二倍半萜类化合物黑珀萜j及其制备方法和用途的制作方法

文档序号:525219阅读:574来源:国知局
专利名称:二倍半萜类化合物黑珀萜j及其制备方法和用途的制作方法
技术领域
本发明涉及医药技术领域,具体地说是涉及来源于海洋动物的一种化合物及其提取分离、使用等技术领域,更具体地说是涉及一种从海洋动物海绵中分离到的化合物及其制备方法和用途,再具体地说是涉及一种二倍半萜类化合物黑珀萜J(Hipp0lide J)及其制备方法和用途。
背景技术
(一)海绵的研究概况1、概述海绵(英文名Spongiatiaor Sponge,拉丁文学名Phylum Porifera)为多孔动物的通称,属于动物界古生物学古无脊椎动物学多孔动物门(Porifera)。多孔动物门是大约5,000种原始多细胞水生动物的统称。除针海绵属(Spongilla)约20种为淡水产外,均分布在海洋的潮间带到8,500公尺(28,000余英尺)深处,营固着生活。海绵2亿年前就已经生活在海洋里,种类繁多、分布广泛,至今已发展到I万多种,占海洋动物种类的1/15,是一个庞大的“家族”,其中近1/3生活在澳大利亚附近的海域,是海洋中除珊瑚外第二大量的海洋动物。在海洋各处,均有海绵的身影,从潮间带到深海,从热带海洋到南极冰海都有分布。海绵不仅可以生活海洋里,还可以生活在河流与湖泊。也许是海绵身体柔软似绵,大都生活在海洋里,“海绵”之名由此而来。由于海绵常呈分枝形,而且不会移动,从前被人们当做植物。1755年才有人记述它具有动物的特征。1765年观察到通过海绵的水流和入水孔的启闭,确证海绵为动物。海绵的结构、功能和发育与其他动物不同。海绵动物没有嘴,没有消化腔,也没有中枢神经系统,其体壁中有无数小孔为其滤食和呼吸的通道,是一个最古老、最简单及最原始的低等多细胞动物。通过对海绵基因检测和与其他动物(苍蝇、鱼、蛙和人)的基因比对,科学家认为,动物最早的祖先是海绵,它们在地球上已生存了至少5. 6亿年,距今约5亿年左右的海绵化石也已被发现,但完整海绵体骨在化石记录中极为罕见。海绵体是由钙质或硅质骨刺以及角质的海绵支撑而成的。倘若把海绵从水中捞取上来,在海滨挖坑埋藏,待等烂掉肉质,剩下纤维状交织的骨骼,再经过漂洗,才是我们日常所见的海绵。海绵次生代谢产物丰富多样,其中含有大量具有抗肿瘤、抗病毒、抗菌、抗炎和免疫调节等不同生物活性的化合物,一直是海洋天然产物化学研究的热点。2、形态与结构海绵是世界上结构最简单的多细胞动物。说它简单,是因为它既没有头,也没有尾,没有躯干和四肢,更没有神经和器官。海绵动物大多产于海水中,少数生活在淡水里,因身体比较柔软而得名。海绵绝大多数栖息于海洋深处,固着在不同海域。海绵虽然属于动物,但是它不能自己行走、不会游动,只能附着固定在海底的岩石和珊瑚礁上生长,甚至海底火山口附近,常年像植物那样固着在原地不动、静卧海底,从流过身边的海水中获取食物。从外表看上去,海绵非常像植物,为此,在很长的时间内海绵一直被误认为是生活在水中的一种植物,就连一些生物学家也这样认为。因为海绵不会走动,不会随波逐流,或固定在水中的岩石、贝壳、水生植物或其它物体上。18世纪以前,海绵一直被当做植物对待,后来由于显微镜的发明,以及动物胚胎学研究的进展,人们得以认识海绵的真面目,终于确定了海绵的真正属性1765年一位叫爱勒斯的生物学家第一次将海绵归属于动物。 海绵颜色炫丽多彩,有鲜红色、银灰色、白色等,但生活在海水中的海绵,多数是灰黄色、褐色或黑色的块状物。所以,海绵虽然被称为“海中的花和果实”,看上去似植物一般,实际上是一种动物。所以那种海绵看起来更显得琳琅满目在灯光的探照下,有的像一串串大红灯笼,更多的则如精巧绝伦的花瓶和杯盏。