海洋生物制药的研究现状及展望

第一篇：海洋生物制药的研究现状及展望

海洋药物研究发展现状及展望

摘要：现代生物技术在制药产业中发挥了重要作用，海洋生物技术的出现和发展推动了海洋生物药物的研究，是今后生物技术药物的发展方向。综述了生物技术在海洋药物开发中的应用，并展望了新世纪海洋生物制药的前景。

关键词： 海洋生物药物生物技术基因工程研究展望

海洋生物是巨大的生物资源库，由于海洋环境的特殊性和科学技术手段的限制，以往人们对海洋生物的研究和开发受到严重的限制。现代生物技术的迅速发展为研究和开发海洋生物搭建的平台，提供了锐利的武器。海洋生物技术是将现代生物技术的各种技术手段，基因工程技术、细胞工程技术、微生物技术、酶工程技术、生化分离技术等应用于海洋生物领域形成的现代生物技术的重要分支[1]。

海洋药物研究经历近半个世纪的探索和发展，已经获得了许多宝贵的经验积累和丰富的研究资料，特别是近年来生物技术的迅猛发展，为海洋药物开发提供了新的研究方法、研究思路和发展方向。现代的化学研究方法与多种生物技术越来越紧密地结合，已成为当今海洋药物研究发展的主流，并且是今后数十年海洋药物研究的主要趋势。随着海洋开发步伐的加快和现代生物技术的广泛应用，从海洋生物中发现活性天然产物，并将其开发成新型药物得到了研究人员的普遍重视。

（一）海洋生物活性成分的研究

1、海洋生物药物

21世纪人类社会面临着“人口剧增、资源匮乏、环境恶化”三大问题的严峻挑战，一直以来作为药物主要来源的陆地生物正面临着被开发殆尽的危险。向海洋进军，开发海洋药物迫在眉睫。海洋作为一个特殊的生态系统，在某种意义上，本身就是一个复杂的培养体系。海洋生物处于高盐、高压、低温和无光照的环境中，相互间的生态作用多是通过物种间化学作用物质如信息素(pheromones)、种间激素(kairomones)、拒食剂(feeding deterrents)等来实现，远比陆生生物复杂和广泛，这导致海洋生物，特别是深海生物体内含有与陆地生物无法比拟的化学结构奇特、新颖并具有高活性、高药效的先导化合物，为新药研发提供了大量模式结构和药物前体[3]。

2、海洋天然活性成分的发现

海洋天然活性成分的研究是海洋药物开发的基础和源泉。海洋生物种类繁多，存在着许多特殊的次生代谢产物。然而，目前对海洋生物中活性成分的发现还仅仅处在开始阶段，[2]

经过较系统的化学成分研究的海洋生物还不到总数1％，还有大量海洋生物有待于进行系统的化学成分研究和活性筛选。研究重点主要集中在无脊椎动物等低等的海洋生物。海洋天然活性成分往往具有复杂的化学结构而且含量极低，建立快速、微量的提取分离和结构测定方法以及应用多靶点的生物筛选技术发现新的生物活性成分是当前科学家面临的挑战。

（二）开展海洋化学生态学研究

海洋化学生态学是结合海洋天然产物化学和生态学方法，探讨海洋生物化学防御机制、追踪活性天然产物的生物源头及其生态学作用，揭示海洋生态系统的化学本质。研究海洋生态环境中活性化学物质在生物间的信息传递方式、化学防御机制、生物间的相互关系以及食物链关系等，从生态的宏观角度探讨生物活性物质的作用机制。

1、海洋药物基因工程

海洋药物基因工程，是指利用分离自海洋生物的有药用价值的基因或以规模化养殖的海洋生物作为表达受体进行遗传操作，从而大量获得高值廉价的药物。根据其供体基因和表达受体的不同，可以分为3个方面：

(1)将海洋药物基因转入陆地生物中表达。将药物目的基因重组入适当的载体后，借鉴微生物基因工程、植物基因工程和动物基因工程的方法，可在陆地微生物、植物或动物中表达。

(2)将来自陆地的药物基因转入海洋生物中表达。某些海藻的养殖，如海带，已经形成大规模的产业，在产量上相对于某些高产的陆地作物也具有很大的优势。可以将海洋生物作为来自陆地的药物基因的理想表达受体，生产人们所需要的药物。

(3)将海洋药物基因转入海水养殖生物中表达。将稀有昂贵的药物基因转入产业化的海水养殖生物中表达，不仅可以获得药物，还可以促进多种优良性状的优化组合，培育海水养殖新品种，带动现代海水养殖业向纵深发展。

目前，利用基因工程技术，将克隆的海洋药物取得了一定的进展。存在于某些藻类藻胆体中的藻胆蛋白具有显著的抗癌、抗辐射以及促进造血功能等多方面的生物活性，并能提高患癌生物的存活率。秦松等在克隆到别藻蓝蛋白(APC)基因后，将该基因转化到大肠杆菌后获得高效表达基因重组别藻蓝蛋白— — 镭普克(rAPC)，该药物具有明显的抑制小鼠S，舯肉瘤的活性，相关的药理药效研究正在进行之中。中国药科大学生物技术中心在从鲨鱼肝脏中分离纯化肝刺激物质(sHSS)，测定N．端氨基酸残基序列，根据序列分析结果合成简并引物并获得sHSS的cDNA序列。在此基础上，构建了该基因的原核表达载体质粒，转化大肠杆菌BL21后，利用半乳糖诱导，获得了重组产物。中山大学生命科学院海洋生物

功能基因组开放实验室从南海侧花海葵(Anthopleura sp．)触手毒腺cDNA文库中筛选、经基因工程技术改造后获得新型重组海葵肽类毒素hk2a，通过建立新西兰兔CCHF模型，给药后可即刻增加左室射血分数(LVEF)，具有起效快、作用强，持续时间长，对心率无明显影响等特点，是一种新型的潜在正性肌力药物[4]；中国科学院上海生化细胞研究所克隆了芋螺毒素(Conotoxin)的cDNA，是神经科学研究的有力工具药和新药开发的新来源。

目前，在海洋药物的开发研究领域走在前列的是美国、日本等科技发达国家，在我国，对海洋药物的研究尚是一个方兴未艾的领域。

有关资料显示，我国目前已有6种海洋药物获国家批准上市：藻酸双酯钠、甘糖酯、河豚毒素、角鲨烯、多烯康、烟酸甘露醇等；另有10种获健字号的海洋保健品。我国正在开发的抗肿瘤海洋药物有6－硫酸软骨素、海洋宝胶囊、脱溴海兔毒素、海鞘素Ａ（BC）、扭曲肉芝酯、刺参多糖钾注射液和膜海鞘素等药物，但其长期疗效还有待于进一步观察评价。此外，尚有多个拟申报一类新药的产品进入临床研究，如新型抗艾滋病海洋药物“911”、抗心脑血管疾病药物“D－聚甘酯”和“916”等，国家二类新药治疗肾衰药物“肾海康”等。

（三）海洋生物制药研究展望

21世纪的海洋生物技术，将向着水产养殖、天然产物获取和新能源开发3个方向发展，海洋生物技术的兴起，大大繁荣海洋药物的研究与开发。今后海洋生物制药的主要发展方向有：

(1)开发海洋生物基因工程药物。用细菌、酵母、蓝藻作为表达系统，选择海洋生物中药理活性强的多肽和蛋白质类物质为突破口，开展基因工程研究，促进基因工程药品的发展。如不仅从受体生物中分离纯化单一成分的目的产物，还可以直接以海产品为口服性药物，进行海洋基因工程疫苗研究。

(2)开发海洋生物细胞工程药物。选择海藻细胞为突破口，通过筛选和改良，选取药用价值高的细胞株，利用相应的生物反应器，进行规模化生产。

(3)增强海洋天然产物的活性。以基因工程、细胞工程和酶工程为手段，培育出生长快、活性高、抗病性强的海洋药材新品种，并利用生物技术防治海洋药材人工养殖中的病虫害。

随着人类对海洋资源的依赖和开发，海洋生物技术的研究及应用对生产生活的影响日益增加。海洋生物技术是海洋药物产业化的主导技术和关键手段，随着生物技术向海洋生物研究领域的渗透，必将加速海洋药物的产业化进程。

海洋生物制药产业化，应当坚持“务实、高效”的原则，一方面通过政府政策鼓励和

宏观管理，增加在海洋生物技术尤其是海洋生物医药产业方面的投入；另一方面在大学、研究所和企业间建立密切联系，发挥各自在人力、智力、财力上的优势，协调合作，重点发展几个社会效益高、市场前景广阔的项目。最终形成在基础研究方面不断取得进展，并将研究成果迅速转化为现实的生产力，反过来支持和促进基础研究这一良性循环的局面。

现代生物技术应用于海洋药物的研究，改变了以往单纯从海洋生物中提取活性物质制药的模式，解决了海洋药物开发中规模化和合理化的矛盾，使生物技术制药进入一个新的时代，为海洋科学和制药产业的发展以及人类可持续地开发海洋资源开辟了新的道路。

