1700247740
1700247741
2000年,这项议题迈出了重要的第一步,超过130个国家和地区初步同意遵守《卡塔赫纳生物安全议定书》(Cartagena Protocol on Biosafety),这项公约授予各国限制转基因产品进口的权力。该议定书同时也设置了生物安全信息交流中心(biosafety clearing house)来发布相关的国家政策信息。差不多在同时,美国国家科学院邀集另外五国(巴西、中国、印度、墨西哥、英国)的科学院,以及第三世界的科学院,一起支持转基因作物的开发。他们对于风险评估以及核发执照提出建议,并强调发展中国家有必要更进一步研究并投资。
1700247742
1700247743
源自天然的药物
1700247744
1700247745
不论有没有基因工程做诱因,医药界都是另一个随时等着要攫取生物多样性宝藏的领域。制药业目前已从野生生物体内抽取到大量有用成分。在美国,药局调剂的处方药中,约有25%萃取自植物,另外还有13%源自微生物,3%源自动物,加总起来约达40%。更令人印象深刻的是,最主要的10种处方药中,有9种药品中含有萃取自生物的成分。这么一群相对来说占少数的天然产物,商业价值竟然如此巨大。据估计,1998年的非处方药市场中,源自植物的非处方药收入在美国就占了200亿美元,在全球更高达840亿美元。116
1700247746
1700247747
然而,即使潜力如此明显,生物多样性资源真正被运用到医药上的,只有极微小的一部分。这个范围到底有多狭窄,从子囊菌类(ascomycete)在细菌引起的疾病治疗中的主导地位,就可看出端倪。虽然科学家研究过的子囊菌只有3万种,占所有已知生物的2%,但是在目前使用的抗生素中,子囊菌的贡献却高达85%。它们的利用率其实比起这些数字所显示的要低得多:被人发现并命名的子囊菌种类,大概只占总数的10%不到。开花植物也同样被人忽略。虽说很可能超过80%的开花植物都已拥有正式学名,但是其中只有3%的植物其生物碱成分被分析过,而生物碱是经证明对癌症及许多其他疾病最具疗效的天然产物之一。
1700247748
1700247749
野生生物的药用价值可以用一种进化逻辑来理解。在生命进化的历程中,所有生物体内都会进化出身体需要的化学物质,用来抗癌、杀死寄生虫,或击退天敌。发明这套设备的突变和天择,是一段无止境的试错过程。在漫长的地质年代期间,数亿种生物以无数个体的生与死作为筹码,才进化出现今这群经历突变与天择的胜利者。人类已经学会去参考它们,以编成我们自己的药典。
1700247750
1700247751
如今,抗生素、杀真菌药、抗疟疾药、麻醉剂、止痛药、凝血剂、抗凝血剂、强心剂和心律调节剂、免疫抑制剂、人工荷尔蒙、荷尔蒙抑制剂、抗癌药、退烧药、消炎药、避孕药、利尿剂、抗利尿剂、抗忧郁药、肌肉松弛剂、发红剂、抗充血剂、镇静剂以及堕胎药,全都任我们使用,而这些都是源自野生的生物多样性。
1700247752
1700247753
发现新药之路
1700247754
1700247755
开创性的新药很少是纯粹由分子生物学及细胞生物学的研究而来,虽说这些科学对于疾病最基础的成因,往往有非常详尽的理解。相反,发现新药的路径通常是倒过来的:药物最先被发现时,多数还存在于生物体内,然后科学家才进一步追踪它们的活性来源,直到分子与细胞层面。接下来,基础研究才登场。
1700247756
1700247757
新药发现的第一线曙光可能来自数以百计的中国传统药方中,或者是在亚马孙巫医使用大量药物的仪典上发现的,也可能由一名原先完全不知晓它的医药潜力的实验室科学家,无意间观察到的。
1700247758
1700247759