海绵的这种特点更是叫人难辨真面目。直到近代,显微镜的出现,才揭开了争论整整2,000年之久的海绵的归属之谜。海绵的形态特点有三(I)体型不对称海绵的体型多种多样,小的不过几克,大的却有45公斤。海绵动物多为群体,单体较少。单体身体呈辐射对称或不对称,一般作角锥形、盘形、高脚杯形、球形等。群体的外形变化很大,形状及大小差别大,形状奇特,千姿百态,奇形怪状,由薄薄的表覆状至桶形及花瓶形不等,有片状、不规则的块状、瓶状、管状、圆球状、壶状、扇状和树枝状等,不一而足。例如白枝海绵呈扁管状的群体,枇杷海绵像一颗圆圆的枇杷,矮柏海绵似一串精巧的灯笼,佛子介则如同一个玻璃纤维球直立于柄上,寄居蟹皮海绵扁平如薄纸,偕老同穴则被称为“维纳斯的花篮”。由于所处环境不同,条件多变,附着的基质类型各异,水流强弱不一,因此形成了海绵多姿多彩的形态。多数海绵生活在坚硬岩石的底质上。海流强的水域,海绵的高度普遍不到2. 5厘米,而且海绵的表面形成许多流线型的纹路,这种进化可以避免被海浪和海流折断。有的海绵喜欢穴居,它们在鲍鱼和牡蛎的壳上到处钻洞,然后在它们的壳上寄居下来。有趣的是,海绵的形状常和海绵的固着物相似,固定在珊瑚或甲壳的海绵,形状就如同珊瑚或甲壳。通常水流流速的大小、波浪活动的强弱、底质的硬软程度,也常使同一个物种的海绵拥有不同的外部形态,例如在近岸破波带生活的通常喜欢包在岩石上,好似薄的茄皮或姜皮;在流急环境中生活的又大都像土墩,有着良好的流线形体型;而在缓流或风平浪静的环境中栖居的,体形又多呈高耸的烟囱状。海绵的颜色同样是丰富多彩。它们的颜色主要是体内有不同种类的海藻共生,才使它们呈现不同的色彩。管状海绵的样子很象竖立的烟囱,所以又称为烟囱海绵。管状海绵的身体里有很多小孔。水不断地从小孔中流过,其中的营养物质就被管状海绵吸收了。同时,管状海绵产生的废物也会随着海水流走。海水从遍布海绵全身的小孔流入海绵的体内。每个小孔都通向一个小房间,叫做滤室。所有的滤室都通向一个像瓶子一样的腔里,这个腔叫做孔前腔。腔的上端是一个很大的出水孔。海绵的小孔作为氧气进入的通道既起到呼吸作用,又能摄取水中的营养物质,并且排泄废物,还能排出精子和卵子,完成生殖功能。(2)没有明确的组织和器官海绵动物组织原始,无真正的消化腔和神经系统。唯一简单的是海绵的内部结构海绵是一种两胚层(未发育完全)动物,整个身体由内外两层细胞组成,体内没有分化的组织,只有些细胞在构造和机能上有差别,外层(皮层)有扁细胞和孔细胞组成;中胶层是没有成层的细胞,其中包括钙质、硅质或角质骨骼;内层有领细胞组成,主要是营养功能,起细胞内消化。海绵体壁上有许多小孔(称“入水孔”),故也称“多孔动物”。个体象瓶、壶、臼等,有时联成群体。多数海产,固着生活。游离的一端有大孔开口(称“出水口”)。体壁由内、外两层细胞构成,外层细胞扁平,内层细脑生有鞭毛,多数具原生质领,故称“领细胞”,主要行摄食和细胞内消化的作用。入水孔通入体内的沟道,与领细胞组成的鞭毛室和出水口组成复杂的沟道系统。含有食饵的海水由于内层细胞鞭毛的不断振动,从入水孔流入体内,不消化的东西随海水从顶端的出水口流出体外。在内、外两层细胞间,还有一层中胶层,其中有象变形虫的游离细胞、生殖细胞、造骨 细胞、海绵丝细胞等等。海绵动物体壁内多具支持的针状骨胳,称骨针。本门动物中有少数种类可供拭抹机器、枪炮及印刷业和沐浴用;某些种类能破坏介壳,为贝类养殖的敌害。海绵不能从相片中辨认,其主要的分类特征是那骨针的大小、形状、分布及排列等。在海绵两层细胞之间,还有一些特殊的结构一骨针,正因为有了钢架似的结构,才保持海绵具有各种形态。