金海曉,何山,朱鵬,陳娟娟,嚴(yán)小軍

寧波大學(xué)海洋學(xué)院　(寧波　315211)

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海洋藥學(xué)專業(yè)建設(shè)的思考

金海曉*,何山,朱鵬,陳娟娟,嚴(yán)小軍

寧波大學(xué)海洋學(xué)院(寧波315211)

摘要重大疾病時刻威脅人類的健康。來自海洋生物資源的結(jié)構(gòu)新穎的天然產(chǎn)物將成為開發(fā)新型藥物的突破口，新型藥物的研發(fā)需要高素質(zhì)的人才參與。寧波大學(xué)海洋學(xué)院開設(shè)海洋藥學(xué)專業(yè)培養(yǎng)海洋藥物研發(fā)人才和生物制藥產(chǎn)業(yè)技術(shù)人才。海洋藥學(xué)專業(yè)作為新興學(xué)科，基于化學(xué)和藥學(xué)的基礎(chǔ)知識，使學(xué)生掌握化合物的結(jié)構(gòu)特征、學(xué)會利用海洋藥用生物資源、掌握多種專業(yè)技術(shù)，包括分離純化、結(jié)構(gòu)鑒定、分子對接與結(jié)構(gòu)改造、藥理活性評價、藥物制備工藝、熟悉經(jīng)典海洋藥物的研發(fā)過程和新藥申報流程；采用多種學(xué)習(xí)方式構(gòu)建“早參與-多實踐-強能力”的培養(yǎng)模式訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新能力，強化專業(yè)英語的閱讀能力培訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和解決問題的能力。

關(guān)鍵詞海洋藥學(xué)；培養(yǎng)方案；實踐教學(xué)

人類仍然面臨著多種重大疾病的挑戰(zhàn)，包括心腦血管疾病和惡性腫瘤等缺乏特效藥物；老年性癡呆、帕金森癥、糖尿病等慢性疾病難以逆轉(zhuǎn)或根治；新型傳染病不斷出現(xiàn)。與陸地相比，海洋環(huán)境以高鹽、高壓、低溫、低營養(yǎng)、無光照為特征。海洋特殊的生態(tài)環(huán)境造就了海洋生物的多樣性。海洋生物具有很強的防御能力、識別能力和再生能力，以防范潛在的天敵的進攻、維持物種之間的信息傳遞和海洋共生菌的附著。為了實現(xiàn)這些功能，海洋生物代謝產(chǎn)生新型的結(jié)構(gòu)骨架和具有獨特生物活性的天然產(chǎn)物，這些新型化合物為藥物設(shè)計提供了可貴的分子模型，為海洋藥物的開發(fā)提供了重要的先導(dǎo)化合物庫[1]?，F(xiàn)在上市的藥物中，僅36%為完全人工合成發(fā)現(xiàn)，其余64%均來源于天然產(chǎn)物或基于天然產(chǎn)物來源化學(xué)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。陸地生物資源由于長期的持續(xù)開發(fā)利用已日益匱乏，而海洋生物資源因此成為人類研究開發(fā)藥物最后的資源寶庫。海洋藥物是歷史發(fā)展的必然選擇。