参考文献

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第二篇：国内外生物制药研究现状及展望

国内外生物制药研究现状及展望

摘要：生物制药技术作为一种高新技术，首先通过分析其主要药物和药物趋势，紧接着了解它的市场和发展问题，以及技术研究对策和产业现状。

Summary：Biopharmaceutical manufacturing technologies as a high-tech, first by analyzing the major drugs and drug trends, followed by the market and understand its development, and research strategies and industry status.关键字： 主要药物 市场概况 发展面临问题 技术研究对策 产业现状和发展 Keyword：Major drug，Market，Problems facing the development，Research measures，Industry status and development

生物制药技术作为一种高新技术，是以基因工程为基础的现代生物工程，即利用现代生物技术对DNA进行切割、连接、改造，生产出传统制药技术难以获得的生物药品。

三十多年来，生物制药技术的飞速发展为医疗业、制药业的发展开辟了广阔的前景，极大地改善了人们的生活。因此，世界各国都把生物制药确定为21世纪科技发展的关键技术和新兴产业。

一.生物制药的主要药物

就目前来看, 生物制药主要表现在以下几个方向: 1.肿瘤

在全世界肿瘤死亡率居首位, 美国每年诊断为肿瘤的患者为100万, 死于肿瘤者达54.7 万。用于肿瘤的治疗费用1020 亿美元。肿瘤是多机制的复杂疾病, 目前仍用早年在期诊断、放疗、化疗等综合手段治疗。今后lO年抗肿瘤生物药物会急剧增加。如应用基因工程抗体抑制肿瘤, 应用导向IL一2受体的融合毒素治疗CTCL肿瘤, 应用基因治疗法治疗肿瘤(如应用C 一干扰素基因治疗骨髓瘤)。基质金属蛋白酶抑制剂frNMPs)可抑制肿瘤血管生长, 阻止肿瘤生长与转移。这类抑制剂有可能成为广谱抗肿瘤治疗剂, 已有3 种化合物进入临床试验。

2、神经退化性疾病

老年痴呆症、帕金森氏病、脑中风及脊椎外伤的生物技术药物治疗,胰岛素生长因子rh IGF)l已进入Ó 期临床。神经生长因子(NGF)和BDNF(脑源神经营养因子)用于治疗末稍神经炎, 肌萎缩硬化症, 均已进入Ó 期临床。美国每年有中风患者60 万, 死于中风的人数达l5 万。中风症的有效防治药物不多。尤其是可治疗不可逆脑损伤的药物更少,Cerestal已证明对中风患者的脑力能有明显改善和稳定作用, 现已进入Ó 期临床。Gen en tech的溶栓活性酶:(activase重组tPX)用于中风患者治疗, 可以消除症状30%。3.自身免疫性疾病

许多炎症由自身免疫缺陷引起, 如哮喘、风湿性关节炎、多发性硬化症、红斑狼疮等。风湿性关节炎患者多于4OOO万, 每年医疗费达上千亿美元, 一些制药公司正在积极攻克这类疾病。如G enen tech 公司研究一种人源化单克隆抗体免疫球蛋白E 用于治疗哮喘, 已进入Ò 期临床;Cetor s公司研制一种TNF-A 抗体用于治疗风湿性关节炎有效率达80%。Ch iton公司的B-干扰素用于治疗多发性硬化病。还有的公司在应用基因疗法治疗糖尿病, 如将胰岛素基因导人患者的皮肤细胞, 再将细胞注人人体, 使工程细胞产生全程胰岛素供应。二．目前生物制药药物的趋势

1.哺乳动物细胞表达的生物技术药物所占比重越来越大

生物制药的发展初期都是表达一些分子量较小、结构简单的蛋白质, 如胰岛素、干扰素或集落刺激因子, 氨基酸残基都在以下, 一般只有对二硫键甚至没有二硫键, 因此采用大肠杆菌表达系统既经济又简便。但是, 生物制药的发展趋势是从细胞因子等激动剂为主的产品, 转变为以拮抗作用为主的新生物技术药物, 如天然拮抗剂、中和作用的单抗如、拮抗剂受体一融合蛋白, 一一蛋白水解酶抑制剂、抑制与 细胞融合的等。越来越多的分子量大、结构复杂的功能性蛋白得到开发, 如抗体。2.治疗性抗体发展迅猛

由于抗体分子与靶标抗原具有高度特异的亲和力, 抗体类药物在治疗过程中表现出专一性强、疗效好、毒副作用小等特点, 成为各大制药公司研究开发的热点领域。年批准了第一个治疗性鼠源单抗川竹用于防止肾移植的超急性排斥。但是, 随后抗体药物的开发却陷人低潮, 在将近年的时间内, 都没有批准治疗性抗体药物。主要原因是在这段时间内, 许多用于临床治疗试验的单抗均源自小鼠细胞, 这些鼠源单抗在临床试验中疗效很不理想, 存在以下缺点半寿期很短, 只有一小时, 远小于完整人源抗体的半寿期天, 在人体中易被清除。人体免疫细胞受体结合鼠舀的段的能力很差, 不能有效引发抗体依赖性介导的细胞毒效应和补体依赖性细胞毒效应, 即不能发挥抗体的生物学功能。反复使用鼠源单抗会产生人抗鼠抗体认, 反应可以有效快速地破坏这种鼠源单抗, 并且反应可能会引发严重的过敏反应。3.分子大、结构复杂的蛋白质的生产

许多遗传性疾病如血友病、溶酶体贮积病、肺囊性纤维化等都是难于治愈危及生命的疾病, 其病因都是基因突变等导致体内缺乏某种生理活动代谢过程所需要的酶。这些酶都是分子量大、结构非常复杂的蛋白质, 在基因工程时代到来之前, 有的只能通过从人体血液或组织中提取才能获得, 不仅来技术可以制备人源抗体, 这些技术又为治疗性抗体药物的研发提供了新技术方法。么刃年勺批准的用于类风湿关节炎治疗的单抗, 就是使用噬菌体显示技术构建的人源抗体, 标志着治疗性抗体的研究与开发又上了一个新台阶。这些药物在治疗肿瘤、类风湿关节炎、抗器官移植排斥、防治病毒感染、抗血小板凝聚等方面表现出非常理想的疗效。

三、生物制药市场概况

1、国际生物技术药品市场发展迅猛。

2000年全球医药产业市场预计共3000～3250亿美元，其中生物制药市场240～260亿美元，占全球医药市场的8％，而市场占有率仍以EPO促红细胞生成素（erythropoi—etine）为最大，占全球整个生物技术市场28％；其次为胰岛素（insulin）占18％；干扰素（interferon）及集落刺激因子各占15％，人生长激素占11％；纤维蛋白溶酸原活化剂占4％，其它药品类占9％。

在发达国家，医药工业已成为蓬勃发展的庞大产业，而随着生物技术的迅猛发展，生物技术产业愈来愈成为医药产业中的焦点。目前全世界约有3600多家生物技术公司。有人预测到2025年美国生物技术市场的贸易额将达到25200亿美元，欧洲国家在5年内也将达到3360亿美元，日本到2010年将达到2080亿美元。

2、我国生物医药的发展也是令人瞩目的。

政府在生物技术的研究开发和产业化发展中给予了优惠和扶持；国内各大企业为生物技术产业投入了大量资金；我国金融界也积极参与生物技术产业的发展，许多有实力的公司进行了生物技术开发，并且从金融市场融资从事生物技术研究和产业化。

据有关专家介绍，目前，我国生物技术产业总体水平在国际上处于中等偏上水平，我国现有200多个单位在从事生物技术研究，有140多家生物技术公司正在从事生物医药制品的开发，预计2000年全国生物制药年产值将达72亿元。四．我国生物制药产业

在国际生物医药发展形势的推动下，政策强调“必须抓住世界生物科技革命和产业革命的机遇，将生物产业培育成为我国高技术领域的支柱产业。” 生物技术产业经济中，生物医药产业产值所占比例达到70%以上，政策同时强调把对生物医药产业的支持放在首位。

在这种形势下，很多地方也先后成立了生物医药产业园，出台了许多扶持生物医药的优惠政策。各大型医药企业行及业外资本，也纷纷积极介入生物医药行业。生物医药已经成为投资热点。我国生物制药产业与世界相比，差距仍很大，处于实力较弱、发展较快的产业化初期。该时期的特点是：1）生物技术药物发展速度和利润增长速度都高于化药和中药；2）与后两者相比，生物技术药物药在中国市场内，仍具有较高的技术壁垒，竞争压力相对较小，因此，生物技术药物具有高附加值及高收益等市场优势。2009年，我国生物药物已突破400亿人民币，同比增长26.2%，远远高于化药和中药。

五．我国生物制药发展面临问题

1，关税下调给国产生物药品带来了巨大的压力

入世使外药进入中国的门槛进一步降低, 进口药品在我国医药市场所占份额大幅攀升, 洋药的大量涌入势必严重冲击年轻的中国生物制药产业。根据世贸组织的要求, 在今后的10 年内, 我国制剂药品进口的关税将从20% 减到6.5%, 而目前我国的生物制药企业无论从规模、效益等方面都无法与国外大公司抗衡, 人世将使得国内的生物制药企业失去靠关税政策保护下的竞争力。2，外资企业蚕食国内医药市场的速度进一步加剧独资办厂、合资控股等多种方式进军我国。由于外资企业在我国可以享受特殊的优惠政策, 加上我国有廉价的劳动力市场及巨大的消费市场, 致使这一现象有愈演愈烈之势。

