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海洋教育Podcast系列》海資系主任鄭源斌談「海洋天然物-生醫新藥開發之應用發展」

魚兒穿梭在美麗的珊瑚與海葵間,是印象中的海底美景,然而,其中卻蘊含海洋藥物與生醫科技應用。國立中山大學海洋生物科技及資源學系主任鄭源斌至教育部國立教育廣播電台分享「海洋天然物-生醫新藥開發之應用發展」,暢談海洋新藥開發與其中研究歷程。

鄭源斌表示,海洋天然物的新藥開發對於人類歷史是相對近代才開始研究的,隨著現代生醫科技及潛水技術的發展,藥物開發題材從陸地上的藥草,擴及到了海洋生物。在方法學上,海洋藥物的研究其實跟陸地植物、中草藥研究是相同的,差別在於研究題材。他提到,研究過程中,絕大部分的心力會投入在題材篩選上,如何在眾多海洋生物中尋找具有特定藥效成分的生物?鄭源斌說,藉由文獻搜索跟生物鑑種能了解,某種屬生物可能的化學成分,及化學成分所具有的藥效,配合化學儀器如質譜儀、核磁共振的圖譜也可簡單了解這個萃取物可能會有的化學特徵,藉此加以評估。

目前主要作為研究題材的海洋生物為固著性無脊椎生物,如珊瑚、海綿、海鞘等生物,由於無法移動逃避掠食者,因此固著性無脊椎生物會分泌毒素,藉此不被動物吃掉,跟植物為了防止被昆蟲、草食性動物吃掉而會含有毒素是相同的保護機制。而這些有毒的成分中可能具有抗癌、抗菌與抗病毒的能力,藉由活性篩選,找出可以應用在藥物的成分,便是海洋藥物的開發過程。

他提到,海洋天然物存在許多限制,舉例來說,若生物原本生長在24至25度的環境,拿到陸地可能容易受到溫度破壞,海洋藥物較大的開發困難便是相比於陸地的天然物更容易變質,可能辛苦採集後,一兩個禮拜就氧化、分解,因此需要特定的儲存方法,保存上相對困難。此外,因海水具有鹵素,因此海洋天然物中容易發現含有鹵素的化合物。化合物若接上鹵素,通常活性會變好、毒性會增大,這是海洋天然物的特性。

針對海洋生物採集,鄭源斌提到最早的研究是潛到海裡採集,隨著環保意識抬頭,希望保護珍貴的珊瑚、海綿資源,因此慢慢發展出一套養殖的方式,在魚缸中模擬海水的溫度、pH值等,藉以養殖海洋的無脊椎生物。例如目前海資系與海生館便合作皮軟珊瑚養殖技術,可應用在面膜跟傷口塗料開發。他表示,養殖成本及難度高,也並非每一種生物都能成功,例如有些物種生活在海底火山口,有時很難完全模擬特定海洋環境。除了養殖之外,另一種方法是研究海洋生物裡面的共生菌、共生藻,若能分離這些共生菌,就可以利用發酵培養的方式來大量獲得這些天然物,相對採集或養殖也更快速、有效並具經濟效益。

鄭源斌認為,不同研究領域的碰撞可以發揮彼此的特色,大學時就讀化學系的他,碩博士班時進入中山大學海資系,學習將海洋天然物應用到生醫領域或藥物開發。珊瑚與海綿是中山海資研究多年的領域,鄭源斌因緣際會開始研究俗稱鈕扣珊瑚的「菟葵」,是珊瑚與海葵的親戚,會分泌有毒物質禦敵。研究不同屬的菟葵可發現許多成分與不同活性,例如蛻皮激素可以抑制登革病毒,他也因此獲得科技部吳大猷先生紀念獎。

鄭源斌說,研究過程中會遇到不同瓶頸,需要各領域專家共同合作,例如鑑種養殖、藥效評估。而不管是植物、動物或微生物題材,獲得天然物的成分後需要進行活性篩選,如果幸運找到化合物特有的活性時,就會進行臨床測試。鄭源斌提及,將天然物分離出來需要耗費數年時間,藥物自開發到上市常需要10年以上,每種藥物的開發都是經歷一連串的淘汰以及漫長的時間才得以成功。

為促進海洋相關知識及議題的普及,國立中山大學與國立教育廣播電台合作推出海洋教育系列訪談節目,希望藉此讓大眾更認識海洋。教育部國立教育廣播電台高雄分台「Tea Time時光」https://www.ner.gov.tw/program/5a83f4eac5fd8a01e2df0157/

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