「海洋藥物」的創新與潛力 成製藥產業的巨大寶箱

海洋覆蓋了地球表面接近80%以上的面積，溫度從零下1度的北極洋再到350oC的海底火山，多樣化的生態環境使得世界上超過80%以上的物種和微生物都存在於海洋當中。海洋中也含有大量生物活性化合物，對於製藥產業來說可謂是一座尚未被開發的巨大寶箱，而或許癌症、微生物感染與病毒入侵的解答，很可能就存在於海洋當中。編譯／高晟鈞

海洋覆蓋了地球表面接近80%以上的面積，溫度從零下1度的北極洋再到350^oC的海底火山，多樣化的生態環境使得世界上超過80%以上的物種和微生物都存在於海洋當中。海洋中也含有大量生物活性化合物，對於製藥產業來說可謂是一座尚未被開發的巨大寶箱，而或許癌症、微生物感染與病毒入侵的解答，很可能就存在於海洋當中。

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海洋中也含有大量生物活性化合物，對於製藥產業來說可謂是一座尚未被開發的巨大寶箱。（示意圖／123RF）[/caption]

過去：海洋藥物的早期發現

根據一項對鋯石（微小古代礦物顆粒）的研究發現，液態水很可能在距今44億年前便存在。事實上，海洋也是目前最古老的細菌所誕生的地方，因此海洋生命可謂是現今所有生命的鼻祖。有趣的是，相較於陸地植物超過5,000年的藥用歷史，海洋來源的生物活性化合物直到近20年才被研究並用於製藥，歷史非常短暫；畢竟就連微生物藥物的使用都有近一個世紀的歷史。

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由於20世紀40-50年代，美國衛生研究院與國家癌症研究中心海洋研究小組的資助與貢獻，使得15-20種與癌症治療相關的海洋衍生藥品得以作為潛在藥物獲得臨床批准。

1950年代初，科學家在海綿物種Cryptotethia crypta中發現一種名為阿糖胞苷的核苷，並帶動了海洋衍生抗癌藥物的開發。阿糖胞苷是一種抗代謝與抗腫瘤藥物，能透過抑制DNA合成來殺死癌細胞，主要用於白血病類癌症的預防與治療。另一種著名的慢性疼痛治療藥物齊考諾肽（Prialt）也源自於海洋，於2006年獲得FDA認證，被用為嗎啡的主要替代藥物。

現況：現代醫學中的海洋藥物

生物技術在近20年來迅速發展，其中就包括了高通量定序方法（HTS）。HTS對海洋衍生化合物的影響無疑是巨大的，因為科學家不再需要事先分離或培養單個微生物，而是能直接將海水樣品進行分析。另一方面，組學技術（蛋白質、基因、分子代謝物分析）的進步，像是下一代高溫超導技術、液相層析-質譜法和核磁共振等等，都加速了生物活性化合物的發現。

許多海洋衍生藥物目前正在使用或正在透過臨床試驗進行測試，一個著名的例子便是艾日布林，是於1986年從日本的軟海綿中分離出來的高分子量化合物。這種化合物對於諸多人類癌細胞系均有顯著的生長抑制作用，並於2010和2011年先後在美國與歐洲取得FDA批准，以名為 Halaven® 的抗腫瘤醫療產品使用。

儘管許多海洋藥物均臨床試驗中測試其作為抗癌治療劑、抗愛滋病/愛滋病毒藥物以及治療神經退化性阿茲海默症的用途，但仍有許多挑戰尚未解決，尤其是供應問題。

未來：海洋藥物的創新與潛力

海洋藥物的供應不易，尤其是許多位於深海的物種。一種替代方案是生產半合成藥物。事實上，對大多數天然化合物來說，不需要保留完整結構，而是保留具備特定作用官能基的結構部分。因此基於天然化合物本身進行修飾（或稱改質）不只能提高結構變異性，有時也更符合成本考量。而人工智慧技術的突破，也將有助於科學家預測天然產物的化學結構如何影響其活性以及哪種大分子可能是其生物學靶標。

另一方面，由於技術上的限制，人們對於深海的了解尚淺，導致其製藥潛力缺乏發現。但許多深海環境中的無脊椎動物，由於天敵少，大多沒有明顯的物理防禦能力和免疫系統，而是使用化學防禦來取代。有趣的是，這類天然化學產物許多具有與藥物分子相似的特徵，且相較於陸地生物來說，特定門類具有針對人類疾病更精確的生物活性。

海洋生物技術是大型海洋產業中的利基領域；然而，它已成為一個不斷發展的研究領域，預計到2030年，海洋產業將超過全球經濟的成長，預計創造4,000萬個全職或同等工作。隨著人們對攻克抗生素抗藥性、癌症與抗發炎藥物的需求日漸龐大，海洋或許將成為突破困境的最終方向。

資料來源:NewsMedical

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