香山海洋科技馆(第396次香山科学会议研讨：让海洋成为人类未来药房)

最近“蛟龙号”号破纪录的下潜使世界把注意力转向广阔的海洋和美丽的水下世界，包括一些生物学家和药理学家。最近，在以“海洋微生物创新药物前沿研究”为主题的第396届香山科学大会上，专家们就海洋微生物药物、海洋微生物药物和大规模筛选技术的国际研究进展，以及微生物天然产物生物合成和合成生物学的研究前景进行了广泛的学术交流和深入的讨论。努力从海洋微生物中为人类找到一种好的药物，让海洋成为未来的大药房。与会专家认为，随着社会的发展，人们生活习惯的改变，环境污染的加剧和人类寿命的延长，心血管疾病、恶性肿瘤、糖尿病、阿尔茨海默病、帕金森综合征、乙型肝炎等疾病正日益威胁着人类健康；新的耐药菌株不断涌现，同时出现了多种新的疾病，如艾滋病、玛尔堡病毒病、川崎病、克麦罗氏脑炎等。所有这些疾病都迫切需要找到新的和特定的药物来预防和治疗它们。陆地药物来源日益减少，海洋中生活着多种生物，其中含有大量的生物活性物质。因此，它应该是我国未来医学和生物学领域的一个重要研究方向。

据报道，地球70%以上被海洋覆盖，其中大部分属于深海区域。海洋生物在生长代谢过程中，产生并积累了大量具有特殊化学结构、特殊生理活性和功能的物质，是开发新型海洋药物和功能食品的重要资源。本次会议执行主席、中科院微生物研究所研究员张立新，认为，海洋环境的多样性和特殊性促成了海洋生物物种的多样性和特殊性，海洋微生物物种超过100万种，但目前研究和鉴定的海洋微生物不到总数的5%，发现的活性物质仅占总数的1%。经过大量研究，海洋微生物中发现的生物活性物质包括胺类和酰胺类、吲哚生物碱类、乙酰配体、环肽和多聚丙酸酯类，其生物活性包括抗菌、抗肿瘤、抗微生物、抗病毒、酶和酶抑制活性等。因此，海洋微生物作为一种新的活性物质来源，具有重要的研究潜力。

此外，由于当代天然有机化学的快速发展，分离技术和结构分析技术取得了很大进展，尤其是光谱学技术，促进了天然产物研究的快速发展。例如，1945年从海洋污泥中分离出顶头孢霉，从中发现了头孢菌素，后来发展成一系列头孢菌素类抗生素。这一研究成果可视为海洋药物开发最早的成功范例。河豚毒素于20世纪60年代被发现并确定了其化学结构，河豚毒素的人工合成也相继完成。因此，从海洋微生物中获得低含量和复杂结构的化合物在技术上是可行的。世界各国学者相继开展了海洋微生物活性成分的研究，如抗肿瘤、抗病毒、抗真菌、防治心脑血管疾病、抗艾滋病等。在过去的几十年中，已经发现了大量的海洋天然产物，不仅包括存在于陆地生物中的各种化学结构类型，还包括许多特殊的新型化学结构类型，这进一步证明了从海洋中获得新的天然产物的可能性。

上海交通大学的邓子新教授认为，由于大多数海洋微生物具有生长周期短、代谢易调控、易繁殖的特点，通过大规模发酵实现活性物质的大规模生产成为可能，从根本上解决了药物来源问题。此外，有证据表明，曾经被认为是由海绵等海洋大型生物产生的活性化合物，如海豚毒素、海葵毒素和鲭鱼毒素，实际上是由这些大型生物的一些共生微生物产生的。因此，理论上，宿主活性物质的工业化生产可以通过共生细菌的大规模发酵来实现。众所周知，目前这一领域的国际研究方兴未艾，许多国家都加大了这一领域的研究力度。日本在2004年建立了海洋科学和技术研究中心，英国也在2010年建立了国家海洋中心，重点是深海资源的开发。与此同时，欧洲科学基金会海洋委员会也提出了海洋生物技术发展的下一个十年规划，目标是在欧洲为来自19个国家的30个成员组织建立一个平台，促进海洋研究，确立国际领先优势。2012年，欧盟将分别提供2400万欧元和900万欧元的研究基金，以支持发现可用于工业产品生产的海洋生物的研究以及提高海洋微生物培养效率的研究。

目前，我国资源研究比较分散，需要在长期项目框架内进行系统整合，为下游打下基础。目前，对海洋微生物药物研发已成为国际战场，国家急需制定大型项目指南，系统组织和培训团队。建立突破性的对，海洋微生物分离培养方法，深入基因组，利用合成生物技术优化组件和底盘，创造新的微生物及其代谢产物是今后研究的重点；目前，我们主要研究对，的海洋放线菌，应加大对海洋生物资源的研究。与会专家一致呼吁在中国建立海洋微生物及其天然产物研究平台或联盟，引进“分享Mechanism”，建立开放共享的复合图书馆，建立平台或联盟网站，随时更新成果，签署知识产权共享协议。分享成果，促进该领域的共同进步；与企业建立良好的产学研合作关系，推动海洋微生物衍生药物向产业化快速发展。