向海洋要藥成為21世紀(jì)各國在高技術(shù)領(lǐng)域競爭的一個熱點[2]。20世紀(jì)50年代，現(xiàn)代海洋藥學(xué)興起。美國率先開展海洋生物活性物質(zhì)研究，國家研究委員會(National Research Council，NRC)和國家癌癥研究所(National Cancer Institute，NCI)每年投入海洋藥物研發(fā)經(jīng)費各為5000多萬美元。美國國立衛(wèi)生研究所(National Institutes of Health，NIH)用于海洋藥物研究的資金占其總經(jīng)費的11%以上。全球發(fā)達國家陸續(xù)投身海洋藥物開發(fā)。日本海洋生物技術(shù)研究院和日本海洋科學(xué)技術(shù)中心每年用于海洋藥物研發(fā)的經(jīng)費超過1億美元。歐盟的“海洋科學(xué)技術(shù)計劃”對海洋藥物的年投入也在1億美元以上。海洋藥物的研究水平已成為綜合國力的重要體現(xiàn)。隨后各國相繼投入人力物力進行海洋藥物的開發(fā)。在60年代末70年代初，海洋藥物研究出現(xiàn)了第一個高潮，誕生了首批3個海洋藥物，即抗菌藥物頭孢菌素Cephalosporins，抗腫瘤藥物阿糖胞苷Ara-C和抗病毒藥物阿糖腺苷Ara-A。20世紀(jì)80年代，是海洋藥物研究的穩(wěn)定發(fā)展期，生物技術(shù)、分離純化技術(shù)及分析檢測技術(shù)等相關(guān)學(xué)科和技術(shù)的長足發(fā)展和進步，促進了海洋藥學(xué)的發(fā)展。在這一階段，發(fā)現(xiàn)了大量的結(jié)構(gòu)新穎的海洋天然產(chǎn)物，同時，海洋藥學(xué)研究對象開始由低等無脊椎動物和藻類向海洋微生物挺進。20世紀(jì)90年代，“藥源問題”成為困擾海洋藥學(xué)發(fā)展的“瓶頸”。但是，高通量藥物篩選技術(shù)、重組DNA技術(shù)、基因分析等新技術(shù)的出現(xiàn)，也為海洋藥學(xué)研究迎來新的契機。21世紀(jì)迎來了海洋藥學(xué)新高潮。鎮(zhèn)痛藥物芋螺毒素Ziconotide、抗腫瘤藥物ET-743和抗癌藥物大田軟海綿素Halaven三個新型海洋藥物成功上市。在國際海洋藥物研究大背景下，中國在20世紀(jì)70年代末也興起了海洋藥物研究開發(fā)熱潮。中國海洋大學(xué)的管華詩院士團隊在20世紀(jì)80年代首創(chuàng)我國第一個海洋藥物，治療心腦血管的藻酸雙酯鈉PSS，在20世紀(jì)90年代又發(fā)明研制了甘糖酯、海力特和降糖寧散等3個海洋新藥和藻維膠囊等5個系列的功能食品。

海洋藥學(xué)是在海洋藥物研究開發(fā)過程中逐步形成、發(fā)展起來的一門新興交叉應(yīng)用學(xué)科，是服務(wù)于海洋生物制藥這樣一個戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的。率先開設(shè)這個專業(yè)院校是中國海洋大學(xué)和中國藥科大學(xué)。國家對浙江省海洋經(jīng)濟發(fā)展非常重視，2011年國務(wù)院批復(fù)同意《浙江海洋經(jīng)濟發(fā)展示范區(qū)規(guī)劃》，標(biāo)志著浙江海洋經(jīng)濟發(fā)展示范區(qū)建設(shè)正式上升為國家戰(zhàn)略，成為國家海洋發(fā)展戰(zhàn)略和區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。浙江省海洋生物醫(yī)藥業(yè)產(chǎn)值占全國海洋生物醫(yī)藥業(yè)產(chǎn)值的38.3%，居全國首位。近年來活性物質(zhì)的提取利用技術(shù)、結(jié)構(gòu)對接與改造技術(shù)、生物工程技術(shù)、生物信息學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展為海洋藥物的新產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化提供了新的平臺和機遇。寧波大學(xué)承擔(dān)了多項國家863項目、國家自然科學(xué)基金，原有的生物工程專業(yè)設(shè)置有海洋藥物模塊。因此，筆者根據(jù)寧波大學(xué)海洋學(xué)院現(xiàn)有教學(xué)經(jīng)驗、師資水平和科技力量，制訂適合寧波大學(xué)學(xué)生的海洋藥學(xué)專業(yè)培養(yǎng)方案。