海绵的骨针构造上非常巧妙精致,符合力学的原理,但是这必须通过电子显微镜才能看到。骨骼有骨针(海绵针)、骨丝(海绵丝)和非骨针型的矿物质三种,骨针按大小可分为大骨针和小骨针。骨针成分为钙质(方解石、文石)或硅质(蛋白石),海绵丝的成分是角质的有机化合物,呈丝状,分枝或交接在一起。骨针和海绵丝拥有原细胞、成骨针细胞和成海绵丝细胞。海绵丝易腐烂,不易形成化石。海绵动物的细胞虽有分工,但彼此合作甚微,如将海绵磨碎过筛,其中分离了的细胞仍能存活数天(相当于原生动物)。但若彼此不再结合,就不能继续生存下去,海绵动物这种即独立又合作的特征,表明其有机体结构仍属细胞级,显示了原始多细胞动物的特点。(3)具有水沟性海绵动物身体的基本结构是由两层细胞围绕中央的一个空腔所组成。游离的一端有一个大的出水口(Osculum)使中央腔(Central Cavity)与外界相通。构成海绵动物体壁的两层细胞在不同的种类组成复杂程度不同的沟系,根据沟系可以将海绵动物的身体结构分为三种类型。①单沟型(Ascon Type)是最原始,也是最简单的体壁结构,种类很少,白枝海绵就属于这一类。单沟型海绵呈单体或群体,长度一般不超过10cm,群体中的个体轮廓明显,每个个体均呈小管状,出水口周围有骨针包围,中央腔宽阔,体壁由两层细胞中间夹有中胶质(Mesoglea)所组成,外层细胞称皮层(Dermal Epithelium),主要是由一层扁平细胞(Pinacocytes)组成,它不同于其他动物的表皮层细胞,因为它们的来源和其他多细胞动物的表皮层不同,并且这种扁平细胞没有基膜,细胞的边缘可以收缩。许多扁平细胞同时收缩可以使身体变小。某些扁平细胞特化形成管状,称为孔细胞(Porocyte),穿插在扁平细胞之间。孔细胞的外端与外界相通,内端与中央腔相通,孔细胞外端的小孔就是单沟型海绵动物体表的进水小孔(Ostia)或称流入孔(Incurrent Pore),所以它是细胞内孔,水由流入孔进入中央腔。孔细胞的收缩及舒张可以控制水的流入量。体壁的内层也称胃层(GastralEpithelium),是由领鞭毛细胞(也简称领细胞)组成,单沟型海绵的领细胞围绕着整个中央腔。领细胞呈卵圆形,其基部疏松的坐落在中胶层中,游离端伸出一根鞭毛,围绕鞭毛的基部有一可伸缩的原生质领,是由许多分离的微绒毛(Microvilli)所组成。单沟型海绵通过领细胞鞭毛的摆动使水由孔细胞(或称入水小孔)流入,经中央腔再由出水口流出。领细胞在形态上非常相似于原生动物门的领鞭毛虫,因此有人认为海绵动物是由领鞭毛虫进化而来。体壁的皮层与胃层之间是中胶层,它是一种含有蛋白质的胶状透明基质,其中包括有游离的变形细胞(Amoebocyte)及分散的骨针(Spicule)。变形细胞可以分化成不同的形态,例如有的变形细胞伪足细长分枝,彼此相连形成网状,称为星芒细胞(Collencyte),有人认为它是一种最原始的具有神经机能的细胞。另一种细胞较大,其细胞核也较大,有叶状伪足,称原细胞(Archeocyte),这是一种未分化的细胞,除了本身具有吞噬及消化食物的机能外,它还可以转化成具生殖功能的生殖细胞(Generative Cell)、能分泌骨骼的造骨细胞(Scleroblast)、忙藏营养物质的忙存细胞(Thesocyte)、能分泌粘液的腺细胞(GlandCell)等。从上述可以看出单沟型海绵动物最大特征是体壁结构简单,其两层细胞平直的包围中央腔。由于中央腔宽阔,靠领细胞的鞭毛打动使流过身体的水流速度是缓慢的,代谢较低,所以单沟型海绵动物一般都是小型的。