探索海洋药物“新希望” 青岛创建“中国蓝色药库”

  海洋是生命的摇篮,资源的宝库,蕴藏着极为丰富的海洋药用资源,堪称一个巨大的“蓝色药库”,海洋药物是海洋给予人类最珍贵的馈赠。

  党的十九大报告中提出,人民健康是民族昌盛和国家富强的重要标志。习近平总书记强调,要提高海洋开发能力,扩大海洋开发领域,让海洋经济成为新的增长点。而海洋生物医药是我市重点培育的战略性新兴产业之一。

  青岛海洋科学与技术国家实验室学委会主任、青岛海洋生物医药研究院院长管华诗院士表示:“新时代,我们更加期待,海洋药物成为带领我国创新药物率先走向国际舞台的引领力量之一,海洋药物攻克人类疑难病症、创造美好生活的宏伟愿景将加速呈现。”

  据了解,依托海洋国家实验室的协同创新平台,“中国蓝色药库”雏形已在青岛初步显现,为海洋创新药物的研究开发奠定了独特的资源基础。

青岛海洋科学与技术国家实验室。(资料图)

  海洋药物已成国际新药研发最新热点

  “海洋生物资源是目前最具新药开发潜力的资源,海洋创新药物的研究开发已经成为国际新药研发领域的竞争热点。”海洋国家实验室海洋药物与生物制品功能实验室主任吕志华告诉记者,自20世纪以来,人类疾病谱发生了重大改变,恶性肿瘤、心脑血管疾病、病毒感染性疾病以及神经退行性疾病等对人类健康构成了严重威胁,而海洋药物将成为人们治疗现代疑难病症的新希望。

青岛海洋科学与技术国家实验室。(周光辉 摄)

  海洋作为地球上最大的生态系统,海洋生物物种的丰富度远高于陆地生物。海洋具有高盐、高压、缺氧、缺少光照等特殊环境,因而海洋生物在生长和代谢过程中产生了大量具有特殊化学结构、独特生理活性和功能的物质。人们已经从海洋生物中发现了3万余个海洋天然产物,其中50%以上具有各种生理活性。世界范围内对海洋药物的研究始于上世纪40—50年代,60—70年代开始掀起热潮。如今,世界各国对海洋药物研发的投入都是大手笔,美国国立卫生研究所的海洋药物研究资金持续增加,与合成药、植物药基本持平;日本海洋生物技术研究院及日本海洋科学技术中心每年用于海洋药物研究开发的经费有1亿多美元;欧盟每年用于海洋药物研究开发的经费也近1亿美元,而广阔的市场前景也让世界各个大型医药公司纷纷致力于海洋药物研究。

  多学科交叉融合是海洋药物研发的关键

  然而,当前海洋药物在整个医药领域所占的比重仍然较低,目前全世界批准上市的药物有几千种,但海洋药物只有13种。这主要是因为在海洋药物研发中,获取资源相对困难,研究手段也受到了限制。

青岛海洋科学与技术国家实验室。(周光辉 摄)

  据吕志华介绍,深远海和极地蕴含着更丰富而独特的生物资源,更有利于药物先导化合物的发现。但鉴于现有技术水平,人们难以从深远海获得足够的用于药物研究的生物资源,给新药研究带来严重影响。另外,新药的研发需要长期、大量的资金投入。例如,最知名的海洋抗癌药物“曲贝替定”从发现海鞘的提取物具有较强的抗癌活性,到最终完成临床试验直至上市应用,历经近40年。在这个过程中不仅需要多学科的交叉合作,还需要大量的经费支持才能完成。当前高校及科研机构主要是以课题组的形式进行前期研究,而后期药物的转化、上市,则需要以医药公司为主导,每年投入高达几十亿的研发经费让很多企业止步不前,不能保证新药研发的持续开展。

  “在整个药物创新链条中,化学、基础生物学、医学等学科的地位举足轻重,因此需要各学科队伍深入融合交流,完善海洋科技创新链条,从而服务海洋药物研究开发,但多学科交叉融合的研发队伍不足是国际普遍现象。”吕志华说。

  创新机制调配全球资源破解研发障碍

  作为我国首个获批试点运行的国家实验室,海洋国家实验室全新的运作模式,将突破这种研发障碍。

青岛海洋科学与技术国家实验室外景。(周光辉 摄)

