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世紀大疫流竄兩年，提起新冠病毒（SARS-CoV-2）人們腦海中浮現的是充斥著口罩、酒精、肥皂泡的日子，以及Ct 值、R₀ 值、PCR、ACE2、中和抗體效價、T 細胞免疫等原本遙遠，如今卻是比「主題標籤」（hashtag）更引人注目的專有名詞。

此外，還有許多讓人呢喃如巫的各種抗病毒藥劑，奎寧（quinine）、甲磺酸卡莫司他（camostat mesylate）、瑞德西韋（remdesivir）、洛匹那韋∕利托那韋（Lopinavir/ritonavir）、法匹拉韋（favipiravir）等，彷彿是人們在一夕之間闖入了作家筆下的魔法與巫術世界，差別僅是這些在身體最微小尺度下作戰的「魔法」不來自魔杖，而是泰半源於積累著數億年演化經驗的海洋。

源於海洋的「魔法」

「一半的抗病毒藥物來自海洋，不過海洋藥物可不只有抗病毒。」安泰醫院的蔡宗昌院長指出，從苔蘚蟲、芋螺、珊瑚、海綿、被囊類（海鞘）、鞭毛蟲、細菌、矽藻、海藻、甲殼類等生物身上萃取出的天然化合物，在抗發炎、抗癌症的領域更是大放異彩。

蔡宗昌院長在今（2021）年度的科普論壇演講中介紹，現代海洋藥物起源於美國分子生物學家博格曼（Werner Bergmann）和飛聶（Robert J. Feeney）， 於1950年代對加勒比海海綿（Tectitethyacrypta）的研究，發現了「海綿尿核苷」（spongouridine）及「海綿胸苷」（spongotimidine）這兩種阿拉伯糖苷類化合物。

當時的研究發現，這兩種化合物能誤導生物系統將其視為是核苷酸（nucleotide），進而影響後續DNA的複製。在此基礎上，二者發展成重要抗病毒藥物阿糖腺苷（vidarabine, Ara-A），以及抗癌藥物阿糖胞苷（arabinosylcytosine, Ara-C）的先導化合物。

阿糖腺苷在1955年經美國食品藥物管理局（U.S. Food and Drug Administration, FDA）批准用於治療眼單純皰疹病毒感染，成為第一個抗病毒的海洋藥物，同時也是首個由海洋天然物衍生而來並成功上市的藥物。

此後，1956年Ara-T的全合成完成，研究團隊在此基礎上開發出針對愛滋病與其他病毒的藥物，成為核苷類抗病毒藥物的先驅，也開啟了海洋天然藥物的研究先河。如今，在與急性淋巴性白血病、愛滋病、C型肝炎、皰疹病毒、流行感冒、登革熱的戰役中，都可以見到海洋藥物的身影。

如同大海撈針！從海洋找尋合適的藥物

不過滄海茫茫，要怎麼樣才能找到對症下藥的一粟呢？蔡宗昌院長以中國海洋試點國家實驗室為例，該實驗室利用人工智慧（artificial intelligence, AI），對天然物分子、上市藥物的有效成分進行分子對接、分子動力學模擬，並比對病毒基因序列分析後建立的蛋白質結構資訊，確認藥物篩選靶點，能從上萬種候選天然物中迅速找到可能的目標天然物，大幅提升試驗前期的效率。

蔡宗昌院長也介紹了美國利用海洋天然物資料庫（marine natural product library），將病毒蛋白酶的靶點以藥效基團（pharmacophore）模型、分子對接計算（molecular docking）處理，成功從1萬4000多種化合物中，篩選出17種學理上能抑制SARS-CoV-2蛋白酶的化合物來進行後續試驗。顯見在摩爾定律（Moore's law）的加持之下，數以萬計的海洋藥物正逐漸解放在醫學上的潛能。

演講尾聲有聽眾問及，在海洋天然物已經有數種抗病毒藥物上市的情況下，能否以雞尾酒療法，來對抗新冠病毒？蔡宗昌院長回覆道，海洋藥物效果雖好，但最主要的困難仍是「量」的問題。一款藥物若要商轉，前提是它必須先能被大量生產，而要生產一定要有辦法人工合成；除了藥證審核嚴謹、取得困難之外，藥物效果也需要勝過既有藥物才會有人投資，種種困難造成海洋藥物的商轉機率較低，也因此目前有許多天然化合物都還沒辦法商業化、上市。……【更多內容請閱讀科學月刊第623期】