财讯：借助超算“向海问药”，中国海洋药物筛选准确率超60%

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“蓝库”预计将不断涌现出创新成果。 来自海藻的讲究药能治疗老年痴呆症(俗称“老年痴呆症”)吗？ 中国工程院院士管华诗科学研究小组参与开发的新药“锰寡糖二酸( gv-971 )”于今年7月顺利完成了3期临床试验，为全球老年痴呆症患者带来了“福音”。 这种新药是从海藻中提取的海洋低聚糖类分子。 海洋天然产物的特殊结构和生物活性，对肿瘤和神经疾病等疑难病症的治疗有特殊效果。 今年79岁的管华诗致力于海洋药物开发近40年，领导科研团队建设“蓝色药库”。 他们用超计算技术处理海洋新药筛选难度高的“掐脖子”问题，应用中医理论指导新药的开发显示了惊人的效果。 “蓝库”预计将不断涌现出创新成果。 海洋负荷治疗的疑难病症希望人类主要生活在陆地上，开发的药物主要来自陆地，但多采用有可能产生耐药性。 于是，人们把眼球对准广阔而深邃的大海。 中国海洋大学医药学院副院长吕志华认为，为了在深海环境中生存和繁殖，海藻、微生物、鱼类等深海生物进化出独特的基因，在耐寒、耐热、耐高压下，产生结构变化、活性多样的海洋天然产物，它们对现代创新药物开发至关重要 管华诗说，人类已经发现了3.5万个海洋天然产物。 其中一半以上有生物活性，远远高于陆地动植物天然物的生物活性，还有很多未知的海洋天然物。 因为这片海洋可以提供大量的药物领袖化合物。 但是，迄今为止，只有13种海洋新药上市，海洋生物医药产业潜力巨大。 在已经上市的13种海洋新药中，中国是其中之一管华诗为1985年开发的海藻酸双酯钠( pss )做出了贡献，是从天然海藻中提取的多糖硫酸酯类药物，用于缺血性心、脑血管疾病的防治。 记者在采访中知道，成功上市的海洋药物很少是海洋生物难以获得的，需要科学试验船和先进的深海采样装备的支持。 二是研发难度大，海洋天然产物结构多复杂，含量极少，规模化制造难度大。 三是研发历史悠久，从天然物到活性化合物、先导化合物、候补药，再到3期临床试验，需要大量的人力、物资、财力和时间，任何环节出现问题都会“致死”新药。 进入21世纪后，海洋药物的开发和上市明显加快，在十几年中，8种海洋药物在美国fda (食品药品监督管理局)或emea (欧洲药品判断局)上市。 年，海洋药物世界市场达到86亿美元，成为蓝色经济快速发展的重要一极。 “近年来，海洋、化学、生物、医药等学科基础研究迅速发展，海洋装备技术不断进化，海洋生物医药进入了深度规模化开发的新阶段。 ”管华诗说 世界各国，特别是美国、日本和欧盟等国制定了相应的计划，拒绝拿出巨额资金开发海洋生物资源，可见海洋药物已经成为国际医药行业竞争的热点。 筛选难度高，超计算技术突破“掐脖”问题以来，管华诗科研团队致力于我国“蓝色药库”的建设，初步构建海洋生物资源库和海洋药物相关情况库，未来将是海洋小分子药物、海洋糖类药物、海洋 在“蓝色药库”的开发中，管华诗领导的中国海洋大学医药学院从事基础研究，青岛海洋生物医药研究院从事产业化，临床试验和上市宣传交给合作公司。 青岛海洋生物医药研究院与正大制药(青岛)有限企业设立了总规模50亿元的“中国蓝色药库开发基金”，初步形成了海洋药物开发的全连锁。 青岛海洋生物医药研究院首席科学家杨金波说，海洋生物样品资源非常宝贵，天然产物含量极少，往往只能进行非常有限的实验。 在明确具有药用价值之前，通常不会进行大规模的人工调制。 海洋天然物结构多，复杂，难以人工制造，价格高，没有药用价值的话，大规模制造产品是徒劳的。 在这种情况下，海洋药物的筛选精度低于20%。 在建立“蓝色药库”的过程中，青岛海洋生物医药研究院利用超计算技术致力于海洋药物筛选困难的“掐死”问题。 他们建立了包括约3万个海洋天然产物的三维结构数据库，初步建立了美国食品药品监督管理局发布的所有药物分子靶向数据库。 “我们依靠青岛、济南和无锡的超计算资源和建立的数据库资源，对海洋产物的三维结构和药物分子的目标数据进行比较计算，像《钥匙》和《钥匙》一样进行比较计算。 ”杨金波说 专家说，过去是对微量海洋天然物特定疾病的扫盲，应用超计算技术是大数据的计算和匹配，该技术将海洋药物的筛选精度从不到20%提高到60%以上。 根据记者的采访，随着该技术的反复升级，将来可以根据药物分子的靶向数据自动生成可以治疗该病的化合物结构，然后大规模人工制造新化合物，开展新药开发和临床试验 应用中药理论指导海洋新药开发的显著效果管华诗告诉记者，为了治疗老年痴呆症，16个国家130多种药品的实验失败了，gv-971之所以能成功是在中医理论的指导下开发的，疗效是 这种药品不仅可以调节头部海马体，还可以调节肠道菌群的失衡，重建机体的免疫稳定性，以减少脑内神经炎症，阻止老年痴呆症的发展。 专家认为，gv-971的新奇作用模式和独特的多用途作用特征，有望为老年痴呆症药物开发开辟新途径，引领海洋糖类药物开发的新浪，促进中药理论与海洋创新药物开发的深入融合，我国创新药物研究 继治疗老年痴呆症的新药之后，管华诗院士团队计划推出治疗结肠癌的bg136和抗hpv病毒的tgc161两种海洋新药，其中bg136是从南极冰藻中提取天然产物开发的，计划明年年底申报临床 “通过分解国内外开发上市的海洋药物的结构优势，以糖为基础的海洋药物占有很大的比重，海藻酸双酯钠( pss )和gv-971都是海洋糖类药物，bg136和tgc161也是糖类药物， “中国海洋大学医药学院院长于广利说，海洋糖类药物是我们努力的重要方向。 “众多科学研究力量齐全的除了管华诗领导的中国海洋大学科学研究小组外，国内还有很多科学研究力量致力于海洋生物医药的研究开发，其中自然资源部第三海洋研究所、中国科学院海洋研究所和中山大学等科学研究院和大学都是海洋 自然资源部第三海洋研究所研究员杨献文领导的科学研究小组依靠中国海洋微生物菌种保存管理中心研究库存中2万多株深海微生物。 与某制药企业合作，通过比较肝癌、宫颈癌等5种癌症，从深海微生物中发现抗肿瘤先导化合物。 现在他们完成了700多株微生物的发掘工作，从中发现了具有良好开发应用潜力的先导化合物。 由中国科学院海洋研究所史大永研究员领导的课题组致力于糖尿病治疗。 蛋白酪氨酸酶1b(ptp1b )是胰岛素信号转导通路中重要的负调控因子，成为治疗2型糖尿病的非常有魅力的靶点。 “我们开展了13种海藻活性成分的分离、鉴定和结构优化研究，建立了溴类化合物生物活性新闻库。 史大久保说，进行溴系化合物库的酶水平、细胞水平的体外活性筛选，发现了12种具有强ptp1b抑制活性的化合物。 其中，以天然溴化物bpn为先导、结构修饰的化合物“海普诺”不仅结构新颖，而且对ptp1b具有更强的抑制活性，可用于治疗2型糖尿病和肥胖。 原创新药在中国药品数量中的比例一直很低，海洋生物医药是中国追赶原创新药国际水平的新机遇。 专家认为，中国海洋生物的化学、生物学、生态学和药理学等多方面的基础理论研究依然薄弱。 “国内海洋药物研究多停留在初级代谢产物的研究开发阶段，必须重视海洋生物的基础研究，集中开发多学科交叉、具有重要生理活性和药物形成前景的新药先导化合物。 ”史大久保说。 无论是立项、投资、药物开发还是销售宣传，公司都应该是海洋药物开发的主体。 目前，中国关于海洋生物医药的研究大部分由大学和科学研究院完成。 专家认为，中国有转换前景的海洋药物研究开发项目虽然有很好的科学研究基础，但由于缺乏必要的工程化研究和中试实验等产业化前期研究，因此无法长时间转换。 大学和科学研究院虽然有科学技术开发的实力，但对市场往往不如公司敏感，应该加快产学研合作，把好成果转化为新药。 管华诗建议全国形成海洋药物开发互利共赢的合作机制。 比如实施“蓝色药库”大科学计划，聚集全国最优秀的海洋科研力量，加强工程化、产业化开发平台建设，结合最先进的团队共同创新，形成海洋药物开发全链。 (原标题我国科学家正在探索打开“蓝色药库”密码)(本文来自澎湃信息，越来越多的原始信息请下载“澎湃信息”APP )