖尿病肾病的临床适应症的申请。
目前,我们也进行了糖尿病足的研究,也已经完成了全部的临床前实验,正在提交临床申请。
海洋药物也在神经退行性疾病,也就是大脑里有个“橡皮擦”的阿尔茨海默症当中获得了一个重大突破。
它也来源于海藻,就是海藻当中提取的甘露寡糖二酸,GV-,去年也被批准用于阿尔茨海默症的治疗。
除了上述重大疾病外,海洋药物对复杂疾病的贡献最大的其实还是癌症。
下面我给大家介绍一种海洋界的抗肿瘤明星,就是这个海鞘,它是一种非常美丽的被囊动物,在海洋当中也是分布极广。
大概有多种海鞘,大致可以分为三类,也就是左上图的菊海鞘,左下图的通体透明的玻璃海鞘以及右图的柄海鞘。
为什么说它们是抗肿瘤界的明星呢?
因为目前进入临床研究的海洋类的抗肿瘤药物,大约有将近一半是来自于海鞘的,而且第一个被批准用于临床治疗的海洋抗肿瘤药物也来源于海鞘。
大概在上世纪60年代,美国发起了一个向海问药的热潮。
也就是在那个时候,他们在加勒比海鞘里面发现了一种具有很强的抗肿瘤活性的物质,他们当时把它命名为海鞘素。
由于当时条件的限制,并没有解析出海鞘素的化学结构,直到年,美国伊利诺伊大学Rinehart教授解析了它的化学结构。
年,西班牙有一个制药公司pharamar买了他的专利权,他们想把它开发成一个抗肿瘤的新药。
当时人工养殖了大量的海鞘,试图从里面提供足够量的抗肿瘤的Et,但当时每一吨只提不到一克,显然这个量是不够临床研究的。
他就求助了哈佛大学化学系的教授,年打通了它的全合成路线。
年,这个药物终于被欧盟批准,用于软组织肉瘤的治疗。
它是年时活性被发现,但是直到年才上市,中间经历了30多年的过程,这也说明海洋药物研发是比较困难的。
采样难、提取难、合成难,但是这个药物的上市也给了海洋药物研发的人很大的信心,也就是说好的东西、有用的东西就一定会发光的。
海洋药物对于癌症的另一个贡献就是在癌症痛上面,大家应该都知道,影响肿瘤病人生存质量的一个很重要的原因就是疼痛。
据统计,55%的肿瘤病人经历过中度至重度的疼痛,66%的癌症晚期患者或转移瘤患者经历了重度的疼痛,这种疼痛到底有多疼?
如果我们把分娩的疼痛比喻成10级痛,那么癌症晚期的疼痛就是持续性的10级痛。
生产痛可以随着婴儿的娩出得以缓解,但是这种疼痛是无法缓解的,目前能缓解这种疼痛的只有吗啡。
吗啡是一种依赖性、成瘾性药物,所以随着使用时间的延长,必须增加它的使用剂量,医院里面是严格管控的。
所以这么多年来,药学家一直在致力寻找,有没有一种药物既可以止痛,但又不具有成瘾性呢?
我们在美丽的贝壳类的芋螺中找到了答案,芋螺有非常漂亮的外壳,在南海海域中分布也极广。
左图就是芋螺捕食小鱼的场景,这种美丽的东西并不像它看上去那么善良。
芋螺捕食小鱼的时候,会伸出长长的舌吻,它的舌吻上长了很多带*的齿舌,一旦猎物靠近,它就会喷射出这些有*的齿舌。
猎物一旦被射中,在短短的几秒钟之内就会丧失意识,然后成为芋螺的腹中餐。
右图是一个被同伴杀死的芋螺,它身上有飞剑一样的齿舌。
正是基于这种现象的观察,奥利维拉教授就开始着手研究*素致死的原因,他从*素中发现了几百种短肽,而且都具有神经*性。
他当时就想说能不能研发成药物,他的疑问被在他们实验室实习的一个小伙子,就是右上图的麦金托什解答了。
当时,麦金托什刚刚高中毕业,即将开始他为期7年医学生涯,他就来到奥利维拉的实验室,想寻求一份实习的工作。
奥利维拉就把提纯短肽的工作交给了他,他也不负众望,在繁重的医学学习生涯之外,他都在实验室里面做短肽的提取工作。
他经历了7年,终于找到了w—芋螺*素,也叫齐考诺肽。
齐考诺肽有惊人的止痛效力,它的止痛效果是吗啡的倍,但是却不具有成瘾性,所以这就给广大的癌症患者带来了福音。
齐考诺肽也在年被美国的食品药品监督管理局批准用于镇痛的治疗。
寻找海洋中的抗肿瘤药物
前辈科学家这种孜孜不断的追求精神,也在激励着我们。
我们实验室团队主要