海洋资源与药物研究进展-马瑜璐精品课件

1、*1海洋资源与药物研究进展马瑜璐*2Contents*3 海洋是一个巨大的天然产物宝库。 动物界28 （32）个主要动物门有26 （22）门生活在海洋水域，低等海洋生物物种更多达1520 万种，据估计约有50 余万种动物和13000 余种植物栖息于海洋环境之中，海洋生物物种的丰度远高于陆地生物。 强于世界者必盛于海洋海洋是座超级药库 海洋环境：高盐、高压、缺氧、缺少光照。 海洋生物,在其生长和代谢过程中,产生并积累了大量具有特殊化学结构并具特殊生理活性和功能的物质。 1/ 2 以上的物质具有抗肿瘤、抗菌、抗艾滋病、抗病毒、抗凝血、抗老年痴呆症、防治心血管疾病、延缓衰老及免疫调节功能等药理活性。

2、*4浓度甚微、毒副作用低*5 海洋生物有天然自卫、抵抗疾病的能力。 海洋中丰富多样的生物物种，无论大小、软硬、抑或速度快慢，都能生存下来。 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，很可能蕴含着丰富的药物资源，其开发价值不可估量。 柳珊瑚*6 海洋药物marine medicament是指以海洋生物及矿产资源为药源，运用现代科学方法和技术制得的有效药物。 海洋药物是天然药物的重要来源，包括海洋植物药、海洋动物药和海洋矿物药。Defincion 拓宽寻找新药的途径迫在眉睫 药物失去作用的速度=科学家发现新药的速度差不多 海洋是人类赖以生存与发展的资源宝库，人类社会正在以全新的姿态向海

3、洋进军，国际海洋竞争日趋激烈。 人类生存和可持续发展的三大问题：人口剧增、资源匮乏、环境恶化*7*8前些年制约海洋药物的发展的原因：海洋药物采集不易 生物活性物质含量低微药源问题成为限制海洋药物发展的主要瓶颈向海洋要药的原因：癌症、艾滋病、心脑血管疾病，病毒性疾病等各种疾病对人类健康构成了严重威胁。现有药物效果不理想的情况。科学技术的快速发展*9研究与开发 产业化现代生物技术生物活性物质的分离和提取技术快速分子筛选技术微量化合物结构测定技术现代药物制剂技术和现代海洋科学技术等学科领域的发展*10 21世纪是海洋世纪 海洋药物开发是竞争的热点之一 许多沿海国家纷纷投入巨资，研究开发海洋药物。 2

4、0世纪末以来，对海洋天然产物的研究进入了稳定的快速发展期。 目前每年发表的论文有500600篇，发现新结构化合物1000种左右。*11海洋药物研究现状*12构建新的生物筛选技术发掘新的海洋生物资源的研究 海洋生物活性成分的研究 开展海洋化学生态学研究表1 已发现的天然活性产物主要结构类型及其生物来源生物活性作用主要结构类型主要生物来源抗肿瘤核苷类、酰胺类、聚醚类、萜类、大环内酯类、肽类海绵、海鞘、软珊瑚、柳珊瑚、海兔、苔藓虫抗心血管疾病萜类、多糖类、高不饱和脂肪酸类、喹啉酮类、肽类、核苷类海藻、鱼类、海绵、珊瑚抗病毒萜类、核苷类、生物碱类多糖类、杂环类、脂肪酸类、糖酯类、丙烯酸类、苯酚类、溴苯

