面對海洋,人們從未停止過探索。早在神農嘗百草時,就對海洋藥物有了記載;近年來,采用現代化學手段從海洋資源中獲取小分子化合物,成為新藥研發的重要方向。日前,第790次香山科學會議于北京香山召開,50余位專家圍繞“海洋藥物發展科學問題與技術創新”展開研討。
大會執行主席、中國科學院院士郝小江表示,根據《國際海洋法公約》,海洋生物資源誰采集研究誰受益,推動海洋生物醫藥發展,需要通過國家重大專項提供系統性、集中式支持,做好頂層設計,破除評價體系約束,從海洋技術、現代生物技術、信息技術等方面協同努力,破解科學問題和技術瓶頸。
海洋資源潛力廣闊
海洋生物醫藥是指以海洋資源為基礎,開發生產和應用于維護人們健康的相關產品,包括食品、營養品、藥品、醫療器械以及醫美產品等。近年來,科技進步為其創造了發展新機遇,其中,海洋中藥、現代海洋藥物、海洋生物醫用材料等彌補了陸地藥物和材料的不足。
“《中華海洋本草》中記載了我國海洋中藥613味、含有海洋生物的中藥方劑3100個,這展現出海洋中藥對人類健康的重要作用?!贝髸绦兄飨H歐亞科學院院士、青島海洋生物醫藥研究院教授杜冠華介紹,海洋中藥的現代應用主要包括,在中醫理論指導下,作為中藥材應用于中醫臨床方劑、中醫成藥組分,作為食藥物質應用于保健食品、藥食同源食品開發等,還可應用于人體“健康-亞健康-疾病-康復”的全過程。
“對疾病機制的生物學認識是現代藥物研發的主要驅動力,分子化學空間的可及性則是藥物研發的物質基礎。”大會執行主席、中國科學院院士俞飚表示,采用現代化學手段從海洋資源中獲取小分子化合物,是新藥研發的重要方向。
治療白血病的阿糖胞苷,抗菌藥物頭孢菌素,治療肺結核的利福霉素,治療流感病毒的卡拉膠……不同于陸地的環境和更高水平的多樣性,海洋孕育了獨特而豐富的分子空間,這賦予了海洋藥物研發的獨特潛力。經過長期努力,人們已經從海洋資源中發現了4萬多種化合物。目前,全球已經有20余種海洋藥物在世界各國實現臨床應用,處于臨床Ⅲ期的海洋候選藥物有6個、Ⅱ期的有12個、Ⅰ期的有42個。
在海洋生物醫用材料方面,多糖、膠原、蛋白質、纖維素等展現出優質性能,被廣泛應用到促進傷口愈合、加快組織修復、跨血腦屏障、靶向和治療腫瘤等疾病治療場景中。其中,以海洋多糖制備的栓塞微球為例,既可以達到栓塞效果還可在人體內降解,在臨床上展現出獨特優勢。與會專家表示,海洋生物來源的材料開發和應用是一個嚴謹的科學研究和轉化過程,涉及獲得材料、認識材料、材料產業化等環節,其終極目標是提高臨床治療效果。
多要素協同 助力海洋資源開發
海洋藥物憑借高度結構的新穎性與多靶點調控優勢,不僅為特定疾病提供了治療藥物,更在腫瘤治療、重大疾病、罕見病等方面潛力巨大。然而,我國整體取得的成就還非常有限。
“以海洋中藥為例,我們對海洋物質的認識還不夠深入。當下,亟需從海洋中藥提取物成分、藥理作用以及采用現代藥理學方法進行評價方面加強研究?!倍殴谌A說,海洋生物醫藥的發展直接關系到海洋經濟和產業的發展,需要以藥性功效等基礎研究和核心技術突破,帶動海洋生物醫藥研發及產業化。
“限制海洋藥物研發的瓶頸之一,是海洋生物產生的分子難獲取,缺乏足夠的量來進行藥物研發。”俞飚解釋說,海洋物質雖然眾多,但與陸地相比,最大的特點就是具有極大的流動性,這導致獲取困難。他建議,通過海洋分子的宏觀發現技術、海洋分子的生物合成和化學合成技術等來解決海洋分子的可及性。
海洋分子的可及性也限制了海洋生物材料的研究?!昂Q笊锊牧项愋吞?,研究人員很難針對一種材料深入到應用層面做極致研究;加之每種成分獲取的量非常少,難以進行深加工。”中國海洋大學教授張俊峰說,目前海洋生物材料還處于起步階段,亟需回歸動物本身的物質基礎研究,厘清其構效關系以及其與機體的作用機制。
藥物活性和評價策略也是一大難點?!昂Q髞碓吹幕衔锞哂薪Y構多樣性和新穎性,這導致方法難測評;海洋中藥則面臨著傳統方法難以體現藥材差異的尷尬,例如,如牡蠣、貝殼目前以化學成分為分類,都被歸類為碳酸鈣,實際上二者在用藥效果上表現不同?!倍殴谌A表示,無論是現代西藥還是海洋中藥的創新研究,都需要理論上的突破和創新,圍繞海洋藥物的研發技術和特點,推動以創新作用機制和開拓治療領域為主導的藥物活性評價策略。
此外,人工智能正為海洋藥物研發破局。
北京大學藥學院教授賈彥興提到,AI將加速化合物合成路線預測,在活性衍生物設計、發酵工藝優化等方面發揮作用。未來“化學合成—生物制造—AI融合”三位一體的研發模式,將為海洋藥物的可持續發展提供根本解決方案。中國科學院上海藥物研究所研究員鄭明月則表示,構建海洋天然產物專屬數據庫與AI工具,通過“AI預測—實驗驗證—臨床評估”的閉環,將加速海洋藥物從發現到應用的全鏈條創新。
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