常见的海洋天然药物有哪些?它的活动是什么?
目前,世界海洋天然产物的研究与开发方兴未艾,美国、日本和欧洲的成员国走在了这一领域的前列。在美国,国家研究委员会和美国国家癌症研究所每年花费5000多万美元用于海洋药物的研发。近年来,美国国立卫生研究院的海洋药物研究经费已增加到占总研究经费的11%以上,与合成药物和植物药物基本持平。日本海洋生物技术研究所和日本海洋科学技术中心每年花费约6543.8+亿美元用于海洋药物研发。欧洲海洋科学与技术(MAST)计划每年对海洋药物开发和研究的资助约为6543.8亿美元。
海洋天然药物的筛选始于20世纪60年代中期,70年代后扩展到抗病毒、免疫抑制、强心和抗炎物质的筛选。80年代多为抗菌抗真菌类。随着基因工程、细胞工程、酶工程等新生物技术的研究和应用,进一步促进了海洋药物的研究和开发。到90年代,海洋生物学已经成为一门成熟的研究学科,为海洋药物研究奠定了良好的基础。目前主要研究的是抗心脑血管疾病和抗艾滋病。生物活性筛选结果表明,约20%的海洋提取物或化合物表现出不同程度的活性。在这些化合物中,不仅有陆生生物中存在的各种化学结构类型,还有许多特殊的化学结构类型。它们特定的化学结构是陆生天然活性物质无法比拟的,这也成为新药研发的基础。
中国是最早利用海洋生物入药的国家之一,临床应用历史超过2000年。新中国成立以来,我国海洋药物的研究进入了一个新时代。自1978年全国科技大会提出“向海洋要药”的建议,以及后来提出“开发海洋湖沼资源,打造中国蓝药业”的战略设想以来,我国海洋药用资源研究已有一定基础。相关资料显示,目前我国已有5种海洋药物被国家批准上市:海藻酸钠、糖酯、河豚毒素、多西环素、甘露醇烟酸酯;此外,还有10种海洋保健品,有健康的品牌名称。
二、海洋药物的研究与应用
1,抗菌药物
与海洋生物共生的微生物是一个丰富的抗菌宝库。目前,已从海洋生物中分离出脂肪酸、丙烯酸、酚类、吲哚类等具有抗菌活性的化合物,国内也开发出头孢菌素等一系列海洋抗菌药物。
2.抗病毒药物
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已被分离出来,镇宁注射液、珍珠贝酸性提取物等产品已在国内上市。
3.抗肿瘤药物
最有前景的抗癌药物将来自海洋,海洋抗肿瘤活性物质一直是海洋药物研究的重点。目前已发现至少10%的海洋生物提取物具有抗肿瘤活性,包括核苷酸、酰胺、聚醚、大环内酯等化合物,其中阿糖胞苷已形成药物。国内正在研发的抗肿瘤药物有6-硫酸软骨素、海洋宝胶囊、脱溴海兔毒素、海鞘A(B、C)、海参多糖钾注射液等。目前只有10海洋抗肿瘤药物进入临床研究,更多的是在临床前研究。浙江舟山墨鱼加工过程中废弃的墨囊制成的“海默止血片”,对消化道等各种出血,尤其是女性功能性子宫出血有较好疗效。产品出口东南亚国家,但没有进一步研究。目前发现鱿鱼墨具有抗肿瘤作用,国内对其作用机制研究很多,取得了很大进展,不断有新的发现,主要集中在免疫方面。
4.抗心血管药物
开发了许多防治心血管疾病的药物,如萜类、多糖、多不饱和脂肪酸、肽类、核苷类等,都具有抑制血栓形成和扩张血管的作用。海洋生物毒素有50多种,不仅有强心作用,还有很强的降压作用。目前,关于河豚毒素抗心律失常作用的研究很多。此外,螺旋藻对高脂血症和动脉粥样硬化有很好的预防和辅助治疗作用。
5、消化系统药物
从海洋生物中提取的海星皂苷和总皂苷对胃溃疡愈合的作用优于西咪替丁。壳聚糖衍生物对胃溃疡疗效确切,治愈率高,已进入临床试验。由国内药厂和中药制成的海洋胃药在临床上取得了良好的效果。
6、抗炎镇痛药物
Manoalide是从海洋天然产物中分离出的最显著的活性成分,是磷酸酶A2抑制剂,二十多年前就已经在临床实践中用作典型的抗炎剂。
