白海军谁在海洋产业中占据优势谁就拥有未来优势，这是硬核战略

　　文/白海军
　　美国认为，生物医药既是关键科学领域，也是经济新增长点。美国企业也在世界生物医学中占据主导地位，在2007年全球生物制药企业50强中，美国有19家公司上榜，在前10家公司中，美国公司占了4家。其中Pfizer和Johnson & Johnson公司分别占据第1位和第6位的位置，尤其是Pfizer公司，销售收入超过444亿美元，研发投入高达81亿美元，占销售收入的18％。
　　海洋生物DNA资源与利用、海洋＂平行世界＂探索，也只是海洋科技的两个方面，实际上海洋是陆地以外的另一空间，具有更广阔的发展空间，也更具经济意义。目前，更现实、更具经济意义的海洋生物资源开发主要集中于海洋食品和海洋药物的开发，其中获取海洋生物能量和海洋生物材料是两大主题。
　　海洋产业聚焦于水产养殖和海洋天然产物开发两个方面。海洋生物富含人体所需要的蛋白质氨基酸。海洋食物含有较多的不饱和脂肪酸，特别是含有一定量的高度不饱和脂肪酸，可成为一种重要的保健食品；海洋生物也是无机盐和微生物微量元素的宝库，虾、海鱼中的钙含量十分丰富；海带中含有丰富的碘和铁，总之，如果把海洋与陆地都看作农田，那么陆地农田经济生长量约为3000大卡/每年/每平方米，在浅海中海洋生物约为2000大卡/每年/每平方米，即2平米海水就相当于1平米良田，所以说海洋也是人类的食物牧场。
　　现代海洋牧场已经从传统上捕鱼变成了高效海水增殖养殖，国际上海洋产业发达的国家已经实现工业化养殖和以及施行海洋放牧。比如，美国已建成４万公顷的大面积巨藻养殖牧场，日本也建立一条长5000公里的人工鱼礁带，挪威重点发展大西洋鲑的网箱养殖；其中，日本大陆架海产品的年产量达到750万吨，挪威大西洋鲑鱼年产量数万吨。美国、日本都拥有高效海水增殖养殖技术，每年都可以人工培育大量的优良鱼苗，然后放归海洋，由此形成了成熟的海洋鲑、鳟鱼游牧业。
　　在高效海水增殖养殖技术中，育种、饵料和病害防治是三大核心技术。通过人工育种，可以获得抗病性更强、营养更丰富的品种，这是基于基因重组、细胞融合以及生物化工技术。近年来，开展不同门类的藻类原生质体的融合、藻类的目的基因在大肠杆菌内的表达、单性鱼的培养、活体饵料的制备与饵料的微囊化、鱼用活疫苗的研制、利用现代生物技术对病害的监控和防治等是高效养殖的关键性技术。
　　其中，提高重要养殖种类的繁殖、发育、生长和健康状况，特别是在培育品种的优良性状、提高抗病能力方面是提升产业力的关键。这方面的主要技术包括转生长激素基因鱼的培育、贝类多倍体育苗、鱼类和甲壳类性别控制、疾病检测与防治、DNA疫苗和营养增强等。
　　除了海产养殖，海洋医药开发也是非常巨大的市场。海洋是地球生命的摇篮，海洋中约有20万种生物，其中开发利用率只有1%。海洋生物资源的开发成为本世纪最大课题之一，海洋生物蕴含着极大的应用价值和市场价值。海洋药物的开发主要是海洋天然产物和海洋生物活性物质的研究。
　　海洋物种丰富，因而也是丰富的基因宝库和药源宝库，特别是特殊环境中的海洋生物，深海的高压、极地的低温、海底热泉区的高热和高盐度，这类环境中的生物往往具有特异性基因。实际上，海洋环境与陆地截然不同，因此海洋生物具有繁多的特性，且海洋是生命的摇篮，数十亿年的历史和进化史使得海洋生物多样性及其客观，很多海洋生物都具有特殊能力，如耐盐、耐高温、耐高压、耐寒、耐高渗透性，浮游、发光、吸磁性、稀有物质浓缩能力、环境治理清污能力、能量交换能力、信息传递能力、固氮、产氢、硝酸还原及加氧化合物交换能力等，研究这些特殊能力，往往能得到令人惊喜的收获。
　　现代海洋生物研究是从分子和细胞水平进行的。利用生物技术开发分离海洋生物的活性物质、测定分子组成和结构及生物合成方式、检验生物活性等，对于开发海洋新药、酶、高分子材料、诊断试剂至关重要。
　　20世纪60年代，人类开始研究河豚毒素，这成为现代海洋天然产物研究的的开端。70年代后，从海洋发展各类医药已经成为一股热潮，大批海洋天然药物就从这一时期开始涌现，迄今为止，已经发现和提取了3000多种具有医用价值的海洋生物活性物质，其中相当一部分在90年代已经进入临床试验。