3，新药开发投入不够带来的压力

生物药品的开发费用是惊人的, 美国仅1997 年对生物工程的风险投资就已超过500 亿美元, 并以每年50 亿美元的速度追加。由于国力所限, 我国十几年来对生物制药的总投入还不到100 亿元人民币。开发经费上的捉襟见肘使得我国在新产品的研究上极其缺乏竞争力, 新药开发进程缓慢。有时因经费的原因导致国外竞争对手抢先申报药品专利权, 使得国内的前期开发投资落空。

六、生物制药技术研究对策 1.引进风险资金。

科技创新与企业运营规模是生物制药企业提高自身竞争力的两个主要手段。然而新药的三发往往需要投入巨额资金。据统计,仅1999 年,美国医药企业销售额的20.8%用于了新药的研发,而同期的用于美国电讯业的研发费为5.7%,其他行业的研发费甚至更低, 新药研发的资金需求可见一斑。

随着WTO 的加入,开发具有自主知识产权的产品已成为我国生物制药企业生存与发展的需求。过去传统的各自为阵的小本经营与开发模式已不能满足当今日益激烈的竞争需求, 面对新的更加严峻的市场竞争,只有引进风险资金,才能有效地扩大研发资金的投入,促进科研成果向产业化的转变。2.建立吸引人才机制。

目前，中国生物医药技术的发展更多地依赖于人力资本集约，而不是设备集约。技术创新的主体是人，在市场经济条件下，个人和企业都是市场的主体，都有自己的经济利益。人力资源应通过市场，在利益的驱动下实现优化配置。因此，能否在利益驱动下吸引人才、留住人才是生物医药技术企业发展的原动力。健全市场机制。

3.如规范市场竞争环境健立统一、开放、竞争、有序的现代市场体系,避免过度竞争,在更大程度上发挥其在资源配置中的作用。同时发展市场中介服务机构,提供咨询新药、仿制药、出口药的政策信息和程序以及国内外的专利咨询,可以建立类似美国的生物技术工业协会等民间组织, 主要为我国生物技术企业服务,另外还可为建立企业与科研院所的合作平台服务。4.创新、仿制并举。

在制药行业能销售的真正有价值的产品只有一种:那就是患者使用的药物。创新是一个商业过程而不仅仅是学术过程,而企业创新应当首先从需求开始,然后寻找满足这种需求的功能,由功能确认技术构思,再由技术构思考虑技术方案,从而可以降低产品研发的技术风险。

七．国内外生物制药的产业现状和发展

欧美出现拮抗作用为主的新生物技术药物, 而我国生物制药仍是以细胞因子等激动剂为主。以治疗性抗体为代表的拮抗剂, 在临床治疗中表现出副作用小、疗效好等突出特点。而以细胞因子为代表的激动剂, 可开发的空间已极为有限, 相反, 中和某些细胞因子的拮抗剂却成为欧美国家新药研发的热点。

基因重组治疗领域严重滞后国外基因重组治疗性抗体发展最迅速, 而我国仍停留在鼠源单抗层面。国外批准的治疗性抗体几乎都是基因重组嵌合、人源化或人源抗体, 只有ant i-CD20 交联放射性核素的治疗性单抗为鼠源抗体。尽管抗体药物的发展如火如荼, 但我国抗体药物的研发却举步维艰, 至今还没有一个基因工程抗体药物上市。我国不仅在基因重组治疗性抗体上游构建技术严重落后, 处于临床试验阶段的绝大多数为鼠源抗体这种没有生物学效应的治疗性抗体, 而且大量生产抗体的动物细胞大规模培养技术仍处于实验室制备技术层面, 即大量的鼠源单抗还是通过小鼠腹水这种难以控制质量的方法生产。目前主要有以下要点：

1、美国技术领先

继第一个基因工程药物上市以来，由于生物技术在解决人类疑难疾病方面具有独特的作用，因而成为发达国家竞相角逐的新的经济制高点。其后，又有53种基因工程药物和疫苗在美国上市。目前有用于200多种疾病的369种生物技术产品在进行临床试验，包括175个用于癌症及相关疾病的药品或疫苗。其中20个生物技术产品已在美国提出上市申请，107个正在进行或已完成皿期临床试验。在美国开发用于癌症以外疾病的生物技术产品有：传染病（39）、神经病（2）、心脏病（26）、呼吸病（22）、爱滋病／HIV感染和相关疾病门）、自体免疫病（19）、皮肤病（19）、移植（13）、消化病（11）、基因遗传病（回二）、血友病（9）、糖尿病及相关疾病（）、不育（5）、眼病（3）、生长失调（3）、骨质疏松（2）、防止妊娠（2）。其它有可能使用生物技术药物治疗的病症包括：肥胖、尿失禁、精神分裂症、骨质疏松、甲状旁腺机能亢进、子宫内膜异位、良性前列腺增生、慢性肝衰竭、粘膜炎、郁积性静脉溃疡、部分肝切除术。骨折、牙周病、休克、急性肝衰竭、急性感染性多神经炎（枯一巴二氏综合征）、粘膜炎和创伤。

2、国内加大投入，进入发展阶段

我国生物制药始于70年代，90年代后才进人发展期，尤其是近几年取得了长足的进步，已有一大批生物制品取得了生产批准文号（见下表）。其中2000年上半年批准的一类生物制品有5个品种，分别为：治疗用粘质沙雷氏菌菌苗（商品名：雷舒宁）、外用重组人碱性成纤维细胞生长因子（商品名：扶济复）（2种，不同申请单位和不同规格）、外用冻干重组人表皮生长因子、口服重组B亚单位瘤体霍乱菌苗（肠溶胶囊）。目前已建成一批投资规模较大的生物制药基地，主要有：国家人类基因组北方研究中心：自中心成立以来，除核心实验室正积极开展“人类基因组测序计划”、“微生物基因组研究”等合作研究项目外，还就“人胎肝新的细胞因子的研究与开发”、“中国人H型糖尿病易感基因的定位和克隆”、“心血管疾病相关基因克隆”、“基因药物筛选和开发研究”、中枢神经系统发育相关的“CDNA大规模测序”、“精神神经疾病易感基因研究”、“遗传性乳光牙本质基因定位克隆”等项目与国内科研院、所、大学进行合作研究。目前，已在肝脏和人股脑等组织中发现新基因348个，测定EST13000条以上，已有10个新基因申报了专利。

参考文献

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第三篇：生物制药论文-海洋生物制药的研究及展望

海洋生物制药的研究现状及展望

摘要：海洋生物制药是当前正处于发展阶段的生物医药科学领域，是新兴的制药工业的分支学科，是研究海洋生物的药物来源、分布、形态、鉴别、采集加工、化学成分、药理作用、炮制、制剂、临床前研究及临床应用等多学科的综合性科学。本文阐述了在对海洋生物制药历程与意义解析的基础上，分析了目前海洋生物制药的研究现状及展望。

关键词：海洋生物；生物制药；基因工程

海洋生物是巨大的生物资源库，具有许多结构新颖、活性奇特的化合物[1]，其中许多化合物如抗肿瘤、抗病毒、抗感染、抗血脂与降胆甾醇物质、降血压物质、海洋生物毒素等生物活性物质正是人类渴望获得的，这些生物活性物质对开发新药具有巨大的研究和使用价值。近年来，随着海洋开发步伐的加快和现代生物技术的广泛应用，海洋生物活性物质的研究已涉及到生物、医药、化学等多方面的知识和技术，从海洋生物中发现活性天然产物，并将其开发成新型药物已经得到了研究人员的普遍重视[2]，海洋生物制药已成为一个崭新的领域，有着广阔的研究和市场前景。

一、海洋生物制药的研究现状

目前已经从各类海洋生物中发现了3万种以上的活性物质，在此基础上研究开发出了许多海洋生物药物，其主要药理作用包括抗肿瘤、防治心脑血管疾病、抗艾滋病、抗菌、抗病毒、延缓衰老及免疫调节功能等。现已开发的海洋药物[3]已在治疗癌症、艾滋病、心脑血管病、早老年痴呆症等一些至今仍困扰人类的疾病方面显示出巨大的潜力。目前，海洋药物研究的重点领域有：

1、抗肿瘤海洋药物的研究

海洋抗肿瘤药物的研究在海洋药物研究中一直起着主导作用。癌症是对人类威胁最大的疾病之一，从海洋生物中获得的抗癌活性物质或对其结构改造所得的化合物，可被制成毒性低、疗效高的治疗药物。因此，海洋药物已成为寻找新的抗癌药物的一个最有希望的药源。据报告显示，现已发现海洋生物提取物中至少有 10％具有抗肿瘤活性，现已分离到的具有抗癌活性的物质包括从海绵、海鞘、软珊瑚、海兔等海洋生物中得到的尿苷、酰胺类、聚醚类、萜类、大环内脂、环肽、直链肽等多种化合物。目前至少已有10种以上海洋抗癌药物进入临床或临床前研究阶段。因此，扩大海洋生物的活性筛选，继续寻找高效的抗癌化合物，直接用于临床或作为先导物进行结构改造，开发新的高效低毒的抗癌成分，将成为海洋抗癌药物研究的发展趋势。