5、酚类海绵、珊瑚、海鞘、海藻抗菌、抗炎吲哚类、酮类、多糖类、多肽类、N - 糖苷类、- 胡萝卜素类细菌、真菌、海藻、珊瑚、海绵镇痛、神经毒氨基酸类、脂肪酸类、生物碱类、皂苷类、萜类、大环内酯类、聚醚类、肽类、蛋白质类 微藻、鱼类、贝壳、棘皮动物*13*14抗肿瘤药物 膜海鞘素Didemnin B第一个进入临床试验的抗癌海洋药物 阿糖胞苷(Cytarabine)： 第一个人工合成的海绵尿苷类抗嘧啶药物。 主治：急性白血病及消化道癌*15*16Ecteinascidin 743 ：来源：加勒比海鞘sea squirt主治：肺癌和皮肤癌 抗肿瘤药物 草苔虫素（大环酯化合物）来源：草苔虫 海兔毒素（肽）

6、来源：海兔主治：白血病、乳腺癌（均进入期临床 美国Pettit 研究小组 ）*17抗肿瘤药物抗肿瘤药物环肽化合物来源：被囊动物Trididemnum 作用：抗白血病和黑色素瘤活性。*18 昆布多糖、海带多糖等8 种多糖制成的复方海藻多糖是很好的抗癌中药制剂。海力特（多糖类药物）来源：海洋昆布和麒麟菜主治：慢性乙肝和各种肿瘤*19抗肿瘤药物神经系统药物和心血管系统药物螺旋藻类 主治：高血脂和动脉粥样硬化 海洋生物毒素：海洋天然产物的重要组成部分海洋生物活性物质中研究进展最迅速的领域结构特异、活性广泛且活性强*20海洋毒素 芋螺毒素：种类多，结构复杂，毒性强，作用快，临床上用作特异诊断试剂，作为镇

7、痛药疗效确切，不成瘾。 - 芋螺毒素MVIIA ，用于癌症、爱滋病晚期的顽痛治疗，成本比鸦片类止痛剂大大降低，它比常用麻醉药强万倍以上。 - 芋螺毒素在小细胞肺癌的治疗中显示极好的应用前景。*21海洋毒素 河豚毒素：较强的镇痛剂（可代替吗啡、杜冷丁等治疗神经痛） 聚醚类毒素PTX（岩沙海葵毒素） 、CTX（西加毒素）、MTX（刺尾鱼毒素）：强抑癌，高强心（已成为新药开发的特殊模式结构） 多肽类海葵毒素：强心药物的重要先导化合物*22海洋毒素 水母毒素medusocongestin：心血管药、神经分子生物学 头足毒素cephalopodium toxins（也称章鱼毒素）：抗心绞痛 海胆毒素和海

8、蛇毒素：心血管、抗血栓药*23抗菌、抗病毒类药物头孢菌素来源：顶头孢霉真菌（第一次世界大战后，从意大利海岸污水中发现的） 半合成头孢菌素类抗生素抗生素：氨基糖苷8510 I，小诺霉素*24抗菌、抗病毒类药物*25阿拉伯糖苷Ara2A(arabinoside)1955 年FDA 批准了第一个抗病毒海洋药物治疗人眼疱疹感染抗菌、抗病毒类药物Avarol /Avarone来源：贪婪倔海绵抑制HIV 的复制（在体外w = 0. 1g/L ），对正常细胞无细胞毒活性。 *26peyssonols A、B 海藻Peyssondia sp. 的代谢产物抑制HIV1、2 型逆转录酶的作用，有望成为新的抗爱滋病

9、毒药物。*27抗菌、抗病毒类药物抗菌、抗病毒类药物 红海海绵中的Toximsol：抑制多种病毒逆转录酶 对大量的海洋动物提取物进行抗细菌和抗病毒试验表明，鲍鱼、牡蛎、硬壳蛤和某些腹足动物提取物中的大分子化合物，在体内、体外均显示出抗菌和抗病毒活性。*28消炎镇痛及消化系统和泌尿系统的药物 氨基葡萄糖硫酸酯盐来源：甲壳质中水解的单糖产物作用：骨关节炎、风湿痹痛、腰酸腿痛、跌打损伤、伤筋动骨*29*30Manoalide从海洋天然产物中分离的最引人注目的活性成分磷酸酯酶A2抑制剂典型的抗炎剂消炎镇痛及消化系统和泌尿系统的药物消炎镇痛及消化系统和泌尿系统的药物 海星皂苷(Asterosaponin

