海洋生物制药的发展和前景
学号：0809501151 姓名：陈水浩 班级：生物制药08
【摘要】：海洋蕴藏着丰富的药物资源，即大量的活性物质，随着海洋生物制药的发展海洋药物的研究和开发已经成为各国互相竞争的重点。随着着生物制药的快速发展及细胞工程、基因工程和酶工程的广泛而深入的应用，海洋生物制药的发展更具科学性，有着广阔的前景。从海洋生物
制药现状、海洋生物制药的发展、海洋生物制药的前景和我国海洋生物制药的情况四方面综述了海洋生物制药的最新情况。
【关键词】：海洋生物制药；生物制药；基因工程；海洋药物
海洋生物制药的现状
众所周知，海洋占地球表面的70%，是迄今所知最大的生命栖息地，海洋中有机物的品种是陆地上的两倍，因此，大多数科学家都坚持认为，海洋药物的研究将会给不断遭受疾病灾难的人类带来更多的希望。海洋是一个开放性复杂系统，在海洋特殊的生态环境里生活着20多万种动、植物和大量的微生物。这些海洋生物含有与陆地生物不同的、化学结构特异的活性物质（化合物）。特别是那些身上充满生物活性分子、利用化学方式保护自己的海洋物种，很可能蕴含丰富的药物资源，开发价值不可估量。
实际上，自20世纪60年代初开始，海洋生物资源便成为医药界关注的新热点，海洋药物研发更是引起了各国的关注。1967年在美国召开了首次海洋药物国际学术讨论会。近年来，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多万美元，美国卫生研究院（NIH）的海洋药物资金每年增长幅度达11%以上，与合成药、植物药基本持平。
日本于1988年设立了海洋生物技术研究院，并投巨资建立两个药物实验室，每年用于海洋药物研究开发的经费约为1亿多美元。欧盟于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。法国、瑞士等国也先后建立了有关海洋药物的研究机构。
世界各地先后成立了区域性学术交流组织，如亚太海洋生物技术学会、欧洲海洋生物技术学会和泛美海洋生物技术协会等。各国还组建了一批研究中心，其中比较著名的为美国马里兰大学海洋生物技术中心、加州大学圣地亚哥分校海洋生物技术和环境中心，康州大学海洋生物技术中心，挪威贝尔根大学海洋分子生物学国际研究中心和日本海洋生物技术研究所等。这些学术组织或研究中心不断举办各种专题研讨会或工作组会议，研究讨论富有区域特色的海洋生物技术问题。
但是由于受到科技发展的制约，海洋生物的利用一直没有很大的发展，随着生物制药的快速发展及细胞工程、基因工程和酶工程的广泛而深入的应用，使得海洋生物制药得到了长足的进步。国际上已投入应用的海洋药物有头孢霉素、阿糖腺苷、阿糖胞苷等。这些也是最早开发成功的现代海洋药物，广泛用于临床。海洋生物制药是指应用海洋药源生物具有明确药理作用的活性物质按制药工程进行系统的研究，研制成为海洋药物的制药工程。
海洋生物制药是新兴制药工业的分支学科，是研究海洋生物的药物来源、分布、形态、鉴别、采集加工、化学成分、药理作用、炮制、制剂、临床前研究
及临床应用等多学科的综合性科学。海洋生物药物的特点（1）海洋生物药物的药源来自海洋药用生物，（2）海洋生物活性物质含量低微、结构奇特、活性显著，是海洋生物制药先导化合物丰富的来源。最近启用基因工程、蛋白质工程、生物发酵工程技术，深入研究海洋药物结构与功能的基础上，针对特定的受体，设计全新的药物分子，使的海洋生物制药进入一个全新的阶段。由于海洋的活性物质在生物体内的分布是极其微量的，如果要获得大量的活性物质则需要采集大量的海洋生物，导致资源的枯竭和海洋生态系统的破坏，而且价格极其昂贵，不利于海洋药物的开发，目前基因工程、细胞工程和酶工程的发展，使的海洋药物的开发成为可能，同时使海洋生物制药有了广阔的前景。因此，利用生物技术生产海洋药物已成为海洋生物资源开发中的重要组成部分。