1辦學(xué)條件

寧波大學(xué)海洋學(xué)院現(xiàn)擁有教育部“應(yīng)用海洋生物技術(shù)”重點實驗室、浙江省“海洋生物工程”重點實驗室、寧波市“健康食品與海洋藥物”重點實驗室等一系列高層次學(xué)科平臺，平臺專用實驗室面積達5500平方米，儀器設(shè)備資產(chǎn)總值3000余萬元，其中萬元以上儀器300多臺(套)。海洋學(xué)院的海洋生物陳列館共展出1000余種海洋生物標(biāo)本。海洋藥學(xué)專業(yè)師資隊伍由16名教師構(gòu)成，其中教授(研究員)4名，副教授(副研究員)8名，講師4名。教職工具有博士學(xué)位的有13名，省高?！板X江學(xué)者”特聘教授1名，首批“新世紀(jì)百千萬人才工程”國家級人選1名，3人入選浙江省151人才第一、二、三層次學(xué)者。海洋藥學(xué)專業(yè)由海洋學(xué)院嚴(yán)小軍院長牽頭負(fù)責(zé)，嚴(yán)小軍研究員承擔(dān)過教育部創(chuàng)新團隊、國家973項目、國家863項目、國家自然科學(xué)基金、教育部新世紀(jì)人才支持計劃等課題。所帶領(lǐng)的研究團隊入選2007年度國家教育部創(chuàng)新團隊。出版獨立署名學(xué)術(shù)專著1部(《GCMS在海洋生物生化分析研究中的應(yīng)用》，科學(xué)出版社，2009)，為國內(nèi)外同類研究中的第一部專著。在海洋藥學(xué)專業(yè)建設(shè)初期，獲得寧波大學(xué)的海洋藥學(xué)專業(yè)建設(shè)專項學(xué)科建設(shè)經(jīng)費的支持，根據(jù)海洋藥學(xué)新專業(yè)需要開設(shè)一些新的實驗課，進行了相關(guān)儀器設(shè)備的購買和實驗室的改裝。寧波大學(xué)海洋藥學(xué)專業(yè)在招生第二年非常榮幸地入選了2014年浙江省新興特色專業(yè)重點建設(shè)項目。

2海洋藥學(xué)專業(yè)培養(yǎng)方案

基于培養(yǎng)具有國際視野的海洋藥物研發(fā)人才和海洋生物制藥產(chǎn)業(yè)高端技術(shù)人才的海洋藥學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，海洋藥學(xué)專業(yè)學(xué)生在畢業(yè)時應(yīng)掌握海洋藥物的基礎(chǔ)理論和知識，藥學(xué)實驗方法與技術(shù)，熟悉海洋藥用生物資源特色，能夠從事海洋藥物研究、開發(fā)、生產(chǎn)、檢測、管理、監(jiān)督和教學(xué)等工作的海洋藥學(xué)創(chuàng)新型人才。制定的培養(yǎng)方案具有以下幾個特色。

2.1扎實的化學(xué)基礎(chǔ)

本專業(yè)開設(shè)了無機化學(xué)、無機化學(xué)實驗、分析化學(xué)、分析化學(xué)實驗、有機化學(xué)、有機化學(xué)實驗課程。通過這些課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握化學(xué)鍵理論，理解共價鍵、離子鍵、氫鍵、鹵鍵、范德華力、疏水作用力和芳環(huán)堆積作用，這是理解生物大分子之間以及藥物先導(dǎo)化合物與作用靶點之間相互作用的基礎(chǔ)；掌握元素性質(zhì)和電子云密度的概念從本質(zhì)上理解鍵的極性，了解不飽和鍵，woodward規(guī)則。熟悉特殊官能團，包括羰基、羧基、酰胺基、苯基等，了解基團的基本反應(yīng)性質(zhì)。這是天然產(chǎn)物的合成修飾和物質(zhì)結(jié)構(gòu)鑒定的基礎(chǔ)。

2.2夯實藥學(xué)基礎(chǔ)

本專業(yè)開設(shè)有教育部要求的四大藥學(xué)專業(yè)課程：藥物化學(xué)、藥物分析、藥劑學(xué)、藥理學(xué)。是該專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)到全面藥學(xué)專業(yè)知識，為將來就業(yè)與繼續(xù)深造打下堅實的理論基礎(chǔ)。同時這些課程也是藥學(xué)類碩士專業(yè)的考研專業(yè)課。