10、A ,B)来源：多棘海盘车( Asterias amurensis) 总皂苷（胃可安）来源：罗氏海盘车( A. rollentoni )“海洋胃药”主治：胃溃疡，已应用于临床。 海螵蛸具有止血、制酸吞酸、剑疮等功效。 *31*32海星皂苷(Asterosaponin A ,B)消炎镇痛及消化系统和泌尿系统的药物Epibatidin 来源：南美厄瓜多尔蛙( epi pedobates tridcolor ) 毒素半合成化合物作用：镇痛期临床美国Abbott 公司*33消炎镇痛及消化系统和泌尿系统的药物IB 367 来源：动物白血细胞抗微生物肽 先导化合物主治：口腔粘膜炎美国Intra Bioti

11、cs期临床*34*35消炎镇痛及消化系统和泌尿系统的药物Methopterosin 来源： Pseudopterogorgia elisabethae作用：抗炎期临床小结 海洋天然产物：可直接作为药用资源作为新药研究的结构模式，提供有用的化学信息。*36国外海洋药物研究概况 90年代以来，许多沿海国家都加紧开发海洋，把利用海洋资源作为基本国策。 美、日、英、法、俄等国家分别推出包括开发海洋微生物药物在内的“海洋生物技术计划”“海洋蓝宝石计划”“海洋生物开发计划”等，投入巨资发展海洋药物及海洋生物技术。*37*38 近年来，走在世界生物制药前列的美国、日本和欧盟等发达国家不断加强海洋药物研究的经

12、费投入。 1967年在美国召开了首次海洋药物国际学术讨论会。美国国家研究委员会每年用于海洋药物研究的经费为5000多万美元。 1988年，日本就设立了海洋生物技术研究所，并投资10亿日元建立两个药物实验室。日本海洋生物技术研究院及日本海洋科学技术中心每年用于海洋药物研究开发的经费约为1亿多美元。 *39 法国、瑞士等国也先后建立了有关海洋药物的研究机构。 欧盟国家强强联合，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。*40 反映海洋天然产物研究最高学术水平的会议国际海洋天然

13、产物研讨会( International Sympozsium on Marine Natural Products) 欧共体制定海洋科学和技术( Marine Sciences and Technology 简称MAST) 计划（强-强联合策略）*41 迄今为止，科学家已经从海葵、海绵、腔肠动物、被囊动物、棘皮动物和微生物体内分离和鉴定了新型化合物3000多种， 截至2000年，全世界范围内已从海洋动植 物及微生物中分离得到的新型化合物有 10000多种，其中申请专利的化合物有200余种。Table 2 Major marine drugs under clinical trials in

14、the world来源化合物名称作用临床阶段 海绵 A gelas mauritianus KRN700抗癌I 海绵 Pet rosia contignata IPL - 567抗炎I 海绵Pet rosia contignata IPL512602抗炎/ 哮喘II 海绵 Discodermia dissol utediscodermolide抗癌I 海绵 Siphonochali na sp.HTI286抗癌I 海绵 Jaspis digonoxeaLAF389抗癌I 海蛤蝓 Dolabella auriculariadolastain 10抗癌II 海蛤蝓 Dolabella auricu

15、lariaLU103793抗癌II 海蛤蝓 Dolabella auriculariaILX651抗癌I 海蛤蝓 Dolabella auriculariacemadotin抗癌II*42*43来源化合物名称作用临床阶段海蛤蝓/ 海藻 Elysia ruf escens/ B ryopsis sp.kahalalide F抗癌I海鞘 Ectei nasci dia t urbi nataecteinascidin 743抗癌III海鞘 A pli di um albicansaplidine抗癌II软珊瑚Pseudopterogorgia elisabethaemethopterosin抗炎/

