来自大海的药方——小细菌，大贡献

fjxwud

那些生活在几千米深海下的生物，它们身上藏有拯救生命的线索。
    植物学家和化学家们的足迹遍及陆地生态系统的各个角落，共有超过百种的重要药物是从植物分子中直接萃取，或合成而来。现在随着人类探索脚步的继续迈进，科学家们将目光投向了蓝色的海洋世界。

小细菌，大贡献


在1立方厘米的海底沉积物里，就存在10亿个微生物个体。这些个体都有着很强的生物活性，它们的结构到目前为止也尚未完全被人类了解。而美国加利福尼亚州立大学圣地亚哥分校SCRIPPS海洋研究所的威廉·冯尼克（William Fenical）就是在这些微生物中，发现了一种新的抗癌药物：Eleutherobin。
    Eleutherobin已经被证明是一种在治疗乳腺癌、胰腺癌等疾病上颇有疗效的药物。威廉·冯尼克和他团队的主要工作是弄清楚海洋生物特殊的分子结构，及其生物医学应用。按照研究计划，威廉·冯尼克希望工作最后能够分析和定义那些起化学防御作用的化合物，以及对用做信息传递的分子做一个全面的研究，并评估这些物质在治疗人和动物疾病方面的潜在能力。
    科学家们会按照自己的流程进行采样分析。他们会在实验室里初步测试细菌的品系，如果这种混合物表现出任何的抗癌、抗生、或者杀菌作用，他们就把它送到产业合作伙伴那里做进一步研究。
    威廉·冯尼克领导的团队另一项重要工作，是研究用于治疗艾滋病和其他抗病毒的药物。虽然听上去有些乐观，威廉·冯尼克坚信，海洋中丰富的化学多样性将为治疗艾滋病的研究做出巨大贡献。就像从海洋中获取的AZT（zidovudine），它已经通过了临床实验，证明可以有效降低患有艾滋病的母亲在生产时将病毒传染给婴儿的机率。

走向深海里去探索


人类定居于陆地，所以我们过去一直在陆地上进行探索研究。但如果现在我们询问自己，我们将来应该探索何处？答案一定是海洋。
    海洋生物的知名度远不如它们的陆地亲戚们。在深海的巨大压力下，很多细菌可以正常生活，但如果人到了那里，会立刻被压成像果冻一样。所以只有借助特殊的设备我们才可以进入细菌的奇妙领地。
    巴黎中心学校（Ecole Centrale of Paris）的工程师多米尼克·赫博拉（Dominique Ribola）负责深海收集细菌的工作，并以这些细菌为样本开发新的分子及其生产工艺。在海面下超过4000米深的那些地方，是潜水艇Nautile帮助他们获取了这些细菌。
    这种特别的细菌生活在温度超过300度的热液喷口，附近还不断喷发着含硫的气体。那里就是海底的迷你火山，巨大的压强、昏暗的光线、过高的温度似乎都不适合生物的繁衍。然而对多米尼克·赫博拉来说，正是为了在这种荒凉世界生存，这些细菌才生长出了一些未知的分子结构。
    现在多米尼克·赫博拉与法国IFREMER海洋生物研究中心的合作，目的是利用这些研究成果生产了很多产品，比如可以完全生物降解的塑料、有效的口腔卫生材料、化妆品和一些新的药物。海底这片未知的生物世界将为生物技术和生物制药事业开发新的领域。

Tips：我国的7000米载人深潜器
    2007年4月22日航海日活动中，国家海洋局新闻办主任吴金友宣布：我国的7000米载人科考深潜器实潜仪式会在2007年10月份举行，一旦实验成功，我国将拥有潜水深度世界第一的载人深潜器。
    据悉，目前世界上可用的载人深潜器共有5台，分别是日本的“深海6500”号、美国的“阿尔文”号、法国的“鹦鹉螺”号、俄罗斯的“和平”号及“密斯特”号，它们之中的最大深潜深度为6500米。

大块头有大作用


有些时候自然界也会变得很大方，给我们提供足量的水下生物，来保证一些重点产品的开发生产。例如马耳他ICP 生物药理研究所负责人药理学家吉尔·古铁雷斯（Gilles Gutierrez）研究的一种叫Padina pavonica的海藻。
    这种海藻大量生长在地中海，每年收割数量超过40吨。吉尔·古铁雷斯认为这种海藻在治疗骨骼和皮肤的损害上有明显的效果，特别是随着年龄的增长，人类身体发生的骨质疏松和关节炎等。
    法国国家科学研究中心(CNRS)和研究开发协会(IRD)也充满信心地描绘着海洋的资源开发前景。IRD的工作人员瑟令·德比图（Cecile Debitus）对新喀里多尼亚岛发现的一种生物Oceanapia Fistulosa进行了研究，从中找到了一种可以治疗疟疾的新物质。
    IRD中的法国研究人员从Oceanapia Fistulosa中找到的新的成分，经过体外实验证明其成分可以有效阻止寄生。如果能通过更多的人体实验的话，将来它可能成为一种新的治疗手段，来挽救那些每年丧生于疟疾的患者。
    而生活在英吉利海峡中的多刺海星(Marthasterias Glacialis)，CNRS的法国科学劳瑞·梅杰（Laurent Meijer）发现了里面含有Roscovotine这种药物，它可以用来抵抗乳腺癌和肺癌，并阻止癌细胞扩散到健康细胞,。虽然关于它的医疗实验还在进行中，但Roscovotine已经被认为是一种潜在的对抗癌症的新武器。