7、泌尿系统药物
褐藻糖胶硫酸酯具有抗凝血、降血脂、防止血栓形成、抗肿瘤、改善微循环和抑制白细胞等作用。临床上用于治疗心脑血管疾病,特别是改善肾功能,提高肾脏的肌酐清除率。首先,用于治疗慢性肾功能衰竭和尿毒症,疗效明显,无毒副作用。现已按国家二类新药批准进入临床研究。
8.海洋非食用资源的开发利用
海洋药物的发展方向主要集中在非食用资源上,品种丰富,资源丰富。据调查,有软体动物65438+万种以上,腔肠动物1.1.00万种,海绵动物1.00万种,棘皮动物6000种,球形动物2000种。海洋非食用资源的开发利用意义重大。不仅可以从中得到特殊的药物,而且提取其活性成分后剩余的蛋白质和多糖可以作为食品和添加剂,部分可以作为饲料进行二次开发,提高资源利用率,避免与食用资源的竞争。
9、中成药和中草药的开发利用。
由于对海洋生物资源的过度捕捞,自然资源无法满足日益增长的需求。要有计划地发展传统海水养殖,扩大养殖品种,增加药源,制成系列海洋中成药,以促进销售,推动海水养殖的发展。因此,开发研究应注重海洋药物资源与中药资源优势的结合,挖掘整理疗效确切的偏方、验方、秘方,与海洋药源相匹配,加强科学组方,制成使用方便的新剂型。比如古代藿香正气水结合海洋药源制成的软胶囊产值过亿就是很好的例子。近年来,用中草药治疗肿瘤和心血管疾病的报道成倍增加。其中常见的中药材有海藻、海带、牡蛎、石决明、乌贼骨、瓦楞子、紫菜、海参、扇贝、海龙、海马、珍珠母、鲨鱼肝油、鲨软骨等,要精心规划,合理开发。
10,功能性食品
通过对海洋生物中的活性成分进行深加工,制成风味独特、保健功能显著的海洋功能食品,拓宽了海洋药物的研究领域,具有重大的现实意义。这些活性物质包括甲壳素及其衍生物、鱼油保健品、海藻保健品、浓缩水解蛋白、牛磺酸、维生素、磷脂、活性多糖、膳食纤维、矿物元素等。
三。海洋药物研究的重点领域
(1)海洋抗癌药物研究。海洋抗癌药物研究一直是海洋药物研究的主导。科学家预测,最有前途的抗癌药物将来自海洋。已经发现至少10%的海洋生物提取物具有抗肿瘤活性。美国每年分离出65,438+0,500个海洋产物,65,438+0%具有抗癌活性。目前至少有10种海洋抗癌药物进入临床或临床前研究阶段。扩大海洋生物的活性筛选,继续寻找高效抗癌化合物,直接用于临床或作为结构改造的前体,开发新型高效低毒抗癌成分将成为海洋抗癌药物研究的发展趋势。
(2)海洋心脑血管药物研究。目前已开发出许多药物有效防治心脑血管疾病,如高度不饱和脂肪酸具有抑制血栓形成和扩张血管的作用,现在已有许多制剂用于临床。50多种海洋生物毒素不仅有强心作用,还有很强的降压作用。目前,对河豚毒素抗心律失常作用的研究较多。此外还有海藻酸钠和螺旋藻,对高血脂和动脉粥样硬化有很好的预防和辅助治疗作用。
(3)海洋抗菌抗病毒药物研究。生活在海洋动植物中的微生物具有丰富的抗菌资源。日本学者发现,约27%的海洋微生物具有抗菌活性。
(4)海洋消化系统药物的研究。如从海星中分离的海星皂苷和从海星中提取的总皂苷可治疗胃溃疡,后者对胃溃疡的愈合作用强于甲氰咪胍和壳聚糖的羧甲基衍生物,商品名为“胃可安”胶囊,疗效确切,治愈率高,已进入临床研究。大连中药厂与中药合作,制成“海洋胃药”,在临床应用中取得了良好的效果。
(5)海洋抗炎镇痛药物研究。Manoalide是从海洋天然产物中分离出的最显著的活性成分,是磷酸酶A2抑制剂,在20世纪80年代中期已经在临床试验中用作典型的抗炎剂。