16、 创伤I软珊瑚Pseudopterogorgia elisabethaeOAS1000抗炎/ 创伤I/ II芋螺 Conus magus ziconotide镇痛III芋螺 Conus magus AM336镇痛I/ II芋螺 Conus magus bryostain 1抗癌II纽虫 A mphiponus lactif loreusGTS - 21抗精神分裂症I/ II鲨鱼Squal us acanthiassqualamine lactate 抗癌II国内海洋药物研究现状 自1978 年全国科技大会上关美君教授“向海洋要药”提案及后来提出了“开发海洋湖沼资源，创建中国蓝色药业”的战略设想

17、,海洋药物的科研、教学机构，创办了学术组织和海洋药物专业刊物，取得了一批重大科研成果和创新药物。 *44 “九五”期间，中国海洋药物发展较快，形成了以青岛为主，带动其他沿海城市并重的蓬勃发展的新局面。 目前，国内沿海省市都相继建立了研究机构，有数千名科研人员从事海洋药物及海洋生物工程制品的研究与开发。 2019年，中国正式启动了海洋“863”计划，将海洋生物技术和海洋药物的研究与开发列为重点课题。*45 经过多年的努力，中国海洋药物的研究与开发在一些项目上已经取得了可喜的成效，发现了一批新型抗艾滋病、抗肿瘤和抗动脉粥样硬化的海洋药物。中国海洋生物医药研发在丰厚的海洋资源支持下，前景光明。*46

18、2019海洋前沿技术论坛表3 国内已应用于临床的海洋药物药物名称来源主要成分结构类型临床功效藻酸双酯钠海洋褐藻多糖硫酸酯抗凝血、降低血粘度、降血脂甘糖酯海洋褐藻低分子多糖抗凝血、抗血栓、降血脂海力特昆布、麒麟菜多糖硫酸酯免疫调节、保肝、治肝炎降糖宁海藻复方多糖降血糖螺旋藻螺旋藻脂肪酸、多糖、- 胡萝卜素等治疗高脂血症,延缓动脉粥样硬化,增强免疫力甲壳胺虾、蟹甲壳聚糖(甲壳胺)促进创伤愈合鱼油烯康深海鱼类不饱和脂肪酸降低血粘度、降血脂、降血压、抑制血栓形成海昆肾喜海洋褐藻多糖硫酸酯用于各种肾病河豚毒素河豚喹唑啉类镇痛、局麻、解痉*47*48？海洋药物研究开发趋势*49海洋生物功能基因组技术海洋化

19、学生态学方法高通量筛选细胞培养生物活性物质的分离纯化生物技术海洋药物产业化的主导技术和关键手段*50*51宏观调控产业孵化基地我国海洋药物研发的策略*52投入大、风险大、难度大、周期长*53组合化学高通量筛选充分发挥药物的疗效降低药物的不良反应*54策略:抢先、合理设防、垄断、防卫、防御、技术储备*55海纳百川，取则行远与海洋药物有关的期刊著作*561 刘永梅,黄泽波.海洋生物药物研究进展.A2019年全国生化与生物技术药物学术年会论文集C,2019.2 王长云,耿美玉,管华诗.海洋药物研究进展与发展趋势J.中国新药杂志,2019,(03).3 王淑民,管华诗.海洋药物的研究进展J.中国海洋药

20、物,2019,(06).*574 卞俊.国内外海洋药物研究进展与展望J.海军医学杂志,2019,(01).5 黄美珍,李志棠.海洋药物研究开发趋势J.福建水产,2019,(03).6 许实波.海洋生物制药M.第二版.北京:化学工业出版社,2019年.*58 1 Proksch P , Edrada RA , Ebel R. Drugs from the sea current status and microbiological implications J . A ppl .Microb Biotechnol , 2019 , 59 (4) :125.2 FUSETANI N. Drugs from the seaM . Karger : Basel Freiburg Paris London New York , 2000. 1 - 5