美国等国家在研究和开发海洋药物方面已经走在了世界各国的前面。截止去年底，在海洋药物研究方面，已经发现活性化学物3000多种，特别是研制成功的海洋药物在抗菌、抗病毒、抗肿瘤和治疗心脑血管疾病方面成效显著。在美、日和欧洲发达国家，海洋生物制药已经成为相对成熟的学科，也成为当今世界最赚钱的行业，目前已有上百种药物进入临床评估。据相关数据表明，2004年全球海洋生物技术产品市场价值约为24亿美元，在今后三年里，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。 海洋生物制药的发展
海洋生物制药的目的是得到海洋药物，那么海洋药物的分离将是得到活性物质的的关键技术，海洋生物的特异生活环境使其本身及其代谢产物、次生代谢产物具有特异及活性强、含量微的特点。所以海洋天然产物的筛选，通常采用的是现代手段下的随机筛选，即由整体动物实验为主转变为体外实验为主的高通量药物筛选即以酶、受体、基因等靶点作为药物筛选的高特异性模型。
1、发展海洋生物技术是增加海产品的附加值，促进海洋经济发展的有效途径 海洋主物活性物质的开发，使原来没有利用价值的生物资源（甲壳质等）通过科技形成高附加值的产品，出现了一批有市场前景的海洋生化制品和海洋药物。同时，促进了海洋经济的发展，使海洋产品向多元化发展，为进一步调整海洋产业结构奠定了一定的基础。
2、产、学、研相结合是加快科技成果转化的必由之路推动产、学、研结合，鼓励科研院所，高等学校的科技力量以多种形式进入企业或企业集团，参与企业的技术改造和技术开发，以及合作建设中试基地，加快科技成果在企业中的转化推广和应用。按照市场经济规律，最后以企业推动科技成果的转化。
3、与科技兴海相结合，建设中试基地是加速科技成果转化，推动产业发展的重要途径建立示范基地，加速科技成果转化，推动产业发展，是科技兴海的一个重要发展模式。每个基地都制定了各自的规划和实施方案。有些基地利用海洋生物技术成果中试和产业化，有些与科研院所结合，利用高新技术改造传统产业，不仅起到了试验和示范的作用，而且使科技成果得到转化，形成一批新型的科技企业，从而带动了地方海洋产业的发展。
4、加强国际交流合作是促进海洋生物技术研究与开发的重要途径国际社会在海洋生物技术领域取得了很多好的经验和成果，值得中国科学家、企业家和政府管理人员认真借鉴和吸取。国家863计划海洋生物技术主题共20多项研究课题在相关的研究领域进行了国际合作，取得了好的成效。要充分抓住全球重视海洋生物技术开发的有利时机，围绕全球关心的问题，大力开展国际合作，在资金和技
术方面取得有效的支持，相互交流，寻求合作机会，促进中国海洋生物技术的发展，同时为全球海
洋生物技术的发展作出更大贡献。
5基因工程技术的应用利用基因工程技术离自海洋生物的有药用价值的基因或以规模化养殖的海洋生物作为表达受体进行遗传操作，从而大量获得高值廉价的药物，这方面的技术主要包括三方面：（1）将海洋药物基因转入陆地生物中表达；
(2)将来自陆地的药物基因转入海洋生物中表达；(3)将海洋药物基因转入海水养殖生物中表达。基因工程技术已经开始应用到实际中，在克隆得到到别藻蓝蛋白(APC)基因后，将该基因转化到大肠杆菌后获得高效表达基因重组别藻蓝蛋白-镭普克(rAPC)，该药物具有明显的抑制小鼠S肉瘤的活性。
国际上已投入应用的海洋药物有头孢霉素、阿糖腺苷、阿糖胞苷等。这些也是最早开发成功的现代海洋药物，广泛用于临床。而海洋生物制药的发展将更加的多元化，更加有效，随着生物技术在海洋生物只要中的广泛应用，是海洋生物制药有了更广阔的情景。所以海洋生物制药今后的发展趋势将会在以下几个方面展开：（1）基因工程药物的开发。用细菌、酵母、蓝藻作为表达系统，选择海洋生物中药理活性强的多肽和蛋白质类物质为突破口，开展基因工程研究，促进基因工程药品的发展；(2)增强海洋天然产物的活性。以基因工程、细胞工程和酶工程为手段，培育出生长快、活性高、抗病性强的海洋药材新品种，并利用生物技术防治海洋药材人工养殖中的病虫害；(3)加强海洋微生物药物的开发。采用现代生物技术，加速发展海洋抗菌药物和其他海洋微生物药物的研制。