2、心脑血管系统海洋药物的研究

目前已研究出多种海洋药物可有效预防和治疗心脑血管疾病，主要以多糖、毒素和多不饱和脂肪酸居多。如高度不饱和脂肪酸，其主要活性成分有二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA），主要存在于海洋鱼类、贝类和藻类，特别是单细胞藻类含有丰富的EPA和DHA，这两种脂肪酸都具有降低血压，降低高脂血症患者血浆中的三酰甘油（甘油三酯）、低密度脂蛋白和胆固醇，降低血小板凝聚，增加血凝时间等功能，这种高度不饱和脂肪酸是近年来研究和应用较多的。还有多种海洋生物毒素，不仅有强心作用，而且有很强的降压作用，河豚毒素的抗心率失常作用目前研究较多。此外，还有藻酸酯钠类、螺旋藻类，后者对于高血脂和动脉粥样硬化有良好的预防和辅助治疗作用。

3、抗菌、抗病毒海洋药物的研究

与海洋动植物共生的微生物是一种丰富的抗菌资源，其微生物提取物或其细胞外产物都有抗微生物（包括细菌、真菌、微藻和原生动物）活性。日本学者发现约27％的海洋微生物代谢产物具有抗菌活性。近年来，从海洋生物中发现了大量具有抗细菌和真菌的化合物，包括脂肪酸类、糖脂类、丙烯酸、苯酚类、溴苯酚类、碳水化合物、N-糖苷、肽、多糖、β-胡萝卜素等，这些化合物有的可能作为先导化合物，研制新的抗微生物药物，有的可能在农业上得到应用，如从蓝细菌中分离出来的具有抗水稻胚胞和小麦锈斑病的活性物质。此外，从海绵、珊瑚、海鞘、凹顶藻等海洋生物中分离到的一些萜类、核苷类、多糖类、生物碱类和其他含氮化合物，都不同程度地显示出抗病毒活性。

4、消化系统海洋药物的研究

如多棘海盘车中分离的海星皂甙及罗氏海盘车中提取的总皂甙均能治疗胃溃疡，后者对胃溃疡的愈合作用强于甲氰咪胍，壳聚糖的羧甲基衍生物，商品名为“胃可安”胶囊，治疗胃溃疡疗效确切，治愈率高，已进入临床研究。大连中药厂配合中药制成“海洋胃药”应用于临床已取得较好效果。

5、消炎镇痛海洋药物的研究

从海洋天然产物中分离的最引人注目的活性成分是manoalide，它是磷酸酯酶 A2 抑制剂，在上世纪 80 年代中期已被作为一个典型的抗炎剂在临床试用。

6、泌尿系统海洋药物的研究

褐藻多糖硫酸酯是一种水溶性多糖聚，具有抗凝血、降血脂、防血栓、改善微循环、解毒、抑制白细胞及抗肿瘤等作用，临床用于治疗心脏、肾血管病，特别对改善肾功能，提高肾赃对肌酐的清除率尤为明显，在国内外首先用于治疗慢性肾衰，挽救尿毒症患者有明显疗效，且无毒副作用。现已按国家二类新药获准进入临床研究，商品名为“肾海康”。

7、免役调节作用海洋药物的研究

海洋天然产物是免疫调节剂的重要来源。具有免疫调节活性的角叉藻聚糖，是来自大型海藻的硫酸化多糖的一大类成分，被广泛用于肾移植的免疫抑制剂和细胞应答的修饰剂。

8、其他海洋药物的研究

其他如神经系统药物、抗过敏药物等研究亦取得较大成果。海洋是新种属微生物的生存繁衍地，从众多的新种属微生物中，可以培养出一系列高效的抗菌药物，如来源于多种链霉菌的Teleocidin 即为一种强抗菌药物。海洋毒素是海洋生物研究进展最为迅速的领域，多数海洋毒素具有独特的化学结构。由于许多高毒性的毒素是以针对生物神经系统或心血管系统的高特异性作用为基础，因此，这些毒素及其作用机制是发现新神经系统或心血管系统药物的重要导向化合物和线索，也可作为寻找新农药的基础。现已发现的海洋毒素其化学结构大致可分为：聚醚类化合物、含氮化合物、溶血糖脂类、记忆丧失性氨基酸贝毒、酯溶性酚类和含磷化合设物。

从海洋生物中发现的大量活性天然成分，有的可以直接进入新药的研究开发，但有的活性成分存在着活性较低或毒性较大等问题。因此，需要将这些活性成分作为先导化合物进一步进行结构优化，如结构修饰和结构改造，以期获得活性更高、毒性更小的新的化学成分。不少海洋天然活性成分含量低，原料采集困难，限制了该化合物进行临床研究和产业化。寻找经济的、人工的、对环境无破坏的药源已成为海洋药物开发的紧迫课题。采用化学合成的方法进行化合物的全合成是解决药源问题的一个重要手段，已有不少海洋活性天然产物实现了全合成，如草苔虫内酯和海鞘素B均已成功地进行了全合成，由于不少成分结构非常复杂，要进行全合成，难度大、成本高，不易形成产业化。

目前，海洋生物制药主要通过海洋药物基因工程，包括：(1)将海洋药物基因转入陆地生物中表达；(2)将来自陆地的药物基因转入海洋生物中表达；(3)将海洋药物基因转入海水养殖生物中表达[4]。目前的热点集中在海洋活性天然产物的研究及新药研究、海洋多糖的研究及新药开发、海洋微生物的研究及新药开发和海洋生物基因工程技术的研究等四个方面。但我国海洋生物制药产业仍存在以下问题：1.研发费用与能力不足。2.技术兼经营型人才与专业型人才缺乏。3.缺乏海洋生物制药产业化的有效机制。

二、海洋生物制药的研究展望

二十一世纪的海洋生物技术，经历近半个世纪的探索和发展，已经获得了许多宝贵的经验积累和丰富的研究资料，将向着水产养殖、天然产物获取和新能源

开发3个方向发展[5]。海洋生物技术的兴起，再加上现代的化学研究方法与多种生物技术越来越紧密地结合，这大大繁荣了海洋药物的研究与开发。

在未来的很长一段时间内，海洋生物制药的主要发展方向有：(1)增强海洋天然产物的活性；(2)加强海洋微生物药物的开发；(3)开发海洋生物细胞工程药物；(4)开发海洋生物基因工程药物。当前，我国海洋生物产业发展正处于由起步向全面迈入产业化崛起的关键时期，应在资金和技术两方面加大投入，保障其持续发展。在增加政府公共投入的基础上，可吸引社会风险投资，支持企业产品研发，同时提升企业自主研发能力，逐步形成以市场为导向、企业为主体、高校和科研院所为支撑、其他社会资源为补充的技术创新体系。高度重视人才的培养和引进、加强官、产、学、研相结合的方式，促进我国海洋生物制药产业的快速发展，为人类的健康、作出贡献，使海洋生物制药产业在我国经济乃至世界经济中占有一席之地。预计我国未来还将形成深海养殖产业、生物资源评价和保护产业、海洋鱼类疫苗产业等新型的海洋生物产业，因此，海洋生物产业将成为未来中国生物产业发展的重点领域之一。

从和谐发展的角度看，我们在看到海洋药物的巨大潜力的同时，也应注意避免海洋生态系统被破坏。现代生物技术应用于海洋药物的研究，使生物技术制药进入一个新的时代，为海洋科学和制药产业的发展以及人类可持续地开发海洋资源开辟了新的道路。

参考文献：

[1] 相建海.跨越新世纪的海洋生物高技术前沿.高技术通讯,2000，10(7)：1—4.[2］关美君，林文翰,丁源.海洋药物-二十一世纪中国药学研究的新热点.中国海洋药物,200l，20(1)：1—5.[3] 罗素兰,张本,长孙东亭等.海洋药物研究新进展及其开发战略.海南大学学报:自然科学版,2003,21(4)：365—370.[4] Morc0s N C．Phycocyamin laser activation cytotoxic effect and uptake in human atheresclerotie plaque．Lasers Surg Med ．1988．8(1)：7—10.[5] Luiten E E M，Akkennan I，Koulman A，et a1．Realizing the promises of marine biotec hnology.Biomolecular Engineering，2003．20(4-6)：429—439.

