随着医学研究人员继续努力改善人类健康,一些人将注意力转向了海洋,因为他们相信地球上的海洋可能含有新的抗病化学物质。

人类的健康能否依赖海洋生物?
海洋覆盖了地球三分之二以上的面积。俗话说,我们对月球表面的了解比我们对海底的了解还要多。
自从我们第一次来到海滩,大海就有能力从黑暗、暴怒到平静、清澈的平静,这种能力让人类感到恐惧和迷惑。
考虑到地球上广阔的、尚未开发的海洋,探索它们的深度来寻找新的和创新的治疗方法是有意义的。
海洋动物、植物和微生物已经进化出一组独特的化学物质来保护自己和帮助交流。科学家们渴望对这些新化合物有更多的了解。
海洋生物进化出一种独特的分子选择有很多原因。例如,被固定在地板上的动物,如海绵和珊瑚,没有盔甲,需要寻找其他方法来保护自己。在许多情况下,化学武器是他们的首选武器。
此外,海洋生物往往有相对原始的免疫系统,有些生活在拥挤的栖息地,如珊瑚礁,在那里自卫是一项全职工作。
与此同时,海洋中的生物需要吸引一些生物并排斥其他生物。它们还需要通过同步将卵子和精子释放到环境中来协调生殖。所有这些都需要活跃的生物分子。
生活在海洋中的动物和植物坐在细菌、真菌和其他有机体的浴盆里游泳,这些细菌、真菌和其他有机体想把它们变成一顿饭或一个家。
这种多样性的威胁已经迫使进化发动越来越复杂的化学战争。由此产生的一些化合物可能对我们对抗疾病有用。
"考虑英语泛读材料海水中普遍存在的同类相食现象;凡被造之物,都互相残杀,自创世以来,就永无休止地争战。”
——赫尔曼·梅尔维尔,《白鲸》
医学研究人员对海洋的痴迷并不是什么新鲜事。人类使用海洋药物的第一个证据来自公元前2953年的中国。
回到几千年前的20世纪50年代,一位名叫维尔纳·伯格曼的有机化学家从一种叫做核苷的加勒比海海绵中分离出了许多核苷Cryptotethya crypta。
这些化学物质激发了新一代药物的诞生,科学家们从这些核苷中提取出两种名为Ara-A和Ara-C的药物。医生用Ara-A治疗疱疹感染,用Ara-C治疗急性髓系白血病和非霍奇金淋巴瘤。
近年来,从海洋中采购药品的兴趣再度升温。下面,我们提供几个最近的例子。
圆锥占星家海螺是一种有毒的海螺,其微小的体型和装饰性的外壳掩盖了其致命的神经毒素。
这种无脊椎动物特有的化学武器是cono——一种高度变异的毒物家族,尽管蜗牛用它们来杀死鱼,但它们的杀伤力却超过了人类。

Conus textile(如图)只是众多有毒锥形蜗牛中的一种。
还有数百种其他种类的锥螺,包括地理锥螺。人们有时把这种软体动物称为“烟蜗牛”,因为在中毒之后,你只有足够的时间在死前抽一支烟。
Ziconotide是一种合成的conotoxin,是一种止痛药,效力是吗啡的1000倍。人们可以用它来治疗由癌症、第三阶段HIV病毒和某些神经疾病引起的慢性疼痛。
重要的是,正如一位作者所写,“长时间使用ziconotide不会导致成瘾或耐受性的发展。”
然而,由于ziconotide只有在医护人员将其直接注入脊髓液(鞘内)时才有效,所以他们只在其他疗法失败或不可行的情况下才使用它。
尽管经过多年的研究,癌症仍然是一个难以攻克的难题。尽管治疗已经有了很大的改善,科学家们仍然热衷于寻找新的生物活性化学物质,这可能有助于对抗癌症。一些癌症研究人员正在试水。
最近,一组研究人员研究了他们从七鳃鳗中提取的分子。七鳃鳗是一种无颚寄生鱼类,有古老的血统。他们尤其对所谓的可变淋巴细胞受体(VLRs)感兴趣。
VLRs的目标是细胞外基质(ECM),这是细胞间运行的分子网络。ECM在主体中扮演不同的角色。例如,它为组织提供结构支持,帮助细胞和组织结合在一起,并帮助细胞间的通信。
由于VLRs的目标是ECM,研究人员认为它们可以作为药物骡子,通过通常无法穿透的血脑屏障运输化学物质,直接进入大脑。
他们的理论是,如果VLRs能够绕过血脑屏障——这是大多数药物的一个障碍——它们或许能够更有效地治疗某些疾病,包括脑癌和中风。他们在小鼠模型上的初步工作产生了令人鼓舞的结果。
海绵是癌症药物研究人员特别感兴趣的。事实上,一篇关于这个话题的评论的作者甚至把它们称为“毒品宝库”。他们写道:
“每年,大约有5300种不同的天然产物和新化合物从海洋海绵中分离出来。这些化合物被证明具有抗菌、抗病毒、抗真菌、抗疟疾、抗肿瘤、免疫抑制和心血管活性。”
海绵 Halichondria okadai负责生产一种值得注意的化学物质,研究人员复制并重新命名为eribulin。
在2010年的一项研究中,研究对象是乳腺癌已经转移的女性,这种化合物延长了参与者的寿命。当时,作者Christopher Twelves教授指出,希望“这些研究结果能使eribulin成为治疗晚期转移性乳腺癌的一种新的有效疗法。”
其他科学家已经研究了一种名为丝氨酸醌的化合物 Serinicoccus,是一种罕见的海洋细菌。科学家已经证明,这种化学物质可以在实验室选择性地摧毁黑色素瘤癌细胞。
虽然serini醌离人类使用还有很长一段路要走,但2019年2月的一项研究让我们更近了一步。科学家们确定了提供抗癌能力的分子部分。
虽然还需要更多的化学工程和广泛的临床试验,但作者认为,“总的来说,这些研究表明,设计具有药物性质的黑色素瘤特异性丝氨酸醌衍生物是可行的。”
其中一种药物trabectedin已经进行了临床试验,并被广泛使用,该药物名为Yondelis。制造商从…的提取物中提取这种药物 Ecteinascidia,俗称海鞘,是一种囊状的海洋无脊椎动物。

