二十年前在南极的一项深海发现可能成为未来黑色素瘤治疗的关键。而其来源?一个谁也想不到的东西:南极海鞘。确切地说,是一种由海鞘产生的细菌。
这种化学物质目前正在实验室小鼠身上进行研究,小鼠对其效果反应良好。虽然人体试验还有很长的路要走,但研究人员认为他们可能正在见证一些非凡的发现。
海洋物种如何蕴含治愈力量
当佛罗里达大学化学教授Bill Baker发现南极海鞘具有抗癌特性时,没有人知道这最终会在实验室研究中产生令人鼓舞的结果。但现在,Baker教授再次带领一支考察队,寻找他决心发现的治疗方法。这种海洋物种产生的细菌毒素——帕尔默毒素A(palmerolide A)在杀死黑色素瘤方面非常有效。鉴于黑色素瘤是死亡率最高的癌症之一,从海鞘中衍生出的治疗方法将是历史性的突破。
南极的水域很少被探索,其物种的医疗益处在很大程度上仍是未知的。©Mozgova/Shutterstock.com
有趣的是,研究人员收集的正是海鞘用于防御捕食者的相同毒素。在首次动物试验中,这种毒素没有杀死小鼠。但奇迹般的是,它确实杀死了黑色素瘤癌细胞。
然而,据Baker称,制造这种治疗方法并不容易。需要数百毫克到克级的细菌毒素才能制造出可用的药物。而且,产量太小,无法应用于任何医院环境。唯一的选择是在实验室中重新制造这种毒素,这本身就是一个巨大的工程。而这还不是唯一的挑战。
艰苦的南极考察
USF团队从南极考察归来,疲惫不堪。这次旅程本身就很危险,天气、海水温度甚至野生动物都增加了旅行的难度。到达后,团队不得不应对豹斑海豹、数英寸厚的冰层和极其寒冷的海水温度。为了到达海鞘,研究人员还需要一支经验丰富的潜水员团队。这支队伍由USF考察队的潜水安全官Ben Meister领导。这次考察由美国国家科学基金会资助,但主要挑战不是成本——而是大自然施加的恶劣条件。
南极海鞘并不是唯一被用来衍生医疗治疗的海鞘。©Esculapio / Creative Commons –Original
在每次潜水过程中,潜水员只能下潜到130英尺深。他们每次潜水仅限于30分钟,这为收集海鞘提供了很少的时间。这些冷水无脊椎动物附着在海床上,使它们难以找到。它们还喜欢斜坡表面,这样它们有最大的机会拦截由水流带来的营养物质。再加上南极海鞘生长极其缓慢这一事实。它们的低代谢率反映了它们生活的寒冷水域,导致繁殖率低。
为了寻找海鞘,团队还部署了遥控水下航行器(ROVs)。这些设备用于减少搜索时间并快速识别采集地点。这使得团队能够探索潜水员无法到达的深度,并绘制大型海鞘种群的地图。
癌症研究的时间表
尽管时间线很长,研究人员仍持乐观态度。随着治疗试验的进展,多个团队在DNA、化学和生物评估方面提供帮助。虽然目前没有具体的时间表,但在医疗界可以获得切实的治疗方法之前,可能需要数月甚至数年的时间。然而,USF研究人员有一个坚实的基础来构建这种潜在的治疗方法。
这也不是第一次从海洋物种中衍生出治疗方法。齐考诺肽(Ziconotide),也称为Prialt,是一种从锥螺(cone snail)毒液中提取的强大止痛药。它主要用于治疗慢性疼痛,对解决中枢神经系统问题非常有效。曲贝替定(Trabectedin),也称为Yondelis,专门用于治疗软组织肉瘤和复发性卵巢癌。这也来自一种在地中海和加勒比海发现的海鞘(Ecteinascidia turbinata)。
癌症试验需要极其严格的测试,这使得治疗批准过程更长。©H_Ko/Shutterstock.com
"超过一半的FDA批准药物源自天然来源。我们首先发现这种海鞘产生一种含有毒素的细菌,这种毒素能杀死黑色素瘤细胞而不伤害正常人体细胞。这种选择性在药物开发中至关重要,因为你希望在不伤害患者的情况下治疗疾病,"Baker代表研究团队的努力说道。
这也不是Baker的发现首次成功转化为医学治疗。他的考察已经为具有潜在应用价值的化合物申请了专利,这些化合物可用于对抗耐药性疟疾、癌症和抗生素耐药性感染。
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