2.3突出海洋特色

海洋藥學(xué)是現(xiàn)代藥學(xué)理論在海洋生物領(lǐng)域的延伸與創(chuàng)造。本專業(yè)以海洋藥用生物資源為切入點，開設(shè)了豐富的海洋類專業(yè)課程群，包括海洋天然產(chǎn)物化學(xué)、現(xiàn)代海洋藥學(xué)、海洋藥學(xué)大實驗、海洋藥物前沿講座、海洋生物學(xué)、海洋微生物學(xué)、海洋生物毒素、海洋生態(tài)學(xué)等特色課程。其中海洋天然產(chǎn)物化學(xué)、現(xiàn)代海洋藥學(xué)、海洋藥學(xué)大實驗是本校的學(xué)位課程，筆者采用中國海洋大學(xué)王長云的《海洋藥物學(xué)》[3- 4],同時讓學(xué)生掌握常規(guī)的化學(xué)軟件(如chemoffice)的使用[5]，海洋藥學(xué)大實驗結(jié)合教師的科研課題設(shè)計實驗對學(xué)生進行系統(tǒng)的訓(xùn)練。海洋藥物前沿講座將有多位教師共同講授，介紹海洋藥物的最新進展。海洋生物學(xué)、海洋微生物學(xué)、海洋生物毒素這三門課程則分別介紹了海洋藥用資源的三個來源，這些課程均是本校海洋藥學(xué)專業(yè)的特色課程。

2.4包含生物主干課程

運用生物技術(shù)手段來培植新的海洋藥物生物，以獲得大量海洋天然產(chǎn)物，是解決海洋藥物研究過程中藥源問題的一個可行的現(xiàn)實途徑。本專業(yè)開設(shè)生物化學(xué)、分子與細(xì)胞生物學(xué)、基因工程、酶工程等生物主干課程。這些課程也是生物類研究生的主要課程。

2.5細(xì)化工藝生產(chǎn)

本專業(yè)開設(shè)了生物制藥工藝學(xué)，生物制藥工藝學(xué)實驗，天然藥物提取分離工藝學(xué)和天然藥物提取分離工藝學(xué)實驗。生物制藥工藝學(xué)這門課著重介紹大分子藥物的生產(chǎn)工藝流程。包括氨基酸、多肽、蛋白、酶、生物制品等的工藝生產(chǎn)的流程。而天然藥物提取分離工藝學(xué)主要介紹小分子化合物的分離純化技術(shù)。

2.6掌握檢測技術(shù)

本專業(yè)開設(shè)色譜學(xué)，色譜學(xué)實驗，波譜分析，波譜分析實驗、分子生物檢測技術(shù)、分子生物檢測技術(shù)實驗。

2.7注重基本技能

本專業(yè)開設(shè)藥物設(shè)計、藥物設(shè)計上機演練、專業(yè)英語、文獻檢索與論文寫作、生物統(tǒng)計學(xué)、實驗室工作方法與安全等課程。

2.8重視學(xué)生科研和創(chuàng)新實踐教學(xué)

學(xué)校以海洋生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向，以科研帶動教學(xué)，提倡和鼓勵學(xué)生盡早選定導(dǎo)師，進入實驗室開展科學(xué)研究。目標(biāo)是“人人有導(dǎo)師、人人進實驗室”。在大二的短學(xué)期開設(shè)《海洋藥學(xué)大實驗》，針對海洋藥物研發(fā)的核心步驟，設(shè)計一系列相互關(guān)聯(lián)的實驗，包括海洋藥源生物樣品處理、天然藥物提取與分離、天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)鑒定、藥理活性評價、制劑工藝、質(zhì)量分析等環(huán)節(jié)。同時，重點建設(shè)創(chuàng)新性開放實驗課程群。以專業(yè)教師科研項目為依托，設(shè)計一系列有機銜接的創(chuàng)新性開放課程，打造海洋藥學(xué)專業(yè)特色實踐教學(xué)體系。

2.9打通深造通道

海洋藥學(xué)專業(yè)與全國各主要的海洋藥物研究機構(gòu)均建立了長期合作關(guān)系，這些機構(gòu)包括浙江大學(xué)、中國海洋大學(xué)、上海交通大學(xué)、中國藥科大學(xué)、沈陽藥科大學(xué)、中科院海洋所、中科院微生物所、中科院南海所、中科院藥物所、國家海洋局廈門第三海洋研究所等。本專業(yè)教師絕大多數(shù)在上述機構(gòu)獲得博士學(xué)位，將推薦本專業(yè)優(yōu)秀學(xué)生繼續(xù)深造，師從國內(nèi)一流教授。海洋藥學(xué)專業(yè)教師近半數(shù)有國外留學(xué)經(jīng)歷，與國際上多個著名大學(xué)與研究機構(gòu)有長期合作。特別是與美國Scripps海洋研究所(國際頂級海洋藥物科研機構(gòu))已建立合作伙伴關(guān)系，每年都有教授互訪。不久的將來還將推出學(xué)生交流項目，將推薦拔尖學(xué)生前往Scripps攻讀博士學(xué)位，到國際頂級海洋藥學(xué)研究機構(gòu)學(xué)習(xí)。