为什么鲸鱼不会患上癌症,我们又为什么要关心这些呢?最近的一项研究调查了为什么鲸鱼很少患癌症。
研究人员在20世纪60年代末首次发现了海鞘提取物的抗癌特性,经过广泛的研究,研究人员现在已经找到了合成海鞘提取物并大量生产它的方法。
Yondelis是这项研究的成果,目前已被批准用于治疗俄罗斯、欧洲和韩国的软组织肉瘤。科学家们也在尝试用它来治疗其他癌症,包括前列腺癌和乳腺癌。
抗生素耐药性的威胁很少会离开医学研究人员的脑海。越来越多的病原体对现代抗生素失去了抵抗力。这种易感性的缺乏使它们治疗起来更具挑战性,因此也就更危险。
根据美国疾病控制和预防中心(CDC)的说法,抗生素耐药性是“我们这个时代最大的公共卫生挑战之一”。

鱼黏液可以保护鱼不受感染——它对人类也有帮助吗?
人们正在寻找新的化合物,以填补无效抗生素留下的日益增长的空白。
执行这项任务的一些人转向了海洋,其中一组人专注于研究鱼类黏液——覆盖某些物种的黏液。
这种黏液很难破坏海洋环境中的病原体,因此一些科学家怀疑它是否也能帮助对抗陆地上的病原体。
加州州立大学富勒顿分校和俄勒冈州立大学科尔瓦利斯分校的研究人员成功地从黏液中分离出47种不同的细菌。他们培养了这些细菌,并将它们浓缩成一种化学提取物。
接下来,他们对这种提取物进行了其他病原体的测试,发现其中五种菌株对耐甲氧西林非常有效 金黄色葡萄球菌(MRSA),而有三种药物对其有效 白色念珠菌。
他们在2019年春季美国化学学会全国会议上展示了他们的初步研究结果博览会。
另一项研究,在 微生物学、前沿检查 昆布属植物ochroleuca这是一种海藻,恰好是放线菌的丰富来源。
放线菌对医学研究人员来说特别有趣。该研究的作者解释说:“从放线菌(天然产物)中报道的生物活性包括抗菌、抗真菌、抗肿瘤、抗癌、抗炎、抗病毒、细胞毒性和免疫抑制活性。”
部分放线菌提取物具有较好的抗氧化作用
白念珠菌
和 金黄色葡萄球菌。有趣的是,根据资深作者Maria de Fatima Carvalho博士的说法,“七种提取物抑制了乳腺癌的生长,尤其是神经细胞癌,而对非癌细胞没有影响。”
抗真菌耐药性
例如,研究表明,化学提取物从
海绵的种类是有效的 白念珠菌 在老鼠模型中。
同样,一项研究发现广叶甾醇a和B,这两种化学物质来自于海绵属
Euryspongia,显示对抗两性霉素b和野生型菌株的抗真菌活性。 白念珠菌)他们还在实验室中杀死了人类结肠癌细胞。科学家们每年在海洋中发现大约1000种新的化合物。正如一位作者所解释的,它们“通常具有结构新颖、复杂和多样性的特征。”
然而,仍然有很少的海洋化合物在治疗疾病中发挥作用。为什么我们不使用更多的新化学物质?
其次,许多药物有副作用,使他们无法使用。这些问题都不是死胡同,因为药理学家和化学家可以调整分子或设计类似的化学物质,但这都是耗时的。
另一个重要问题是产生足够数量的海洋衍生化学品。许多物种要么无法在圈养环境中生存,要么需要高度特定、难以维持的环境。同样,这意味着科学家需要找到复制感兴趣分子的方法,这是一条漫长而复杂的道路。
谈到这些问题,一篇综述的作者写道,“有机合成和药物化学的力量将不得不发挥作用。”这些都是技术上的、昂贵的障碍。
总而言之,尽管地球上的海洋似乎大有希望,但许多潜在的途径是漫长而曲折的,不会很快取得胜利。
随着人类对海洋生态系统施加的压力越来越大,人们对海洋健康的担忧也越来越强烈
发烧
未来的潜在药物很可能在科学家有机会获得它们之前就消失了。