第四篇：生物制药的现状及展望

生物制药的现状及展望

摘要：随着国家的发展以及政府对高科技的大力扶持，我国的生物技术研发项目和生物医药产业都得到了迅速的发展。生物药物是目前和未来新药研发的重要领域，其中基因工程药物是生物技术应用的一个十分重要的领域。生物制药技术将对生物技术药物的创新与发展产生十分重要的影响和作用。

一生物制药的概况

1.生物制药的出现

“2 1世纪是生物的世纪”这一观点已经逐渐地被越来越多的人所接受，且正沿着它特有的轨道一步步的成为现实。生物技术是生物学和技术科学相结合的产物，是通过技术手段利生物体或生物过程生产有用物质的一门高新技术。近20年来，以基因工程、细胞工程，酶工程和发酵工程等为代表的现代生物技术发展十分迅猛。而人类基因组90％测序工作的完成、克隆羊“比利”的诞生等都标志着现代生物技术已发展到一个崭新的阶段，21世纪的的确确是生物技术的时代。目前以现代生物技术为特征，融入了包括医学，生物学、化学等多学科的最新研究成果的生物制药也正在迅速崛起，生物制药业已成为目前最活跃，发展最快的高新技术产业之一。l997年全球生物技术药品市场约为150亿美元，且每年保持1 2％甚至更高的增长速度。

2.生物制药的定义

所谓生物制药是指运用微生物学，生物学，医学，生物化学等的研究成果，从生物体，生物组织，细胞，体液等，综合利用微生物学，化学，生物技术，免疫学，药学等学科的原理和方法进行加工，制造出的一类用于预防、治疗和诊断的生物药品。生物药物的原料以天然的生物材料为主，包括微生物，人体，动物、植物、海洋生物等。所以说，生物药物(或称生物技术药物)是集生物学，医药学的先进技术为一体，以化学、药学基因等高技术为依托，以分子遗传学、分子生物学等基础学科的突破为后盾所形成的产业。生物药物按它的用途不同可分为三大类：生化药物，生物工程药物和生物制剂。生化药物是指运用生物化学研究成果，由生物体中起重要生理生化作用的各种基本物质经过提取，分离，纯化等手段制造出的生物活性物质，如氨基酸，多肽，蛋白质，酶，辅酶，多糖，核苷酸，脂和生物胺等，以及其衍生物，降解物及大分子的结构修饰物等。目前，我国非生物工程生产的生化药有90多种，主要包括垂体后叶素，胃蛋白酶、胰蛋白酶，鱼精蛋白，低分子量肝素钠、肝素钙，促肝细胞生长素，胸腺肽，单磷酸阿糖腺苷以及各种氨基酸等。

3.生物制药的特点

3.1 投资大。

国际上一个新药的研制一般需2—3 亿美元以上，我国生物制药业虽起点较高，但从基础技术开始研制新药也需5000～10000 万元以上。

3.2 回报高。

生物制药的高收益是引人注目的，一个新药回报可在10 倍以上，一般上市2～3 年就可收回投资。

3.3 风险大。

从刚开始有价值的理论研究，到转化为可生产的产品只有10％左右能成功，即一个有实用前途的技术项目，如有10 家企业独立研究开发，能成功的只有一家左右。

3.4 周期长。

一个生物技术产品从投入研制，到获得技术开发成功，最少需6—7 年时间，再到临床运用、广泛推广还需2～3 年时间，可见其开发周期相当漫长。据美国1997 调查结果显示，生物技术公司平均每个产品开发投人为1．5～2 0 亿美元，周期 8～15 年。

3.5 低污染。

生物药品的生产制造一般在常温常压下进行，能源、原材料的消耗量极少，对周围环境几乎不产生污染。

二生物制药的现状

1.世界及中国生物制药产业的现状

中山大学徐安龙教授介绍,在世界生物产业竞赛的跑道上,美国独占鳌头,其次是欧洲发达国家、澳大利亚和日本,中国、印度、巴西处于第三梯队。

1.1 美国技术领先

继第一个基因工程药物上市以来，由于生物技术在解决人类疑难疾病方面具有独特的作用，因而成为发达国家竞相角逐的新的经济制高点。其后，又有53 种基因工程药物和疫苗在美国上市。2004年就有用于200 多种疾病的369 种生物技术产品在进行临床试验，包括175个用于癌症及相关疾病的药品或疫苗。其中20 个生物技术产品已在美国提出上市申请，107个正在进行或已完成皿期临床试验。预计到2014年，实际产值将达到3,501亿美元。

1.2 国内加大投入，进入发展阶段

我国生物制药始于70 年代，90 年代后才进人发展期，尤其是近几年取得了长足的进步。其中2000 年上半年批准的一类生物制品有5 个品种，分别为：治疗用粘质沙雷氏菌菌苗（商品名：雷舒宁）、外用重组人碱性成纤维细胞生长因子（商品名：扶济复）（2 种，不同申请单位和不同规格）、外用冻干重组人表皮生长因子、口服重组B 亚单位瘤体霍乱菌苗（肠溶胶囊）。

目前已建成一批投资规模较大的生物制药基地，主要有：国家人类基因组北方研究中心：自中心成立以来，除核心实验室正积极开展“人类基因组测序计划”、“微生物基因组研究”等合作研究项目外，还就“人胎肝新的细胞因子的研究与开发”、“中国人H 型糖尿病易感基因的定位和克隆”、“心血管疾病相关基因克隆”、“基因药物筛选和开发研究”、中枢神经系统发育相关的“CDNA 大规模测序”、“精神神经疾病易感基因研究”、“遗传性乳光牙本质基因定位克隆”等项目与国内科研院、所、大学进行合作研究。目前，已在肝脏和人股脑等组织中发现新基因348 个，测定EST13000 条以上，已有10 个新基因申报了专利。

2.我国生物制药发展的障碍

目前我国生物制药存在的问题：

2.1 投资模式不利于生物制药产业的发展。

国际医药产业巨大的经济效益来源于创新，发达国家现代生物医药产业都拥有自己实力雄厚的研究机构，通常每年投人的经费占全部销售额的15％一20％，而美国每年用于研究开发生物药品的投人占总投资额的 60％～70％。每个大型

医药公司都有自己“拳头产品”，单个产品的年销售额就可达十亿至几十亿多元。公司拥有这些产品的知识产权，国家给予专利保护，产占可以在10 年或更长时间内独占市场，一个产品就可赢得丰厚的利润，再从利润中拿出巨额资金投入研究开发新的具有知识产权的创新药物，周而复始形成良性循环。从美国生物制药发展模式来看，技术力量雄厚的专家型小生物技术公司进行技术开发与创新，大制药公司通过战略联盟实现生物技术的产业化，风险投资为生物技术开发提供资金支持，这三种力量的有机结合是生物制药产业良性发展的关键。而从目前我国生物制药产业模式来看，主要通过购买技术实现生产，风险投资机制不足且资金太少，另外技术创新力量薄弱。因此，生物技术产业很难形成气候。

我国的医药企业规模小而分散，大多不具备技术开发与创新能力，生产的产品基本是引起仿制产品，重复开发投资现象也非常严重，恶性性竟争必然带来效益低下的状况。

2.2 低水平重复研究、重复建设严重，市场竞争非常激烈。

生物技术产品的广阔前景和丰厚收益吸引了国内众多企业加人开发，但其中多数是仿制国外的，品种少，厂家多，在同一水平上重复建设投资。例如，研制rhuG—CSF 的就有18 家公司。

另外，科研和产业脱节现象仍较为严重。在广东药学院院长朱家勇看来,生物产业发展中,制度瓶颈是最大的障碍，生物制药产业成败在于“能否在生物产业领域先行先试,用改革来释放制度的活力”。中国的生物产业都没有形成融为一体的产业链,研发与转化仍是“两张皮”。而研发成果如果不能及时转化,就会丧失市场机遇,迅速贬值甚至被淘汰,前期研究的很多投入也得不到应有回报。

2.3 开拓市场能力低。

由于产品生产工艺水平和经营手段落后，国内市场将面临进口药品的冲击。具体表现为：一是对国外市场开拓不够，许多企业的市场定位不准；二是开发市场的投入量不足；三是生物药品良好的临床效果虽得到医务人员和患者的肯定，但其售价相对偏高，消费能力不足。因此，我国需要进一步加大对生物制药产业的资金与投术投人，并深化科研成果产业化的机制改革，在这一过程中，尤其要发挥资本市场和凤险投资公司的积极作用。

三 生物制药的展望

1.生物制药的方向

随着生物技术的不断发展和创新，不断研制成功并已经投放于市场的生物技术药品和诊断试剂在帮助人们诊治疾病的同时，更给人们带来了攻克和治愈各种疑难病的希望。特另是疑难病症上，它起到了传统化学药物难以达到的作用。现在最受人们关注的生物药物大多是一些基因工程产品，目前开发成功的多个药品已被广泛用于诸如肿瘤、爱滋病，心血管系统疾病(冠心病，心力衰竭等)，血液系统疾病(贫血，血友病等)，糖尿病，癌症，肝炎，发育不良及某些罕见遗传性疾病等危害人类健康的顽疾的诊断与治疗。

目前生物制药主要集中在以下几个方向：

1.1肿瘤在全世界肿瘤死亡率居首位，美国每年诊断为肿瘤的患者为100万，死于肿瘤者达54.7万。用于肿瘤的治疗费用1020亿美元。肿瘤是多机制的复杂

疾病，目前仍用早期诊断、放疗、化疗等综合手段治疗。今后10年抗肿瘤生物药物会急剧增加。

1.2神经退化性疾病老年痴呆症、帕金森氏病、脑中风及脊椎外伤的生物技术药物治疗，胰岛素生长因子rhIGF-1已进入Ⅲ期临床。神经生长因子(NGF)和BDNF(脑源神经营养因子)用于治疗末稍神经炎，肌萎缩硬化症，均已进入Ⅲ期临床。

1.3自身免疫性疾病许多炎症由自身免疫缺陷引起，如哮喘、风湿性关节炎、多发性硬化症、红斑狼疮等。风湿性关节炎患者多于4000万，每年医疗费达上千亿美元，一些制药公司正在积极攻克这类疾病。