2.10拓寬就業(yè)渠道

海洋藥學(xué)專業(yè)在多個海洋制藥企業(yè)建立了實習(xí)實踐基地，包括寧波中藥制藥有限公司、浙江海力生集團、寧波人健藥業(yè)、杭康藥業(yè)、寧波綠之健藥業(yè)、山東結(jié)晶集團等省內(nèi)外知名企業(yè)。不考研的學(xué)生大四基本上在企業(yè)實習(xí)，為就業(yè)與未來發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。如果意向在內(nèi)陸就業(yè)的學(xué)生，也具備在任何天然制藥企業(yè)從事產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、檢測和管理的能力。此外，藥監(jiān)局、藥檢所、海關(guān)、出入境檢驗檢疫局等機關(guān)事業(yè)單位也是本專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)選擇。

海洋藥學(xué)專業(yè)作為新興學(xué)科，基于化學(xué)和藥學(xué)的基礎(chǔ)知識，以利用海洋藥用生物資源為特色，使學(xué)生系統(tǒng)地掌握化合物的結(jié)構(gòu)特征、海洋藥用生物資源、分離純化技術(shù)、結(jié)構(gòu)鑒定分子對接與改造技術(shù)、藥理活性評價、藥物工程制備、熟悉經(jīng)典海洋藥物的研發(fā)過程和新藥申報流程。海洋藥學(xué)專業(yè)以培養(yǎng)具有創(chuàng)新和創(chuàng)造能力的高素質(zhì)人才為核心，以創(chuàng)新性實驗課程[6]、海洋藥學(xué)大實驗、和學(xué)生科研的培養(yǎng)模式，提倡人人有導(dǎo)師，采用手把手的指導(dǎo)方式構(gòu)建“早參與-多實踐-強能力”的創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系[7]，強化專業(yè)英語的閱讀和訓(xùn)練，以英語作為重要的語言工具從原版外文書本和文獻網(wǎng)絡(luò)獲得更為全面的信息，教學(xué)生學(xué)會“學(xué)習(xí)”，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和解決問題的能力。與多家工廠建立實習(xí)實訓(xùn)基地，強化知識與實踐的結(jié)合。海洋藥物是21世紀(jì)中國藥學(xué)研究的新熱點[8]。海洋藥物學(xué)初步形成，海洋藥物的研究在藥學(xué)乃至生命學(xué)科領(lǐng)域受到前所未有的高度重視，其無法估量的巨大潛力在新世紀(jì)將被充分發(fā)揮和挖掘。

參考文獻

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On the Professional Construction of Marine Pharmacy

JIN Haixiao，HE Shan，ZHU Peng，CHEN Juanjuan，YAN Xiaojun

(SchoolofMarineSciences,NingboUniversity，Ningbo315211,China)

Abstract:Critical diseases still threaten human health.Natural products from marine organisms process of special structures,which server as important candidates for new drug discovery.However the effort requires involvement of high-level talents.In order to train high-level research and technique talents in marine pharmacy,the school has established a new marine pharmacy undergraduate program.Marine pharmacy is a new major,which based on the knowledge of chemistry and pharmacy.During the training process,students need to acquire the capabilities to exploit marine organism with a number of techniques,including separation and purification,identification,docking and modification,activation assessment,pharmaceutical engineering and technology.They ought to be familiar with the developing process of classical marine drugs and process of filing a new drug application.The school has established“early involvement-more practicals-stronger capacity” mode to train student’s creativity by multiple learning ways，and has emphasized the training of the English-reading ability,independent thinking and solving ability.

Key words:Marine pharmacy;Curriculum handbook;Practical teaching

基金項目：寧波大學(xué)海洋藥學(xué)專業(yè)培養(yǎng)方案，編號F00366148000。

收稿日期:2014-10-28。*

通信作者:金海曉，E-mail:jinhaixiao@nbu.edu.cn。