  据介绍,海洋药物与生物制品功能实验室是海洋国家实验室的八个功能实验室之一,依托中国海洋大学,联合中科院海洋研究所、中国水产科学院黄海水产研究所等单位共同组建,以海洋生物资源为基础,针对危害我国人民生命与健康的重大疑难疾病的预防与治疗,开展海洋创新药物与高端海洋生物制品的研究开发。目前实验室共有固定研究人员69人,围绕五个研究方向进行科研攻关。其中,海洋创新药物研究与开发方向的学术带头人是我国现代海洋药物研究的奠基人管华诗院士。

  “我们将汇聚各创新优势单元力量,驱动中国蓝色药库开发。”据吕志华介绍,以蓝色生命重大战略任务为指引,海洋国家实验室正在有倾向性地面向国内外招募高水平科研及技术人才;目前已搭建起的科学考察船共享平台,为海洋药物学家进入深远海探索和获取药用生物资源提供了更多的机会;创建的海洋创新药物筛选与评价平台,在肿瘤、心脑血管、代谢疾病等领域建立了分子、细胞和动物水平的药物筛选模型和功能评价体系,加速了海洋药物的研发进程。

青岛海洋科学与技术国家实验室内景。(周光辉 摄)

  作为其中一个重要的创新研发单元,二元化法人治理架构的青岛海洋生物医药研究院是我市海洋生物医药产业的典型代表。该研究院组建起了多学科交叉的骨干研发队伍,天然产物化学、合成化学、有机化学、生物学、制剂学、工程学等专业互补性强。灵活开放的创新平台,吸引了国内外高层次人才加盟,目前已先后整建制引进美国何增国博士微生物工程团队和美国克利夫兰医学中心杨金波教授的肿瘤药理学团队,并与海大、海洋国家实验室共同签约美国“三院院士”乔治·斯坦科为战略科学家。研究院通过强化工程化开发,全面布局“青岛海洋生物医药聚集(310)开发计划”,在抗肿瘤、抗心脑血管、糖尿病、抗抑郁等10个领域研发新药,并承担30多项海洋大健康产业项目。它见证了我市高水平现代海药、糖工程药物、海洋中药、功能制品和药物筛选等技术体系的基本形成。

  发现1000多个新结构海洋天然产物

  开放的协同创新平台,灵活的人员管理模式,多方资源汇聚使海洋药物研究的“难关”被一点点突破。

青岛海洋科学与技术国家实验室专家公寓及会议中心。(周光辉 摄)

  据海洋国家实验室超算平台主任魏志强介绍,我国海洋科研领域运算速度最快的高性能科学计算与系统仿真平台——P级“超级计算机”已成功应用于海洋药物筛选。截至2017年底,超算平台已经初步完成了对893个药物靶蛋白中的170个抗肿瘤靶点的虚拟筛选。

  据吕志华介绍,海洋药物与生物制品功能实验室在海洋糖类药物研究中始终处于国际领先水平,由实验室早期研究发现,在中科院上海药物研究所和上海绿谷制药有限公司的大力推进下,抗老年痴呆海洋候选新药971即将完成Ⅲ期临床研究,期待能够取得预期的临床效果。近年来实验室发现新结构海洋天然产物1000余个,占全国的1/3、全世界的1/10;获得了一批结构新颖的高活性抗肿瘤、抗病毒等先导化合物,海洋天然产物化学研究水平和产出均已跻身世界前列。以采集的海洋药用生物资源、分离获得的化合物为基础,构建了我国首个海洋药用生物资源基础库,形成了“中国蓝色药库”雏形,为海洋创新药物的研究开发奠定了独特的资源基础。

2017年12月开建的青岛海洋国家实验室东部园区效果图。

  “在长期开发‘蓝色药库’的过程中,我们认识到,将海洋生物资源推向海洋生物医药产业终端产品过程的核心,就是把已发现的资源加速形成创新、实用的产业成果。”管华诗认为,40多年来,以海洋生物药用资源为物质基础,我国的科技工作者做了大量卓有成效的工作,为培育海洋生物医药产业这一现代海洋新动能形成海洋经济支柱产业,奠定了坚实的理论、技术和成果基础。而“蓝色药库”的开发,有望成为引领新旧动能转换的主导力量之一。

  在青岛海洋生物医药研究院的“十三五”规划中,有一个目标是“催生千亿级的海洋生物医药产业”。“海济苍生”的蓝色梦想将率先在青岛实现。(青岛日报/青岛观/青报网记者 王娉)

(责任编辑:黄海霞)
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