　　海洋生物活性物质多具有特异的分子结构，这些新活性物质极大地人类掌握的活性物质资源库---从凹顶藻中已分离出26种新碳架的400种新的萜类化合物，从海绵中分离到150个新的二倍半萜，两者都占到了占已知该类化合物中的的2/3；海洋生物中含有大量甾醇类化合物，仅在1972年到1976年，从海洋生物中新发现的新甾醇就是原来已知种类的2倍，仅从一种海绵中就提取了50余种；海洋生物中含有大量的生物碱，肽类，聚醚类及大环内酯类化合物，许多化合物中具有卤化物，尤其是溴化物及胍的衍生物很多；水溶性化合物中多醚或氧类也很多；海洋生物毒素同样十分丰富，约有1000多种，这些毒素具有极高的价值，所以价格非常昂贵，比如河豚毒素，一克售价就有几十万美元。这是因为，这些毒素多数是分子生物学研究的重要工具，可用来合成化合物的先导化合物，也可用于军事，也别是在医学上，应用价值很高，比如河豚毒素，临床上止痛效果很好，但又不会成瘾，不但可用于临床，而且还可以用来戒毒；＂海葵毒素是目前最强的冠状动脉收缩剂；＂＂从海鞘中分离的膜海鞘素（Didemin）对RNA及DNA病毒的增殖有抑制作用，对白血病细胞和B16黑色素细胞有显著的细胞毒性:＂＂从珊瑚中分离的前列素15R-PGA2与哺乳动物的前列素结构与功能上完全相同；＂＂从海绵、珊瑚、海鞘、凹顶藻类等生物提取的萜类化合物，核苷类化合物，多糖化合物，杂环化合物，生物碱和其他含氮化合物都显示出有抗病毒的活性。＂ （参考资料：《海洋生物技术简介》）
　　海洋无脊椎生物在复杂的环境中进化、生存，所以往往具有独特的活性物质，如，海苔虫，海兔，海鞘，海绵和海藻（包括微藻与微生物）。其中海绵是一种最低等的原始的多细胞动物且含有大量共生微生物，所以＂海绵是海洋天然药物的最大来源，也是海洋药物研究的热点。＂＂目前，国内外已从海绵中分离出多种具有特殊性能的海洋天然产物，如从贪婪倔海绵（Oysidea avara）中得到两种倍半萜avarol及avarone，0.1μg/ml的浓度即能抑制HIV病毒的复制，而对正常的细胞无毒副作用；日本从澳大利亚采集的海绵中分离出四个具有血管扩张作用的化合物，他们对冠状动脉血流增加的程度，与投入等量的罂粟碱相当；又如海绵(Discodermia dissoluta)中发现的（ Discodermolide）是一种强抗癌药物，其抗癌活性比目前活性最强的紫杉醇高出几倍。＂（参考资料：《海洋生物技术简介》）根据近些年国内外相关科技论文统计，目前，几乎每月都有关于从海绵中分离出生物活性物质的论文发表。
　　海洋生物药物的开发利用通常是这样的程序：第一步，样品采集及提取的标准化；第二步，自动化、高通量的药理筛选；第三步，临床药理研究；第四步，药源及药物临床测试、标准化；第五步，规模化生产。目前，世界海洋药物大多还停留在药理筛选姐吨，这是因为对海洋生物药物的研究起步较晚，绝大多数海洋生物相关研究还未列入研究范围，且药物研究往往要经历十余年的过程，另外许多技术本身还处在研制阶段。即便是发现具有药理价值的活性物质，实现规模化生产也是一个技术难题，因为很多海洋生物生存在特殊环境下，生存条件难以模拟；过量捕捞会影响海洋生态平衡；大量低成本养殖也难以实现，物种繁殖缓慢，而现代医药的分子结构越来越复杂，合成方式也相当复杂，工业化生产时往往伴随着严重的环境污染。因此，大量的海洋药物研究虽然取得实验室成果，但药源不足，甚至无法满足后继临床实验的需求，结果不得不中止研究。
　　所以，发现不等于可以利用，要想实现社会化应用，就必须突破和掌握先进技术。从发现有价值的海洋活性物质，到实现规模化生产，这样三个方面的关键技术：第一，海洋生物细胞的大量培养技术，从海洋生物体内获得可以表达活性物质的细胞株，通过细胞培养新技术在生物反应器内实现海洋药物的规模化生产。第二，高表达的基因工程细胞的研究技术，也就是利用基因重组技术，将海洋药物所需要的活性物质基因重组至受体细胞内，再通过细胞大量繁殖获取药源。第三，转基因海水养殖生物技术，也就是将目的基因转移到养殖生物中，通过大量繁殖，再进行提取，用于规模化生产。
　　出了食品和药源，海洋生物还可以成为其他许多领域的宝贵资源，如能源、材料、仿生、化工等。比如，海洋生物可以提取许多医用材料，珊瑚可用于骨科，海星可用于代血浆，甲壳素可用于研制人工皮肤等。能源方面，海洋微生物和藻类可用来制氢。