海绵动物在进化过程中通过体壁的褶叠增加了领细胞的数量及分布的表面积,同时减少了中央腔的体积,其结果是形成了双沟型或复沟型的体壁,这样就加速了水流过身体的速度,提高了代谢的能力,使动物也增大了体积②双沟型(Sycon Type)是体壁裙叠的一种初步形式,例如樽海绵(Scypha)、毛壶(Grantia)等。双沟型海绵皮层的扁平细胞褶向中胶层,形成多个平行排列的盲管,称为流入管(incurrent canal),流入管外端的开孔名为流入孔(incurrentpore)。胃层的领细胞由中央腔向外端突出也形成多个穿插于流入管之间的盲管,称为鞭毛管(flagellatedcanal)或鞭毛室,也称为放射管(radial canal),其内端的开孔称为后幽门孔(apopyle),结果流入管与鞭毛管相间排列形成了双沟型的体壁。相邻的流入管与鞭毛管之间也有小孔使两管相通,这种小孔称前幽门孔(prosopyle)。由于管道的出现,双沟型的体壁加厚了,也由于领细胞褶入到鞭毛管中,中央腔壁上不再有领细胞,而是由扁平细胞包围。双沟型海绵的水流途径是水一流入孔一流入管一前幽门孔一鞭毛管一后幽门孔一中央腔一出水口一体外。双沟型海绵增加了领细胞层的面积,管道的增加及中央腔的缩小也加速了水流通过身体的速度。双沟型海绵中,有些种类其皮层细胞及中胶层更发达,以致遮盖了整个体表,形成了一层或薄厚不一的外皮(cortex),结果出现了更多的流入孔,这样可以增加体壁内的水压,加速水在体内的流动。③复沟型(leucon type)体壁进一步的褶叠复杂化就形成了复沟型,大多数的海绵动物属于这种类型,例如淡水海绵。复沟型结构的变化表现在如下四个方面(i)鞭毛管继续向中胶层内褶入,以致形成了多个圆形的鞭毛室,例如细芽海绵(Microciona)每平方毫米的体壁,鞭毛室可多达1,000个;(ii)中胶层更发达,并与表皮细胞一起构成了众多的皮层孔(Dermal pore)或皮下腔(Subdermal space);(iii)流入管分成许多小枝,然后再进入鞭毛室;(iv)中央腔进一步地缩小,最后被分枝的出水管(Excurrent Canal)所代替。复沟型海绵的水流途径是水一皮层孔一皮下腔一流入管一前幽门孔一鞭毛室一后幽门孔—流出管一出水口一体外。在有些复沟型海绵,其前、后幽门孔延伸形成了前、后幽门管(Prosodus,Aphodus),结构更复杂。因此复沟型海绵动物具有更大的领细胞表面积,体内有纵横相通的管道,中央腔也进一步缩小变成了管状,因此流经体内的水流量增多,水流速度加快。复沟型海绵的体积也都是较大型的,特别是在群体大型海绵中,我们仅能从许多出水口判断出海绵个体的形态及大小,例如矶海绵(Reniera)。淡水海绵的群体成团状,已很难判断出个体的形态了。3、分类海绵的种类众多,现代海绵除普通海绵纲中少数类型属淡水海绵外,绝大多数海绵是海生动物,一直生活在海底。科学家估计,约有15,000种海绵分布在世界各水域,从浅海到8,000米的深海到处都有海绵的踪影现代石海绵和钙质海绵多分布于浅海地带,但玻璃海绵可栖居在深达6,OOOm的深海中,化石海绵也大体要求相似的水深。海绵在不同的地质时代常和层孔虫、苔藓虫和藻类在一起形成礁体。尽管自1994年至今又发现了 1,000多种新的海绵种类,但大多数并未详细确认及描述,仍有许多新的品种还未被发现,至于香港的海绵更很少用作研究。海绵动物的色泽各个不同,有大红、鲜绿、褐黄、乳白、紫色等各种颜色,像花儿一样美丽。因此,人们一直相信它是植物,直到1825年,随着靠显微镜的发明和使用,以及生理学和胚胎学诸方面的工作,科学家才确定它是动物。事实上,海绵动物的色彩来源于共生藻或非活性的贮存色素,例如绿色是因其体内共生有绿色的虫绿藻,而红色、黄色、桔黄色等是因为细胞内含有脂溶性的胡罗卜素,其存在可产上各种颜色。