现在更常出现的状况是,借由随机筛选植物与动物组织来刻意寻找新线索。如果得到阳性反应,譬如,能抑制细菌细胞或癌细胞,科学家便会将关键分子分离出来,然后在动物身上进行大规模的操控试验,之后,再(谨慎地)用到人类志愿者身上。如果试验成功,关键分子的原子结构也已经揭晓,便可以在实验室中合成该物质,接着是商业合成,这个步骤通常比直接从生物来源萃取便宜许多。在最后这个步骤,天然化学物质可以作为科学家开发新型有机化合物的原始模型,让他们东加一个原子,西减一个化学键。如此得来的新衍生物中,有些比它们的天然原型分子还更具疗效。对于制药公司来说,同样重要的是,这些类似的衍生物也可以申请专利。
1700247760
1700247761
药理学研究的特色就在于意外的新发现。一个偶然的发现,不仅可能导致一种有用的药物诞生,甚至可能促进基础科学的进步,日后衍生出其他的成功药物。
1700247762
1700247763
举例来说,某次例行的筛检发现,有一种奇怪的真菌生长在山峦起伏的挪威境内,能够制造强力的人类免疫系统抑制剂。当这种分子从真菌组织上分离出来后,证明是有机化学家从未见过的复合分子。此外,它的功效也无法用当时的分子及细胞生物学原理来解释。
1700247764
1700247765
但是它对医学的重要性倒是明显得很,因为在进行器官移植时,人体对于外来组织的排斥作用势必得加以抑制才行。于是,这种命名为“环孢菌素”(cyclosporin)的新物质,从此便成为器官移植中不可或缺的部分。同时,它也开辟了关于免疫反应分子的新研究路线。117
1700247766
1700247767
箭毒蛙的故事
1700247768
1700247769
这类在博物学上发生的令人意外的事件,会导致重大的医学突破,这简直就可以写成科幻小说——只是科幻小说并非真实事件。其中一位主角是产于中美洲和南美洲的有毒的箭蛙,它们在分类上属于箭毒蛙科(Dendrobatidae)的箭毒蛙属(Dendrobates)和叶毒蛙属(Phyllobates)两个属。小巧得可以蹲踞在人的手指甲上的箭毒蛙,一向是陆栖动物展示馆里备受欢迎的娇客之一,因为它们的体色极为美丽:这40种已知的箭毒蛙,全身披覆着各种图案的橘色、红色、黄色、绿色,或蓝色,底色则通常是黑色。在它们的天然栖息地里,箭毒蛙慢吞吞地跳跃着,而且对于潜在天敌的逼近也是一副满不在乎的模样。
1700247770
1700247771
在训练有素的博物学家眼中,箭毒蛙的沉稳表情正是一大警告,因为观察动物行为有一大通则:如果你在野外撞见一种小型、未知而且美丽非凡的动物,它很可能就是有毒动物;如果它们不只漂亮而且还很容易捕捉,那么它们极可能具有致命的剧毒。
1700247772
1700247773
结果发现,箭毒蛙的背部有个腺体能分泌强力毒素。毒素的强度随种类而异。例如哥伦比亚的叶毒蛙(Phyllobates horribilis,这个名字取得真是太妙了)118 ,一只叶毒蛙所携带的毒素足以毒死10个成年男性。居住在哥伦比亚西部,安第斯山太平洋沿岸森林中的两支印第安部落,Emberá Chocó以及Noanamá Chocó,会非常小心地将他们的吹箭尖端轻轻摩擦毒蛙的背,然后再将这些小东西放走,以便箭毒蛙继续生产更多毒素。
1700247774
1700247775
1970年代,化学家戴利(John W. Daly)和爬行类动物专家迈尔斯(Charles W. Myers)从一种类似的厄瓜多尔箭毒蛙(Epipedobates tricolor)身上采样,仔细观察箭毒蛙毒素。在实验室中,戴利发现,将极微量的毒素施加在老鼠身上,其作用类似鸦片类的止痛药,但同时又不具备典型鸦片剂的特性。它是否也不会令人上瘾呢?如果真是这样,该物质也许会是最理想的麻醉药。
1700247776
1700247777
