來自海洋的藥物 Part 2
海洋不但色彩多變,而且充滿了生物的多樣性,因此才讓我們地球的海洋在宇宙間顯得如此獨一無二。但在這片看似資源是如此取之不盡用之不竭的大海,其實卻又是相當的脆弱。在生物圈彼此交互牽絆的狀態下,在人類這個物種最近百年來的大量開採後,已經使許多海洋生態系統出現近乎崩潰與瓦解的紅色警戒狀態。科學家們近來紛紛提出呼籲,若人類再不知道停止自己的貪婪,那麼最快在 2050 年,海洋中許多常見的魚種將進入枯竭的狀態;而在本世紀末以前,海洋將失去他自身的復原能力,屆時,即便投入再多的時間、金錢與精力,也將無濟於事。因此本系列文章除了介紹來自海洋中的化學物質之外,也將像「Discovery 頻道」或「國家地理頻道」一樣肩負起宣揚保護海洋的責任。因為我們的地球只有一個!
圖1. 美麗且具有豐富的生物多樣性的海洋(本圖為澳洲大堡礁海底)
海洋之所以重要,除了它是人類許多營養的來源、經濟與立國的基礎之外,更重要的是科學家們相信它蘊藏了許多對人類健康與醫療來說都是相當神奇的物質,那就是抗癌藥物與抗老化藥物。
誠如「來自海洋的藥物 Part 1」中所述,從海洋中許多物種體內都可以發現許多能應用在各個領域之中的化合物。這領域的應用也能在許多回顧性文獻當中找到,比如說 2000 年時曾有一篇針對具有藥理活性的論文被發表1;而在生物與化學多樣性方面,哪些微生物是具有潛力的議題也曾被探討過2。此外;來自海洋,並應用在化妝品產業中的藥物之論文也能被找到3;非傳統的天然來源用於未來藥物開發的文獻也被發表過4;具嶄新結構且擁有生物活性的小分子天然物的論文也能在資料庫當中被發現5,更別說其它應用在臨床醫學或是具有臨床開發潛力的相關化合物之論文了6。
此外,針對一些特殊疾病所進行的研究在海洋天然物當中也佔有相當重要的一席之地。對於癌症治療方面也有許多的化療藥物候選者是從海洋天然物當中分離得到7;抗腫瘤與細胞毒性化合物之文獻在 2000~2001 年也曾被發表8;具有抗腫瘤之海洋天然物,其反應機轉也能被找到9。同時,一些抗病毒用藥10、抗菌劑11、抗分支桿菌(antimycobacteria)用藥12也都包含在這個範疇之內。
近數十年來,一些擁有特殊作用的海洋天然化合物也在一些期刊中被熱烈的討論,比方說我們都知道細胞透過不斷的細胞分裂過程使自身成長。正常的細胞會有一個煞車程序,然而癌細胞就像失控了的車子一樣,並沒有一個煞車的程序,因此造成不斷的進行自身分裂,使腫瘤越長越大。然而,來自 Discodermia dissolute 的海綿中發現一種名為 discodermolide13 的化合物,它透過抑制人類細胞週期中的 G2 與 M 兩個階段,並穩定了有絲分裂過程當中的微管(microtubules),使得細胞分裂的程序被終止了,因此它變成為抗癌的潛力藥物14,15。根據研究指出,它對於多種細胞株的活性半抑制濃度(IC50)大約為 3~80 nM。它在抗胰腺癌藥物的臨床表現上相當的令人驚豔。在 1998 年時也開始進行商業化的生產,而 2004 年已進入到人體第一階段的臨床藥物試驗研究16。
圖2. 生產抗癌藥物 Discodermolide 的海綿(圖片來源:http://www.marinebiotech.org/discodermolide.html)
其它像是 curacin A17、agelasphin KRN700018、ecteinascidin 743、aplidine 與 kahalalide F19,20、amphidinolides (1986-2003)21、shark-repelling saponins mosesins 與 pavoninins22、lamellarins23與雙吲哚(bisindole)生物鹼 dragmacidins 及 hamacanthins24 等等從海洋生物中萃取得到化合物們也都被深入的探討。
當然,早先在一篇名為「Drugs from the Sea – Who are the producers?」的回顧性論文中就已經提出這樣的假說了。該文中提到這些從海洋中的無脊椎動物們體內的微生物,他們透過攝取或讓彼此成為共生系統,成為了這些具有生物活性的化合物的來源。25
總之,地球上的海洋總是會帶給人們許多意想不到的驚喜。姑且以一種較為低俗的經濟理論來說:若我們要請別人幫我們做事前,也得先給對方一些好處吧。如果我們想從海洋中獲取一些益處,那麼我們不應該也得要先將這瑰寶捧在掌心中好好保護嗎?
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