海洋生物科技的发展历程

海洋生物科技在研究、开发和利用海洋生物资源的过程中发挥重要作用。随着陆地资源的日益枯竭，包括中国在内的世界各国纷纷制定政策，大力开发海洋资源。美国国家科技委员会下属的基础研究委员会生物技术研究分委员会发表的《21世纪生物技术新前沿》指出，当今世界生物技术研究已进入“第二次浪潮”。除了与健康相关的生物技术领域，海洋生物技术是美国政府重点投资的四个领域之一。与此同时，在发展蓝色经济的过程中，中国政府把海洋生物技术列入国家“863”计划和“科技兴海”计划中，为海洋生物技术的研究开发提供了强大的动力。

历史上，“海洋生物技术”最早由Colwell等在1984年提出，目前其研究范围已经从早期采用分子生物学原理改变遗传因子、人工设计海洋生物性状等领域发展成为一门系统应用生物、化工、化学等学科知识全方位开发利用海洋生物资源的综合学科，是运用现代生物学、化学和工程学手段，利用海洋生物体、生命系统和生命过程生产有用产品的一门先进技术。由于海洋生物和海洋生态环境的多样性、特殊性和复杂性，海洋生物技术在生物遗传特性、生物制品、环境修复等方面的研究具有高度的复杂性和综合性，其研究成果是多学科综合运用的结果，涉及诸多技术手段和研究方法，对各种海洋资源的探索和开发利用起关键作用。

国际海洋生物普查计划（Census of Marine Life）是一项80多个国家2700多名科学家历时10年在全球尺度上评估和解释海洋生物分布、丰度和多样性的国际计划，其中31%的科研人员来自欧洲、44%来自美国和加拿大、25%来自澳大利亚、新西兰、日本、中国、南非、印度、印度尼西亚、巴西等国家。该项研究显示，全球海洋生物资源已经展现了广阔的发展空间，结合海水养殖、药物发现、海洋渔业的发展，海洋生物科技已经成为当今科技领域的一大热点。表3-1显示世界各国和地区海洋生物科技的重点研究领域。

表3-1　世界各国和地区海洋生物科技的重点研究领域

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注　信息来源：Kim S K.Handbook of Marine Biotechnology［M］.New York：Springer，2015.

一份关于海洋生物技术的全球战略报告（Marine Biotechnology：A Global Strategy Business Report）在回顾海洋科技市场及其发展趋势、主要增长点及主要产品和市场后得出的结论是，对任何具有海洋生物多样性的国家，通过海洋科技利用海洋资源应该是一个重要的目标，其中一个主要任务是在海洋生物中发现新的化合物，通过生物探勘技术的应用寻找酶、生物活性分子、生物高分子及其各种应用。海洋中存在着大量结构独特的化学物质，通过运用现代生化分离与分析手段以及细胞培养、DNA重组等技术，可获取大量低毒、高效的生物活性物质。

目前，海洋生物质的活性研究主要侧重于抗癌与抗菌等方面，具有生物活性的主要海洋生物资源是草履虫、海兔、海鞘、海绵、海藻及海洋微生物。日本海洋生物技术研究院及海洋科学和技术中心每年用于海洋生物活性物质开发的经费为1亿多美元，系统地对海洋微生物、藻类、海绵、芋螺、海参等多种海洋动植物和微生物产生的活性物质进行研究，其中对海绵和海藻类的研究最多。欧盟制订的海洋科学和技术计划重点资助“从海洋生物资源中寻找新药”，近年来已经发现450多个具有不同生物活性的新型海洋天然产物，其中31个化合物具有明显的抗肿瘤活性。

我国利用海洋生物资源入药治疗、健体强身的历史非常悠久，但现代海洋药物研究则始于20世纪70年代。在1997年启动的海洋高技术计划中，海洋药物的开发被列为重点，以沿海城市为中心形成科研、生产、开发、技工贸一体化的产学研用网络。在这个过程中，中国海洋大学开发出PPS系列产品甘糖酯、海通片、海力特，以及新近研究成功的具有抗艾滋病功效的国家一类新药聚甘古酯和对脑血栓后缺血性脑细胞有明显保护作用的国家一类新药D-聚甘酯等。中山大学从南海软珊瑚和海绵内提取、分离、测定了44个化合物的结构，又从珊瑚、海绵和海藻中分离出80多个萜类、甾醇、生物碱及其他含氮的新化合物等，发现了一系列新的萜类化合物，其中二倍半萜的发现在我国自然界尚属首次，还分离出9个自然界罕见的化合物，鉴定了存在于海绵和珊瑚中的100多种甾醇。这些海洋生物的次生代谢产物是研究海洋新药先导物的重要源泉。