戴利和手下的化学家,从箭毒蛙背部取出的混合液体中,分离并界定出该毒素,原来这是一种类似尼古丁的分子,于是他们命名为地棘蛙素(epibatidine)。实验证明,这种物质的镇痛效果是等量鸦片的200倍,但是很不幸,它的毒性也太强了,不适合应用在临床上。下一个步骤,是重新设计该分子。于是雅培实验室(Abbott Laboratories)的化学家,不仅合成了地棘蛙素,也合成了与它相近的数百种新型分子。在临床试验中,他们发现其中一种标号ABT-594的物质,能兼具各种理想特性。它和地棘蛙素一样,有镇痛作用,包括鸦片通常无法作用的一种因为神经受损所引起的痛觉。此外,ABT-594还有两项优点:它会令人警醒而非昏睡,同时也不具有任何呼吸系统或消化系统方面的副作用。119
1700247778
1700247779
科学发现与物种灭绝竞赛
1700247780
1700247781
箭毒蛙的故事还带有另一个关于热带雨林保护的警示。要不是箭毒蛙所生活的栖息地遭破坏,地棘蛙素以及它的衍生物,几乎是永远不会被发现的。等到戴利和迈尔斯继上次探访厄瓜多尔后,再次出发欲收集足够分析用量的箭毒蛙毒素时,这种蛙所生活的两座热带雨林,其中一座已被砍光,改种植起香蕉来。还好第二处栖息地仍然保持完整,他们总算能找到足够的箭毒蛙,收集到1毫克的毒液。技术加上运气,他们靠着那些微的量,界定出地棘蛙素分子,并在制药领域开创出一条康庄大道。
1700247782
1700247783
如果说,搜寻天然药物好比一场科学发现与物种灭绝之间的赛跑,一点都不夸张,尤其是在愈来愈多的森林倾倒、珊瑚礁白化之后。还有一个事件,把这个观点展露得更具戏剧性,这件事开始于1987年,植物学家伯莱(John Burley)前往马来西亚婆罗洲岛西北角的沙捞越地区,靠近伦乐(Lundu)的沼泽森林采集植物标本。他的旅程是美国国家癌症研究所赞助的众多搜寻新型抗癌与抗艾滋病天然产物的旅程之一。按照例行程序,小组遇到的每一种植物,都采集重约1公斤的果实、树叶及树枝。采下的样本部分送往国家癌症研究所实验室分析,部分送到哈佛大学植物标本馆,进行更深入的鉴定与植物学研究。
1700247784
1700247785
其中有一份样本采自一株高约8米的小树,编号是Burley-and-Lee 351。标本送回实验室后,它的萃取物照例要接受测试,看看对人工培养的癌细胞是否具有抵抗力。和大部分受测物一样,结果是没有反应。接着,它又接受下一关筛检,测试对艾滋病病毒的效力。这时,国家癌症研究所的科学家万分惊讶地看到,对Burley-and-Lee 351测试的结果是:百分之百对抗HIV-1感染所造成的细胞病变,基本上,就是可以让HIV-1停止复制。换句话说,标本中含有的这种物质虽然不能治愈艾滋病,但是可以解除艾滋病阳性患者病程中的发冷症状。
1700247786
1700247787
Burley-and-Lee 351被鉴定出是胡桐属(Calophyllum)植物,属于金丝桃科(Guttiferae)。于是采集队又再度前往伦乐地区,准备采集更多这类树木的成分物质,纯化出抗艾滋病病毒分子,并进行化学鉴定。然而树木不见了,可能被当地人砍来当柴烧或盖房子去了。采集队只好从同一座沼泽森林中,带回另一种同属植物,但是它们的萃取物对于病毒没有功效。
1700247788
1700247789
当时任职哈佛大学的胡桐属世界权威史蒂文斯(Peter Stevens),也参与解决这道难题。他发现,原来的那棵树属于一种罕见品种,是毛胡桐(Calophyllum lanigerum)的变种austrocoriaceum。第二次采集回来的样本则属于另一个种类,而这也说明了为何后者没有功效。伦乐地区再也采集不到austrocoriaceum的样本了。大伙开始全面搜索这种神奇植物,最后终于在新加坡植物园中采集到一些样本。
[
上一页 ]
[ :1.70024774e+09 ]
[
下一页 ]