1.4冠心病美国有100万人死于冠心病，每年治疗费用高于1 170亿美元。今后10年，防治冠心病的药物将是制药工业的重要增长点。Centocor′s Reopro公司应用单克隆抗体治疗冠心病的心绞痛和恢复心脏功能取得成功，这标志着一种新型冠心病治疗药物的延生。

基因组科学的建立与基因操作技术的日益成熟，使基因治疗与基因测序技术的商业化成为可能，正在达到未来治疗学的新高度。转基因技术用于构造转基因植物和转基因动物，已逐渐进入产业阶段，用转基因绵羊生产蛋白酶抑制剂ATT，用于治疗肺气肿和囊性纤维变性，已进入Ⅱ，Ⅲ期临床。大量的研究成果表明转基因动、植物将成为未来制药工业的另一个重要发展领域。

2.生物制药的展望

由于生物医药行业具有高技术、高投人、长周期、高风险的特点，我国生物医药产业虽然发展较快，却存在着严重的问题，突出表现在研制开发力量薄弱，技术水平落后；项目重复建设现象严重；企业规模小、设备落后等几个方面。因此，今后应该在人才、技术市场等方面加大投人。

2.l 培养科研开发决策、管理人才：在知识经济中，人将真正成为最活跃的因素，人和技术的结合将超越资本、设备、土地等生产要素，成为新世纪最重要的竞争武器。生物制药属于知识密集产业，对人才及其素质要求更高。不仅要注意培养新药开发人员的科研水平，更要提高新药开发的决策水平。管理水平。必须把新药开发决策、管理水平的提高，上升到与技术水平的提高相同的高度。

2.2 与国际合作，缩短研发时间：中国生物制药技术的发展还处于研究开发阶段，与先进国家差距约5 年，而制造生产方面差距则在10 年左右。但是，有差距并不意味着没有机会，例如海外科技合作不失为走出去的好战略，这是一种聪明而双赢的合作方式，香雪制药就是一个好例子。

2.3 引进风险投资，参与市场竞争：在世界各地的生物技术产业的发展中，风险投资都起到了极其重要的作用。未来企业之争是技术、速度、反应能力及规模化经营之争，企业开发的新产品必须迅速进入市场并获得利润才能转化为生产力，高科技的技术发展性决定了一项产品如果不能及时进人产业化运作就会很快被

淘汰。所以，营销能力也有可能成为生物医药产业完成产业化运作中的障碍。国际知名的生物技术公司在市场上摸爬滚打几十年，一个产品可以做到几十亿美元，国内制药厂传统的自己做药自己卖的经营方式将面临失败。把自己企业不增长的环节“外包”出去，与风险投资公司实现战略性联盟是必然趋势。

2.4 研究和发展方向：我国生物制药产业的研发方向要结合传统医药的优势，发展重点应针对神经系统、肿瘤、心血管系统、艾滋病及免疫缺陷等重大疾病的多肽、蛋白质和核酸。乙肝基因疫苗与单克隆抗体的研究开发、血液替代品的研究与开发、生物技术在医药领域的应用，如基因治疗、生物人基因芯片、干细胞等。《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》释放出一个强烈的信息:中国计划用20年的时间,使生物产业等七大战略性新兴产业整体创新能力和产业发展水平达到世界先进水平,其中明确,生物产业是未来的支柱产业。到目前为止,还没有哪个国家具有全球统治地位,没有出现核心技术垄断,我国生物产业是唯一与发达国家水平相距不甚远的产业,科研差距5-10年。因此,中国生物产业是最有希望赶上国际快速列车的战略性新兴产业。

参考文献：

著作类：

1、《基因工程制药》，李德山主编，化学工业出版社，2010.2.1 期刊类：

2、《国内外生物制药现状及发展前景》，《TILS》——中国生命科学论坛精华专刊2004 年第1 期

3、《一段猪小肠“炼成”海普瑞传奇》，《南方日报》，2010年11月24日 网络文献：

4、百度百科：生物制药

第五篇：海洋生物制药复习提纲

海洋生物制药复习提纲

1.海洋生物制药涵义

应用海洋药源生物具明确药理作用的活性物质,按制药工程进行系统的研究，研制成为海洋药物的制药工程。

2.海洋生物制药品种与药品特点

品种：中药，化学药（西药），生物制品

特点：①是新发展的药物研究领域

②药源来自海洋药用生物

③海洋生物活性物质含量低微、结构奇特、活性显著，是海洋生物制药先导化合物的丰富来源。

3.应用海洋生物活性物质研发海洋生物新药的途径与思路

研发途径：

化学结构改造（分子修饰、人工半合成）——药物 活性物质——构效关系——人工全合成

研发构思：

①了解海洋生物活性物质的特点：活性集中（抗肿瘤）；来源于低等动植物；化学结构、生物来源具多样性，含量低

②采集与提取标准化

③药理筛选

④结合现代生物技术，保证可持续发展利用：再生资源优先开发；养殖的工业化和生物合成；生物反应器及基因工程技术的应用；必须立足我国特有的海洋药用生物资源研发海洋生物一类新药

4.我国海洋生物制药产业化发展的重点领域

（1）海洋生物抗癌药物的研究

（2）海洋生物心脑血管药物的研究

（3）海洋生物抗菌、抗病毒药物研究

（4）海洋生物消化系统药物的研究

（5）海洋生物镇痛抗炎药物的研究

（6）海洋生物泌尿系统药物研究

（7）海洋生物免疫调节作用药物的研究

（8）海洋生物毒素先导化合物的研究

5.海洋生物的特点（海洋生物活性成分特异性的原因）

（1）生活环境与陆生生物迥然不同：有一定的水压、高盐度、小温差、有限的溶解氧、有限的光照及化学缓冲海水体系；

（2）次生代谢产物较陆生生物独特新颖：新陈代谢、生存繁殖方式、适应机制具有显著特性；

（3）化合物结构独特、生物活性多样；

（4）开展海洋药物研究具有重要的理论意义与实际应用价值。

8.海洋生物有效化学成份的概念和主要的化学成分种类

概念：指从海洋生物中分离纯化出具有生物活性的天然有机化合物。

种类：①大环内酯类；②聚醚类化合物；③肽类化合物；④C15乙酸原化合物；⑤前列腺类似物

9.溶剂分离法的原理与选用溶剂的注意点。

原理：根据活性物质在溶剂中溶解度（极性）的差异分离

选择溶剂注意点：①对有效成分溶解度大,对杂质溶解度小；②不与化学成分起化学变化；③经济、易得、使用安全

10.色谱法原理及其分类。

原理：利用不同物质在不同相态的选择分配性，以流动相对固定相中物质进行洗脱，混合物中不同物质会以不同速度沿固相移动，最终达到分离效果

11.超临界流体萃取的原理,什么是超临界CO2萃取及其特点

原理：利用流体在超临界状态时具有密度大、粘度小、扩散系数大等优良的传质特性而成功开发的，具有提取率高、产品纯度好、流程简单、能耗低的特点。

超临界CO2萃取：以超临界状态下的CO2为溶剂，利用该状态下流体CO2所具有的高渗能力和高溶解能力分离混合物的过程。

特点：①可以在接近室温(35-40℃)及CO2气体笼罩下进行提取，有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散，完-1-

整保留生物活性，而且能把高沸点，低挥发渡、易热解的物质在其沸点温度以下萃取出来。

②由于全过程不用有机溶剂，因此萃取物绝无残留溶媒，同时也防止了提取过程对人体的毒害和对环境的污染，100%的纯天然，符合当今“绿色环保”、“回归自然”的高品位追求。

③控制工艺参数可以分离得到不同的产物，可用来萃取多种产品，而且原料中的重金属、无机物、尘土等都不会被CO2溶解带出。

④蒸馏和萃取合二为一，可以同时完成蒸馏和萃取两个过程，尤其适用于分离难分离的物质，如有机混合物、同系物的分离精制等。

⑤能耗少；热水、冷水全都是闭路循环，无 废水、废渣排放。CO2也是闭路循环，仅在排料时带出少许，不会污染环境。由于能耗少、用人少、物料消耗少，所以运行费用非常低。12.高速逆流色谱仪(HSCCC)如何做到化合物样品的分离