由于它的体壁上有许多被称为“入水孔”的小孔,仿佛泡沫塑料,所以又叫多孔动物,是多细胞动物中最低等的一个类群。生物学分类上,海绵动物属于动物界最原始无脊椎动物,整个身体由内外两层细胞组成,体内没有分化的组织,只有些细胞在构造和机能上有差别,体表有4,000亿个小孔与体腔相通,并由砂质纤维骨骼联系支撑,就好像千千万万水网密布的渠道系统。多孔动物门(Porifera)是大约5,000种原始多细胞水生动物的统称。海绵为多孔动物门生物的统称,多孔动物门分钙质海绵纲(Calcispongea)、六放海绵纲、寻常海绵纲及硬骨海绵纲等四大纲。除针海绵属(Spongilla)约20种为淡水产外,均分布在海洋的潮间带到8,500公尺(28,000余英尺)深处,营固着生活。作为一个非常原始的动物类群,其胚胎发育与其他多种动物不同,在原肠胚形成过程中有逆转现象,根据这些特征大多数的学者认为海绵动物在动物界中的位置是孤立的,是多细胞动物的一个侧支,因此也有人称之为侧生动物亚界(Parazoa)。海绵动物是后生动物中的最低等者。海绵动物体壁内多具支持作用的针状骨胳,称骨针。依骨针的性质,可分钙质海绵和非钙质海绵(Incalcarea)两大类。海绵动物门(Spongia)动物中有少数种类可供拭抹机器、枪炮及印刷业和沐浴用;某些种类能破坏介壳,为贝类养殖的敌害。海绵动物门包括如下
①钙质海绵纲(Calcarea),多孔动物门的一纲,以具碳酸钙构成的骨针为主要特征。钙质海绵全部海产,大多生活在沿岸浅海。体型一般很小,常呈暗灰色或灰色。骨针顶端常突出体外,致使海绵呈刺状;典型的钙质海绵为辐射对称的瓶状,顶端是出水口,常被竖立的长单轴骨针围绕,称出水口縫。骨针大小不一,但在分类学上都算作大骨针,有3种基本型单轴骨针、三辐骨针和四辐骨针,形状多种多样。钙质海绵纲分成钙质海绵亚纲和石灰海绵亚纲。钙质海绵纲种类多,有单体的,如毛壶(Grantia);有分枝成群体的,如白枝海绵(Leucosolenia)钙质骨针有针状体、三辐体等等。钙质海绵在地层中的出现晚于寻常海绵和六放海绵。②六放海绵纲(Hexactinellida),多孔动物门的一纲。大型单体。骨胳全部是六放的硅质骨针(三轴,各以直角互交于一点)所组成,即具硅质的六辐骨针(即三轴骨针),六个辐互相垂直相交于一点。六放海绵的骨针可分为大骨针和小骨针。有些种类的六辐骨针互相愈合,形成固定的体壁骨骼。 产于深海中,大部分生活在200 8,500米的海底。最著名的如“偕老同穴”(EupleCtella),为上端较大、下端略细的长圆笼状;常有成对小虾(俪虾)生活其中,“偕老同穴”一名即由此而来。“拂子介”(Hyalonema)呈有盖的花篮状,下端生有一束象拂子的长玻璃丝,用以插在海底泥沙中。骨骼中无海绵质。海绵体常呈辐射对称的瓶状、柱状、瓮状或漏斗状;组织疏松,构造精致,有许多种类基部具有须根状的骨针(称基须),直接插在海底软泥中。六放海绵纲分六星海绵目和双盘海绵目。六放海绵,特别是六星海绵目,是化石海绵中最重要的一类。最早出现于寒武纪的岩层中,到白垩纪和侏罗纪达到高峰。③寻常海绵纲(Demospongiae),多孔动物门中最大的一纲。骨骼为娃质和海绵质,硅质骨针中没有6辐骨针,但有大小之分。海绵质骨骼常与硅质骨针同时存在。种类很多,概系群体,呈块状。骨针硅质,针与针间借海绵质(一种类似蚕丝的物质)互相粘着;某些种类的骨针包裹在海绵质内,另一些种类的骨针已全部消失,只有海绵质的纤维错综交叉构成网状的骨胳。例如浴用海绵(Euspongia officinalis)和马海绵(Hippospongia equina),浴用海绵产于地中海,中国海南岛也产。