海底取样，各显神通


不过海洋生物的采集研究和药物的产业化生产还需要一个长期而复杂的过程，比如在投入使用前，作为一种药品必须先要经过一系列的实验，以弄清这些药物的副作用。这些实验既可能会在生物体内进行，也可能通过实验室条件模拟。
    做这些实验将要消耗大量的样品，在采集样品的过程中如何避免破坏海洋自然环境则成为当务之急。一个解决的办法就是去海洋中寻找那些可以自然恢复的生物样本，科学家们采集一小部分，然后带回实验室中培养，有可能的话直接人工合成其中的有效物质。
    由于工作的目标通常都在动辄数千米深的水下，科学家们要使用一些特别的手段才能得到珍贵生物标本。比如用现代机器人技术建造有一艘载人潜艇，它可以直接把科学家送到4000米的深海区去工作。
    也有一些科学家练就了一身的潜水本领，自己就是经验丰富的潜水员，他们可以亲自潜水到海底采集海洋生物样本。
    有些科学家则开动脑筋，动手设计制作属于自己的专业工具“采泥器”，虽然这个采泥器样子看上去怪怪的，像是两个扣在一起的大勺子。但是这种抓斗相当实用，可以从水面的船上释放到海底，获取少量的泥土标本，省去了潜水的麻烦。
    但即使如此，就其所拥有的巨大资源来说，海洋给研究人员辛勤努力的回报还只是其中极小的部分。但探索起来谈何容易，像威廉·冯尼克最近发现的有潜在抗癌和抗生素作用的微生物Eleutherobin，它只有1-2微米大小。即使在陆地上都很难被发现，何况是幽深不见底的海洋。因此科学家们依旧任重道远。


Tips：不同的海洋微生物
    为什么总是要提到海洋微生物，这是因为海洋生态系统和陆地生态系统相比的特殊性。在陆地上，初级生产者大多是大型的绿色植物，它们根植于大地，从地下吸收营养和水分，从空中获取代谢所需二氧化碳，从阳光中固定能量，供养着整个陆地生态系统的各级消费者。
    但在海洋中，除了很少数浅海边生长着一些大型藻类，在深海中根本找不到这类生产者，那么海洋生态系统的能量从何而来呢？这就是数量巨大的海洋微生物的功劳了，海洋初级生产力绝大部分来自这些微小的单细胞或者简单的多细胞生物，组成了海洋食物链的初级部分。


化毒物为灵药
    海洋中有很多生物都用剧毒武器作自己的保护伞，但对人类而言，这些毒素并不总是以狰狞的面目出现。相反，海洋生物毒素是海洋生物研究中进展最为迅速的领域。
    科学家们发现，大多数海洋毒素都具有独特的化学结构，而许多高毒性的毒素，它们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，反而成了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。
    如岩沙海葵毒素（palytoxin，PTX），是从海葵Zoantharia类的Palythoa属腔肠动物中分离出来的一种毒素，该毒素是目前已知非蛋白毒素中毒性最强烈的毒素，也是目前已知最强的冠状动脉收缩剂，它比血管紧张素Ⅱ的作用至少强100倍。
    然而根据研究者最近的研究证明，岩沙海葵毒素还具有很高的抗癌活性和很强的溶血作用。它是目前已知最有效和特异性的细胞膜活化剂，可作为膜研究中一种新的工具药。但人们对它的作用机理尚未完全清楚。
    目前科学家们对其毒理和药理学作用正在进行广泛深入的研究，期望能获得高效生化活性的剧毒毒物，及新型心血管药和抗癌化疗药物。

Tips：海洋毒物
    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、记忆丧失性氨基酸贝毒、酯溶性酚类和含磷化合设物。

海洋药物发展在中国
    中国利用海洋生物治疗疾病具有悠久的历史。历代本草和医药典籍中记载了100多种海洋药物及其功用。如明代《本草纲目》，就收载海洋药物109种。加上中国海大陆架面积非常广阔，自然条件优越。因此海洋药用资源十分丰富。据调查，中国海洋药用资源近700种，海藻类100种左右，动物类580多种；矿物与其它类4种。
    海洋药物医疗虽然用途广泛，潜力很大，而且目前将海洋药物作为原料药用于中成药生产也初具规模。但中国海洋药物开发利用种类还比较少，数量也不大，与资源潜力相差甚远。相比之下，海洋药物在民间应用更为广泛。
    北京大学天然药物及仿生药物国家重点实验室主任林文翰教授认为，我国有自主知识产权的海洋药新寥寥无几，主要原因是我国在对海洋先导化合物的研究还不够。
    由于先导化合物是指那些由于其吸收性差、毒性较大或者其他特点，不能直接药用。然而它们可以在加工之后变成药物。但目前我国应用基础研究力量薄弱，不能提供足够的化合物供生物活性筛选，导致新药先导化合物发现的几率低。
    所以从海洋生物中发现大量新结构的先导化合物，建立与重大疾病相关的生物筛选模型，并以生物筛选为导向，是发现可供临床前及临床研究的海洋先导化合物，进而开发具有中国自主知识产权海洋新药的关键。从现状来看，说海洋药物时代已经到来还为时尚早。
    结束语：可以肯定的是，海洋生物资源的开发和利用将会成为世界各个海洋国家竞争的焦点。而当科学家们将探索的脚步迈入到海洋的领域，研究海洋生物的基因与功能，更深入地研究物的奥秘，并利用研究成果为人类服务的同时。如何保护海洋生物的基因资源，使其免遭破坏，也需要同步进行。

sundamxxxx

要探索的东西还真多