（1）样品中一种高分配系数的化合物在固定相中的浓度要高于在流动相中的浓度，要晚一些从柱子里洗脱出来。

（2）另一种低分配系数的化合物在流动相中的浓度要高于在固定相中的浓度，要早一些洗脱出来。

（3）如果一种化合物在两相中的是平均分配的(D=1)，不论哪一相溶剂被选为流动相，在流动相流出1倍柱体积的量后，这种化合物都会被洗脱出来。

13.质谱仪器中最主要的三种离子是什么？分子离子的三个特征是什么？

分子离子：样品分子失去一个电子而形成的离子称为分子离子。

同位素离子：由重同位素组成的分子形成的离子

碎片离子：由M + ·或碎片离子单分子裂解产生的离子

特征：①质核比为分子量；②是奇电离子，分子失去一个价电子生成的离子；③并非所有的有机物分子离子都能出现

14.质谱在鉴定海洋天然产物结构的应用有哪些？

（1）（最基本）提供分子量信息

（2）确定碎片离子

（3）确定有机化合物的元素组成及其分子式

（4）确定有机化合物的结构式

15.海洋药用无脊椎动物的主要生物学来源有哪几个门,各举一例,并说明其主要的药用价值。

（1）多孔动物门：海绵，活体检测水质，具有抗肿瘤活性物质。

（2）环节动物门：沙蚕，提取沙蚕毒素。是一种仿杀虫剂。

（3）腔肠动物门：海蜇，治疗心血管疾病。珊瑚，抑制癌细胞增长。

（4）软体动物门：贝类、乌贼、海兔，中药：厣，海螵鞘，石决明，珍珠。

（5）节肢动物门：虾、蟹、鲎，甲壳质、壳聚糖。（6）苔藓动物门：苔虫素防腐蚀剂，抗癌，促进造血。

（7）棘皮动物门：海星、海胆、海参

16.海洋药用大型藻类的主要生物学来源有哪几个门，各举一例，并说明其主要的药用价值。

门类：红藻门（石花菜）、褐藻门（裙带菜）、轮藻门（苦草）

药用价值：①石花菜：清肺化痰、清热燥湿，滋阴降火、凉血止血

②裙带菜：抗癌

③苦草：清热解毒，止咳祛痰，养筋和血。用于急、慢性支气管炎、咽炎，扁桃体炎，关节疼痛；

外治外伤出血。

17.红树林有哪些主要的次生代谢产物，简述其中的一、两种。

（1）萜类：是红树林植物中含量最为丰富的一种代谢产物,二萜是最为重要的化学成分,与多种生物活性密切相关。二倍半萜化合物-柠檬苦素具有较好的细胞毒性。

（2）糖苷类化合物：是红树林植物中一种重要的代谢产物。

（3）甾醇：植物甾醇是滨海湿地植物中的常见化学成分，含量高且类型单一。

（4）生物碱类：在滨海湿地植物中发现较少。但在红树林植物中发现了新颖结果的生物碱，有拒食活性。

（5）含硫化合物：是滨海湿地植物中一类比较特殊的成分，目前仅在红树科的Brugiera属中有发现。有新颖结构的化合物发现。

（6）其它：芳香类表现抗革兰氏阳性菌和阴性菌活性。

18.红树里植物的次生代谢产物主要有哪些生物学活性？

①抗病毒活性；②抗肿瘤活性；③镇痛、抗炎及抗氧化活性；④抗菌、毒素和昆虫拒食素及其他活性

19.海洋生物技术概念与内容

概念：利用海洋生物或其组成部分，综合应用基因工程、细胞操作技术和细胞培养等技术手段，生产出有用的生物产品，以及定向改良海洋生物的某些遗传特性的综合性科学技术。

内容：①开发、生产和改造海洋生物天然产物，以便用作药物、食品、新材料；

②定向改良海洋动物、植物遗传特性，为海水养殖业提供具有生长快、品质高和抗病害的优良品种； ③培养具有特殊用途的“超级细菌”，用来清除海洋环境的污染，或者生产具有特定生物治理的物质。

20.海洋生物制药研发瓶颈及其解决办法

瓶颈：①有效成分无法确定；②药源不足

解决办法：①人工养殖；②开辟新的资源领域，探索新的方法和技术

21.优点：①节省水、电和蒸汽耗量，降低生产成本；②提高产品得率；③经济效益显著；④减轻劳动强度，改善生产环境。

22.什么是生物反应器？生产藻类活性物质生物反应器技术的研究有哪两项？

生物反应器：一般是指利用固定化酶及固定化细胞高效生产产物的技术，是现代生物技术研究的焦点。生产藻类活性物质生物反应器技术的研究

光和微藻生物反应器包括：

1.大面积室外养殖

2.真正意义上的生物反应器—在可控条件下高密度养殖

23.藻类基因工程的概念与研究进展

概念——是指利用分离自海洋生物的有药用价值的基因、以规模化养殖的海洋生物作为表达受体进行遗传操作，从而大量获得高值廉价的海洋生物药物。

海洋蓝藻基因工程的应用研究—发展为两个方向，海藻分子生物学与基因工程的研究；概念：从生物大分子角度研究海藻个体发育与系统发育，从分子水平上揭示海藻起源、进化及生命现象、生命过程的规律、本质以及机理。

进展：1）克隆技术2）质粒发现分离技术3）标记技术4）克隆与遗传转化技术

24.简答基因芯片在海洋生物制药中的应用

（1）新药靶点发现；（2）药物作用机制研究；（3）超高通量药物筛选；（4）药物毒理学研究；（5）药物基因组学研究

26.什么是药物筛选？目前活性筛选有哪些主要的方法？

药物筛选：是现代药物开发流程中检验和获取具有特定生理活性化合物的一个步骤，系指通过规范化的试验手段从大量化合物或者新化合物中选择对某一特定作用靶点具有较高活性的化合物的过程。

目前活性筛选的三种方法：

（1）寻找某类已知化合物及其类似物：如青蒿素紫杉醇苔藓虫内酯

（2）寻找具有某种活性的物质：抗肿瘤活性、抗菌筛选、抗病毒筛选等

（3）多种活性筛选：高通量筛选（HTS）、高内涵筛选、虚拟筛选

27.常用的药物活性筛选方法有哪些？

（1）抗菌活性筛选---抗生素的研究：抗一般细菌、厌氧细菌、真菌、支原体药物筛选

（2）对动物的影响活性：幼体定植或变态、无脊椎动物运动、金鱼毒性、器官和生理系统监测

（3）细胞水平筛选：抗肿瘤药物筛选

（4）酶抑制剂筛选法：抗肿瘤、血栓、病毒、糖尿病等

（5）受体拮抗活性筛选

（6）免疫调节活性代谢物的筛选法

（7）抗病毒药物的活性筛选

（8）其他筛选。如神经系统药物、抗炎、心血管疾病药物、抗氧化等筛选。

28.抗肿瘤药物筛选经常采用哪种筛选方法？常用的肿瘤筛选的细胞株？（4-5个即可）

方法：细胞水平筛选（MTT法、SRB法）

细胞株：P388（小鼠白血病细胞）；A-594（人肺癌细胞）；BEL-7404（人肝细胞性肝癌）；S180（小鼠移植性肿瘤）；Lewis（肺癌）

29.简述如何采用MTT法筛选抗肿瘤活性药物？

（1）接种一定量对数生长期细胞90μl/孔于96孔板，培养24h

（2）每孔加待测样液10μl，37℃ 5% CO2培养48h

（3）每孔加MTT20μl，培养4h，每孔加三联液50μl，CO2培养过夜

（4）酶标仪测OD570，计算待测样对细胞的影响

30.超高通量筛选平台发展的两个方向？高通量筛选技术体系的组成？

①微孔板/微阵列技术，芯片膜片钳技术

②微流体芯片技术

体系的组成：（1）化合物样品库；（2）自动化的操作系统；（3）高灵敏度的检测系统；（4）数据库管理系统。

31.高通量筛选技术的三种平台及其优缺点？

（1）反酵母双杂交系统的药物筛选模型

优点：①该系统中的酵母细胞能够繁殖，因此无须对靶分子进行耗时、耗力、耗材的生物纯化过程，而且能够在相对短的时间内对大量的蛋白质进行测试。

②该系统是在一个生物体环境内进行的，因此与体内环境较为接近。细胞通透性以 及细胞毒作用都作为参数在筛选过程中被考虑。而这一点恰前可以弥补体外筛选试验的不足。

③该系统能够与现有的高通量筛选兼容，从而可以在96孔或384孔板上测试组合化学分子库中的化合物。另外它还很容易与计算机工作站相结合，从而能够快捷地分析实验数据。

不足：①细胞通透性问题；

②药物浓度的要求超出了组合化学所能提供的水平等。

（2）基于细胞平台的药物筛选模型

优点：①细胞平台的药物筛选系统可以直接选取来源于人源组织的细胞或者是人源转化细胞株进行培养，更接近人体的情况，因此能够改善一些蛋白靶点在异源细胞中表达情况不够理想的局面。

②细胞的高通量筛选能够提供化合物对于特定受体、离子通道或者是细胞内的药理活性，而传统的生化分析往往不能得到这些活性数据。

（3）基于动物平台的药物筛选模型

优点：将动物模型作为药物筛选模型是今年来刚刚发展起来的。由于动物体的完整性，解决了筛选药物的药理活性和对药物的吸收、分布、代谢、排泄进行研究的问题。该模型尚处于发展阶段。

32.高通量筛选的的优缺点？

优点：①快速：每天筛选数万次；

②微量：筛选样品需要量为微克级；

③灵敏：准确判断筛选样品的活性和选择性；

④经济：筛选费用低。

缺点：①高通量筛选所采用的主要是分子、细胞水平的体外实验模型，因此任何模型都不可能反应药物的全面药理作用；

②用于高通量筛选的模型是有限的，要建立反应机体全部生理机能或药物对整个机体作用的理想模型，也是不现实的。

③其检测模型均建立在单个药物作用靶分子的基础上，无法全面反映被筛样品的生物活性特征，只得到有限的数据，初筛得到的阳性结果需要进一步确认。

35.海洋新药临床前评价的主要内容

（1）临床前主要药效学研究：①评价海洋生物新药的主要药效作用；②阐明海洋生物新药的作用部位和作用机理

（2）临床前药理研究：①一般药理研究；②复方药理学研究

（3）海洋生物新药临床前作用机制研究

（4）海洋生物新药临床前的毒理评价

（5）海洋生物新药的药代动力学评价

36.海洋生物新药临床前评价的基本要求

（1）明确不同实验的目的和意义

（2）把握药理毒理学研究的整体性

（3）强调具体问题具体分析

（4）执行药物非临床研究质量管理规范（GLP）

（5）注重“非临床安全性的全程评价”

（6）对各种因素进行综合分析

37.如何把握海洋生物新药临床前评价的”非临床安全性的全程评价”?