网孔细,弹力强,工艺、医学和日用上都需要。本纲种类占海绵种类的一半以上。多数海产,分布于潮间带、浅海到深达5000米的海底;还有一类生活在淡水中。寻常海绵的水沟系都属于复沟型,海绵体没有中央腔。莱维将该纲分为3个亚纲四放海绵亚纲、角质海绵亚纲和同骨海绵亚纲。海绵科各种类的骨骼为纯海绵质构造,质地柔软,长期被用于吸水、洗擦等。主要分布于热带和亚热带浅海。淡水海绵(Spongilla)块状群体,呈黄、褐、绿等色。骨针小杆状。除出芽生殖以夕卜,冬季有一部分身体细胞集中一处,外生两层薄膜,膜间由两端各有一小盘的骨针支撑,形成所谓“芽球”,春季再发育为寻常的群体。生活于淡水中,常见于水生植物枝叶和石块上。种类不少。鸾毛马海绵(Hippospongia lachne)属寻常海绵纲(Demospongiae)网角海绵目(Dictyoceratida)角骨海绵科(Spongiidae)海绵,分布在中国南海西沙海域等地域。已从该属海绵中分离得到萜烯醌类、呋喃萜烯类、三萜烯酸等多种萜类化合物,但至今为见从该属海绵中分离到二倍半職类化合物Hippolide J的报道。④硬骨海绵纲(Sclerespongiae):多孔动物门的一纲。具文石质或方解石质骨针、硅质骨针和海绵质纤维组成的内部骨骼。硬骨海绵的海绵体块状,基部有一层略呈蜂巢状的钙质(文石质)骨骼,各室的大小和形状略有不同。基部骨骼上面有一层细胞组织,组织中有硅质针形骨针和有机纤维状骨骼;海绵表面有许多火山形隆起,其顶端为圆形出水口,出水管从出水口呈放射状分布于细胞组织内。该纲下分两个目星刺海绵目和板骨海绵目。4、生存与繁殖海绵动物总是形单影只地独处一隅,凡是海绵动物栖居的地方就很少有其它动物前去居住。科学家分析这种现象形成的原因首先是海绵动物对那些贪食的动物没有任何吸引力,它浑身的骨针和纤维使其它动物难以下咽,因此海绵动物的天敌不多。其次,海绵动物大多栖息在有海流流动的海底,而很多动物都难于在那样的环境中生活。因为在那里,它们的幼虫或被水流冲走,或被海绵动物滤食。此外,海绵动物身上通常都有一股难闻的恶臭,这也是可能是其他动物不愿与之为伍的原因之一。海绵的个体大小相差很大,小的几毫米,大则十几米。在安第列斯群岛生活的一种海绵动物,形如一个空心花瓶,身长106厘米,宽91. 5厘米;海王星海绵也是体形较大的种类,剖面长120厘米,却不太宽。体形最大的海绵动物是1909年曾在巴哈马群岛捞获的一只,围长为183厘米,刚出水重40千克,晒干后的重量为5千多克。最重的海绵像一个大球,里面可盛100升水,这些水的重量至少是海绵的30倍以上。所以,海绵其实只是个空壳。最小的种类是白枝海绵,身高不过3毫米,体重仅有几克,跟一粒芝麻一样小。小的海绵约可活一年,大的寿命较长,有的种类据说可以活几百年。沐浴海绵7年後才达到商品用大小,寿命可能达20年。(I)捕食与共生海绵动物是怎样获得食物的呢?它的捕食方法十分奇特,是用一种滤食方式。单体海绵很像一个花瓶,瓶壁上的每一个小孔都是一张“嘴巴”。海绵动物通过不断振动体壁的鞭毛,使含有食饵的海水不断从这些小孔渗入瓶腔,进入体内。在“瓶”内壁有无数的领鞭毛细胞,由基部向顶端螺旋式地波动,从而产生同一方向的引力,起到类似抽水机的泵吸作用。当海水从瓶壁渗入时,水中的营养物质,如动植物碎屑、藻类、细菌等,便被领鞭毛细胞捕捉后吞噬。经过消化吸收,那些不消化的东西随海水从出水口流出体外。如果把石墨粉或几滴墨水滴在饲养在水族箱中的活海绵动物的一侧,过不了多久瓶口(出水孔)处就会流出黑色的细流。随着源源不断的水流,细菌、硅藻、原生动物或有机碎屑也被携入体内为领细胞俘获供作营养。这种取食方式充分证明了它属于滤食的异养动物。