(6)、海洋泌尿系统药物研究。褐藻糖胶硫酸酯是一种水溶性多糖,具有抗凝血、降血脂、抗血栓、改善微循环、解毒、抑制白细胞、抗肿瘤等作用。临床上用于治疗心脑血管疾病,特别是改善肾功能,提高肾赃肌酐清除率。在国内外首次用于治疗慢性肾功能衰竭,挽救尿毒症患者,疗效显著,无毒副作用。目前已按国家二类新药批准进入临床研究,商品名为“肾海康”。
(7)海洋免疫调节药物的研究。海洋天然产物是免疫调节剂的重要来源。角蛋白是一种来源于大型海藻的硫酸多糖,具有免疫调节活性,在肾移植中广泛用作免疫抑制剂和细胞反应调节剂。
(8)其他海洋药物的研究。其他如神经系统药物、抗过敏药物等研究也取得了很大的成就。海洋是新物种微生物的生存和繁殖场所。从许多新的微生物物种中,可以培养出一系列高效的抗菌药物。例如,来自各种链霉菌的Teleocidin是一种强抗菌药物。海洋毒素是海洋生物研究中发展最快的领域,大多数都具有独特的化学结构。由于许多剧毒毒素是基于其对生物神经系统或心血管系统的高度特异性作用,因此这些毒素及其作用机制是发现新的神经系统或心血管系统药物的重要指导化合物和线索,也可作为寻找新农药的依据。目前发现的海洋毒素的化学结构大致可分为:聚醚类化合物、含氮化合物、降血糖类脂、失忆氨基酸贝毒、酯溶性酚类和含磷络合物。
(9)海洋功能食品的研发。如何利用海洋生物中的活性成分进行深加工,制成风味独特、保健效果显著的海洋功能食品,是目前一个重要的研究领域。
其中包括牛磺酸、鱼油不饱和脂肪酸和磷脂、甲壳素和壳聚糖、活性多糖、维生素、膳食纤维、矿物元素等。海洋功能食品的发展趋势是利用多学科现代高新技术手段,研究开发高技术含量、高功能、高效益的海洋功能食品新品种,尽可能保留海洋生物的天然特性和营养成分。
四。国外海洋药物研究概况
海洋生态环境的特殊性导致了海洋药物的生物多样性,其中往往含有奇特新颖的化学物质,具有药理特异性、高活性和多样性。截至目前,在浅海、近海和岛礁附近发现的海洋生物有22纲1822属3018种。
海洋药物研究的主要生物类型有:(1)海藻类,如海带、海藻、海藻、螺旋藻、羊栖菜、鼠尾藻等。(2)软体动物,如牡蛎、珍珠、章鱼、石决明、蛤等。;(3)节肢动物,如龙虾、对虾和寄居蟹;(4)棘皮动物,如海参、海胆、海星和海燕;(5)脊索动物,如海马、海龙、海鳗、带鱼等。(6)腔肠动物,如珊瑚、水母和浮石;(7)微生物,如海绵、海鞘、苔藓虫、微藻、细菌和真菌。热带和温带海洋生物是研究的重点,其中对海洋无脊椎动物的研究最为充分。
随着研究范围的不断扩大,所涉及的海洋生物也逐渐扩展到远海、深海、极地、高温、寒冷、高压等常规设备和条件难以获取的资源和极端环境资源。目前,已从各种海洋生物中分离出2万多种海洋天然产物,新发现的化合物正以平均每4年50%的速度递增。海洋天然产物的结构涵盖了大多数主要的结构类型,包括糖、多糖、氨基酸、蛋白质、无机盐、皂苷、甾醇、生物碱、萜类、大环内酯和核苷类。筛选对象主要用于治疗癌症、心脑血管疾病、病毒感染(艾滋病等。)等严重危害人类健康的疑难病症。
近年来,国外出现了大量涉及药品、食品、功能食品、化妆品、酶制剂和生物工具的海洋天然产物专利。海洋活性物质的药理活性主要包括中枢神经系统功能、抗肿瘤功能、抗菌抗病毒功能、心脑血管系统功能、抗炎、镇痛、抗氧化、降血糖等。许多化合物具有新药开发的潜力。国际上已投入使用的经典海洋药物有头孢菌素、阿糖胞苷、阿糖胞苷等。这些也是最早研制成功的现代海洋药物,现已广泛应用于临床。近年来成功开发的典型药物是Ziconotide,这是一种来自印度太平洋蜗牛的镇痛药物。它的前体化合物是蜗牛的肽毒素ω-contoxin,可以通过合成获得。该药于2000年6月获得FDA证书,显示出广阔的应用前景。目前,世界上大约有20种海洋天然产物或其结构类似物,其中大部分是抗癌药物。更多的化合物处于临床前研究阶段。