目前最新的研究进展包括能高效表达螺旋藻蛋白，藻胆蛋白的大肠杆菌菌株的获得。从中华大蟾蜍中分离出种化合物其中部分为新发现的化合物在国家七五重点科技攻关成果鉴定会上被评为具有国际水平的一级成果，从螺旋藻中分离提取的多糖和蛋白对肿瘤细胞有一定的抑制作用和杀伤作用并可提高机体的免疫功能等。存在的问题，我国海洋药物的研究水平与国外相比差距并不太大，但从国内海洋药物的整体发展来看，多数科研成果仅停留在研究阶段且基础研究为多成果，应用研究少，故难以向生产转化。虽然研究水平已属先进，某些成果亦为国内外领先，但科研与产业化脱节产业化进程慢无法产生预期效益。
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。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! 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。
我国海洋生物制药的情况介绍
我国海岸线长达多浩翰辽阔海洋生物资源及其丰富年代开始我国利用高科技手段陆续开发出一些海洋药物包括河豚毒素珍珠精母注射液治疗子宫功能性出血刺参多糖钾注射液抗癌海星胶代血浆角鲨烯褐藻淀粉硫酸酯藻酸双酯钠等其中最引人注目的是我国首次提取成功的河豚毒素可代替吗啡杜冷丁等起止痛作用不成瘾并有镇痉降压抗心律失常等作用藻酸双酯钠是我国首创的半合成
海洋新药经临床应用证明对缺血性心脑血管疾病及高血粘度综合征的防治具有显著疗效。我国海洋生物技术领域相关学科研究取得令人瞩目的成果，形成了以专业科研单位、高等院校和企业为主体的海洋生物基础研究和应用开发体系。以海洋药物研究为目标导向的海洋生物资源研究已经从沿海、浅海延伸到深海和极地，特别是海洋生物活性先导化合物的发现，海洋生物中代谢产物的结构多样性研究，海洋生物基因功能及其技术，海洋生物大分子的研究，海洋药物研发等，在国际上引起了高度关注。
我国目前已经有多烯康、角鲨烯、河豚毒素、藻酸双酯钠、肝糖酯、盐酸甘露醇等海洋药物获国家批准上市，还有多个海洋药物进入临床研究。目前新型抗艾滋病海洋药物“911”的研究开发已经获准进入Ⅱ期临床试验，成为我国具有自主知识产权的第一个进入临床试验的抗艾滋病药物。抗肿瘤新药K－001也已经进入临床前的研究，并建立了专门的原料养殖基地。甲壳质衍生物“916”抗动脉粥样硬化新药也申报了临床研究。海洋抗老年痴呆症新药“917”目前已经进入一期临床研究。在抗菌药物方面，我国已开发了系列头孢菌素等海洋抗菌药物。在抗病毒药物上，已经分离了萜类、核苷类、生物碱类、多糖类、杂环类等具有抗病毒活性的化合物，国内市场上已有珍宁注射液等产品上市。在抗心血管疾病的药物上，已经研究出多种可供预防和治疗心血管疾病的药物，如萜类、多糖类、多不饱和脂肪酸、肽类等物质，均具有抑制血栓形成和扩张血管作用。有多种海洋生物毒素不仅具有强心作用，而且还有很强的降压作用。在消化系统方面，国内药厂配合中药制成的海洋胃药在临床上取得较好疗效。从海洋天然产物中分离的磷酸酯酶抑制剂20多年前就被作为典型的抗炎剂应用于临床。在泌尿系统用药上，褐藻多糖硫酸酯具有抗凝血、降血脂、改善微循环、抑制白细胞等作用，临床上用于治疗肾血管病，已经按照国家二类新药标准获准进入临床研究。
据不完全统计，全国海洋药物正常生产品种接近30余个，近海洋药物生产企业就有40多家，年产值约10亿元。
总结
海洋蕴藏着丰富的药物资源，但是由于受到科技发展的制约，海洋生物的利用一直没有很大的发展，随着生物制药的快速发展及细胞工程、基因工程和酶工程的广泛而深入的应用，使得海洋生物制药得到了长足的进步。我国海洋生物技术领域相关学科研究取得令人瞩目的成果，形成了以专业科研单位、高等院校和企业为主体的海洋生物基础研究和应用开发体系。
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