大多数海绵都附在他物,如岩石面,或泥沙中的一个坚实物体上,固着在其他生物时,有时会使这些生物(如藤壶)死亡。有时海绵与所固着的生物呈互利关系,如寄居蟹壳上的皮海绵(Suberitesdomuncula)被寄居蟹带著移动,而海绵的气味使鱼和其他动物退避。海绵的表面或水管和腔中也有各种动植物生活著,有时在一个海绵中生活的有几千个生物。海绵喜欢和其它生物共生共栖。有些动物与海绵建立起非常好的共生或寄生关系,有的海绵就成为寄居蟹的居住场所,有些水藻长在海绵的身上使其全身变为绿色,乍看起来就像是一个美丽的水藻。有些沙蟹喜欢把海绵撕成碎块贴在腿或壳上,让海绵在它们的身上生长起来,好似披上一层厚厚的铠甲,沙蟹以此来防御敌害。海绵常固定着在蛾螺或牡蛎壳上,牡蛎和蛾螺倒很乐意,因为海绵身上能分泌难闻的气味,帮助它们吓退敌害。这也 是海洋生物学家会在海底发现会游动海绵的原因。多孔动物的共生物中最重要的是单细胞或多细胞藻类。海绵给藻类提供保护和代谢废物,而藻类供给海绵氧气,藻死亡後也可作为海绵的食物。有的动物寄生在海绵体表或体内,如剑水蚤是海产海绵最重要的寄生虫。轮虫寄生在淡水海绵体内,水蟎在其中产卵,水蛉科(Sisyridae)幼虫生活在淡水海绵体内并以海绵为食。一般说来,肉食动物不吃海绵,因为海绵气味难闻,有硬骨针。但有的贝类(石鳖、帽贝)、甲壳类和鱼类以海绵为食。倆奸属(Spongicola)的幼体可进入某些海绵内,成长後成对地生活其中而不能游出,日本人把这些虾视为白头偕老的象徵。这就是为什么在海绵的体内有时会发现一对活的小虾的原因。这是一些成对的雌雄小虾,它们钻进海绵的体内居住,长大了就出不来,“困”在里面,一直到老死。海绵供应它们养料,而小虾则在海绵体内清理孔道内的污物,双方互惠互利,和谐共存。这种现象生物学上称之为“偕老同穴”(Venus' sflowerbasket)。而海绵体内的成对小虾,由于过着这种“牢笼”生活,白头偕老,至死不渝,成为忠贞爱情的象征。日本人常把它们当做结婚礼物送给伉俪,小虾也美其名为“俪虾”。(2)滤食与节能鞭毛的摆动是要耗能的。对营固着生活的海绵动物来说,从食物中获得化学能来之不易。因此,海绵动物总是生活在有海流经过的海底,在千百万年的进化过程中,完善了一套利用天然流体流动能的本领,从而节约了宝贵的食物化学能。一个高10厘米,直径I厘米的海绵,一天内能抽海水22. 5升,出水口处的水流速度可达5米/秒。这种高速离去的水流保证了从体内排出的废物不再“回炉”。海绵动物正是有了滤食和节能的本领,才能在缺乏营养的热带珊瑚礁中和极地陆架区世代繁衍。海绵是固着的滤食性动物。海绵生活时一端固着,另一端游离,即海绵体表的众多凸起,凸起的旁边有许多小孔(入水孔),通常凸起的顶端有一个大孔(出水孔)。海绵布满全身的小孔内长着许多鞭毛和一个筛子状的环状物,可用鞭的摆动收进海水,海水带进氧气、细菌、微小藻类和其它有机碎屑,海水就从小孔流进去,到体内满布有尾细胞(即领细胞)的管道;随着领细胞尾部有节奏的摆动,海水再经环状物过滤,又从大孔流出来;水不停地从扁平状细胞的孔流入海绵体内,再从出水孔流出,看上起就像一个水泵,毫无生机。与此同时,那些微小的生物随着水流进入海绵体内,在海水中的食物粒子及氧气会被过滤出来,而剩余的部份会从出水孔排出,最后变为海绵维计生存的“自投罗网”的食物。在海绵的体表和管道内壁有扁平细胞。钙质海绵类的外表还有孔细胞,上有进水的小孔,环境不良时,孔细胞收缩而关闭小孔。中胶层里还有芒状细胞,用以分泌纤维。冠细胞的一端有一长形细胞质突,因而外形似彗星,可分泌形成骨骼的海绵质。骨细胞产生骨质,形成骨针,又可分为钙质骨细胞和矽质骨细胞。