（1）对研究方法的评价：要注重对研究方法（手段、模型）的评价，以判断其预测临床安全性价值的大小。

（2）对实验结果的评价：应围绕实验目的（毒性靶器官、安全范围、提示临床检测指标）来进行。

（3）注意全面理解实验室检查结果变化的统计学意义与临床意义的关系，有统计学意义的结果，不一定有临床意义。反之也相关。要结合相关参数临床上合实验室参考范围等综合考虑。

38.如何选择海洋生物新药的主要药效实验的实验动物?

（1）选择健康的实验动物。选择动物必须健康、有些动物必须预选。

（2）实验动物年龄和性别的选择。一般是成年动物，常用雄性动物或雌雄各半。

（3）实验动物种属的异同性。实验动物和人间对药物的反应有共同性也有差异；多选择几种动物；不同种属动物对药物反应有明显差别；同一种属的不同品系之间，有时对药物反应也会有差异。

39.海洋生物新药主要药效学评价的指导原则

（1）负责人和研究人员专业

（2）实验室条件、仪器设备、各种试剂及组织管理均符合规范化要求

（3）实验设计应遵循科学研究的基本规律，按随机、对照和重复的原则进行设计

（4）试剂保证纯度，规格恒定，实验动物用药后的观察其内，要加强管理

40.海洋生物药物制剂研究的概念：指将原料通过制剂技术制成适宜剂型的过程。

41.海洋生物新药制剂类型的选择依据

（1）临床需要和用药对象；（2）药物性质和处方剂量；（3）充分考虑安全性

42.药物动力学的概念及其研究目的和意义

概念：研究药物在体内的量变过程的规律，采用数学方法定量地研究药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄除的量变特征，特别是研究药物在体内方式中的量变规律。

目的和意义：

（1）为临床安全用药和合理用药提供依据和参考；

（2）应用药代动力学和生物利用度研究结果指导新制剂的设计或改造；

（3）是新药设计的中药组成部分。

43.海洋生物新药临床前安全性评价的目的和内容和意义。

目的：安全、有效是一切药物所具备的两大要素

内容：①一般毒理学、②特殊毒理学、③药物依赖性、④安全性药理、⑤毒代动力学

意义：药品是一种特殊的商品，它的安全与否关系到人民的生命健康，海洋生物新药临床前的安全性评价有助于人们了解药品的安全情况，很大方面上避免新药对人们生命健康的损害。

补充：

（说明：此部分内容海科班给的题库中有，而我们班没有的，可能是我们两个班拷得题库版本不同。）

1.什么是核磁共振谱、化学位移？影响化学位移的因素有哪些？

核磁共振谱：在静磁场中具有磁矩的原子核(1H、13C)存在不同能级，当原子核被特定频率的电磁波照射时，原子核便产生能级的跃迁而获得共振信号，即核磁共振谱。

化学位移：由于有机分子中各种质子受到不同程度的屏蔽效应，引起外加磁场（）或共振频率（v）偏离标准值而产生移动的现象。

影响化学位移的因素：

2.使用核磁共振仪进行物质结构鉴定时，样品应该如何处理？

（1）对样品的要求：样品要纯；样品量不能太小，通常为1-3mg(低灵敏度NMR仪需10-30mg)、不含氧和灰尘；固体样品要用合适溶剂溶解；加入内标，如TMS

（2）对溶剂的要求：不含质子、沸点低、不与样品缔合、溶解度好，如CCl4, CS2, CHCl3,。为防干扰，多采用D代试剂，如CHCl3-d1,(CH3)2CO-d6, H2O-d2(水溶性试剂）TMS只能在测定时加入，不要加入过早。

3.核磁共振仪在海洋生物制药中的主要应用有哪些？

（1）结构鉴定：对于1H-NMR的简单图谱，可用化学位移鉴别质子的类型。

CH3O-, CH3CO-, CH2=C-, Ar-CH3,>HCH3, CH3CH2-,-CHO,-OH, 等。对于复杂的未知物，可以配合IR, UV, MS等数据，推定结构。

（2）定量分析：

4.碳核磁共振谱（13C-NMR）的特征有哪些？

（1）13C-NMR谱比1HNMR谱作用更大（化学位移δ范围更广）;

（2）能反映出化合物结构上的精细变化；

（3）有利于对化合物中碳原子的确认；

（4）可以区别伯仲叔季各类碳原子；

（5）灵敏度较低，需要样品量较大，费时。

（6）在实际应用氢谱和碳谱是相互补充的。

5.什么是旋光光谱？如何表示，实际工作中又如何表示？

紫外及可见光经尼可尔棱镜产生偏振光，以偏振光照射具有旋光性的化合物，偏振光振动平面产生改变，产生旋光现象。

测出旋光度(α)，以波长对比旋度[α]×10作图，所得曲线即旋光光谱。

[α]D =（α实/ C L）× 100

〔φ〕λ =〔α〕λ·M／ 100

6.什么是正常的或平坦的旋光谱线？什么叫简单康顿效应谱线？

（1）正常的或平坦的旋光谱线：化合物无发色团时，ORD谱线只是在一个相内延伸，没有峰也没有谷

（2）简单康顿效应谱线：分子中有一个简单的发色团时，ORD曲线在紫外光谱λmax处越过零点，进入另一个相区。形成的一个峰和一个谷组成的ORD谱线

7.如何利用本课程中学习的技术鉴定一个未知化合物的结构（包括立体结构）。

（1）质谱(MS)：确定分子量、分子式

（2）计算不饱和度，推测化合物的大致类型

（3）紫外光谱(UV)：是否具有共轭基团，是芳香族还是脂肪族化合物。

（4）红外光谱(IR)：官能团类型

（5）核磁共振氢谱(1H-NMR)：质子类型(具有哪些种类的含氢官能团)；氢分布(各种官能团中含氢的数目)；氢核间的关系

（6）质谱(MS)：验证所推测的未知物结构的正确性

8.高通量筛选的模型有哪些？

（1）分子水平的药物筛选模型； 包括受体筛选模型；酶筛选模型；离子通道筛选模型。

（2）细胞水平药物筛选模型；包括：内皮细胞激活；细胞凋亡；抗肿瘤活性转录调控检测；信号转导通路；细菌蛋白分泌；细菌生长。

9.什么是虚拟药物筛选？其组成如何？

虚拟药物筛选定义：针对重要疾病特定靶标生物大分子的三维结构或定量构效关系（QSAR）模型，从现有小分子数据库中，搜寻与靶标生物大分子结合或符合QSAR模型的化合物，进行实验筛选研究。

组成：虚拟药物筛选应用软件，理论方法，操作对象，操作过程，结果分析评价。

10.基于分子对接的虚拟筛选的过程如何？

（1）收集文献上发表的小分子化合物结构的信息，组成二维小分子数据库。对每个小分子进行原子类型和化学键归属，将2D结构转变成3D结构并进行结构优化，组成3D小分子数据库。

（2）对生物大分子（蛋白质）进行质子化合原子电荷归属，并进行结构优化，确定小分子结合位点，构建计算网格；

（3）将3D小分子数据库中的每个化合物对接到生物大分子的活性位点，并进行打分-计算小分子-生物大分子的结合强度Ki（结合自由能）

（4）根据打分的结果挑选化合物（打分比较高的分子）进行类药性评价，选择化合物进行生物实验测试。

11.什么是高内涵筛选？其组成如何？

是指在保持细胞结构和功能完整性的前提下，同时检测被筛选样品对细胞形形态、生长、分化、迁移、凋亡、代谢途径及信号转导各个环节的影响，在单一实验中获取大量相关信息，确定其生物活性和潜在毒性。

组成：荧光显微系统、自动化荧光图像获取系统、检测仪器、图像处理分析软件、结果分析系统、数据管理系统和其他（生物信息学工具、新型细胞株的研制和选择性试剂）。

12.比较3种现代药物筛选技术的优缺点。

高通量：参见32题

虚拟筛选：优点：提高了筛选化合物的速度和效率，缩短新药研究的周期。

缺点：（课件上没找到）

高内涵筛选：

优点：①筛选取得了纵向和横向上的双重突破。

②HCS获得信息以细胞为单位

③获取多个终点的定量数据的能力全面加深了研究者对筛选中得到信息的理解

④显著提高发现先导化合物的速率，减少开发后期的失败率。

缺点：（课件上没找到）

13.海洋中药与陆生中药一样，亦有“四气”、“五味”之别。“四气”是指寒、热、温、凉四种不同的药性，还有一些药性较为平和，成为“平”性。“五味”指辛、甘、酸、苦、咸五种不同的味道，在五味以外，还有淡味、涩味。海洋药物体现了其具有甘、咸、寒、平。

14.2005年版《中华人民共和国药典》收载了海藻、瓦楞子、石决明、牡蛎、昆布、海马、海龙、还螵蛸等10余个品种。-2