肌细胞长形,能收缩,在出水口旁最多,可控制其开闭。骨骼是海绵分类的重要依据,有的是无机质的,如钙质和矽质骨针,有的由蛋白质和其他成分组成,如海绵丝。骨针散布在体内或连成纤维,起支持和保护作用。多孔动物过滤取食,由领细胞攫取悬浮水中的食物粒,主要是细菌、有机碎屑,还可能吸收溶解的有机质。海洋中有几十万种海绵整日把水吸进去再吐出来,它们以此从水中提取食物。由领细胞上鞭毛的摆动,引起水流。在组织和水之间直接交换气体。废物经出水口和体表排泄。海绵每分钟可过滤其体积三至四倍的海水,每天通过它身体的水量则相当惊人,一个直径仅I厘米、高10厘米的海绵约有225万个鞭毛室,一天能过滤20千克海水;大的海绵可达上吨水,海绵却仅能从中摄取少得可怜的食物。(3)生殖与发育
海绵动物的生殖为无性生殖与有性生殖两种方式。①无性生殖无性生殖是以出芽生殖为主,多发生在海产种类中。当周围的环境不适合海绵生存时,海绵就会产生芽孢,由于芽孢外面有厚厚的膜可以抵御外部环境的影响,使它们可以长时间的存活,当周围环境改善后,芽孢再发育成小海绵。出芽时亲本的变形细胞,特 别是一些原细胞由中胶层迁移到母体的顶端表面聚集成团,然后发育成小的芽体,随后脱落到底部发育成新海绵,或与母体相连形成群体。淡水海绵及少数海产种类在一定条件下可以形成芽球(gemmule),也被认为是一种无性生殖,个体中的原细胞摄食了大量的物质之后聚集成团,外面包围一层造骨细胞。在原细胞团之外自行分泌一层保护膜,其成分类似于海绵丝,以保护内部的芽球细胞,之后造骨细胞分泌一层双盘状或针状的骨针,使芽球具有很强的抵抗恶劣环境的能力。一个海绵动物可以形成许多的芽球。以后当外界条件适当时,芽球内的细胞通过微孔(miCTopyle)释放出来,再形成一个新个体。海产种类的芽球外面包有海绵丝,具有或不具有骨针。少数种类的芽球不具有海绵丝。海绵动物的再生也被认为是一种无性生殖,许多种类的海绵都有很强的再生能力,例如白枝海绵,它的身体碎片只要大于0. 4mm,并带有一些领细胞,就能再生成一个新个体,这是由于海绵动物的细胞具有较强的聚合能力与识别能力。也有人将海绵动物的身体用机械方法压碎,将细胞分离,再用纱布过滤,其滤液中的分散细胞再放入海水中培养,结果分离的细胞又重新聚合,并分别迁移到正确的位置上,最后形成一个或几个新的个体。还有一个经典的实验是由Galtsoff (1925)所进行的,他用两种不同属的海绵做实验,即一种是细芽海绵(Microciona),其细胞具红色素;另一种是Haliclona,其细胞内具黄色素,他将两种预先分离成悬液的海绵细胞混合在一起,起初两种细胞随机聚合,但很快两种细胞按种彼此分开,分别形成红色细胞群及黄色细胞群,以后两种不同的细胞群各自分化,最后形成细芽海绵(红色素细胞)和Haliclona(黄色素细胞)两种新个体。以后也发现许多淡水海绵及海产的海绵都有此特性。后来有人用实验证实了海绵细胞表面的一种大分子量的糖蛋白是海绵细胞的识别分子,它具有种的特异性,所以同种的细胞能聚合,不同种的细胞相分离。同种细胞的聚合能力使它能再生及组成新的个体。海绵之所以拥有庞大而兴旺的家族,应归功于那奇特而极强的再生能力,不只能恢复受损或失去的部分,而且能从碎片甚至单个细胞形成一个新成体。海星和海参的再生能力已经很强,但是与海绵相比,可就是小巫见大巫了。在环境不利时,海绵成为小碎片,由扁平细胞外包一团原细胞构成;条件好转时,再长成海绵。由于海绵没有中央调节器官(脑),体内细胞又能迁移,所以很难区分个体和群体,只能说凡是被一共同的外胚层包著的就是一个个体。有人把海绵撕成碎片抛人海中,海绵还可以一块块独立长成一个个完整的新个体。把桔红海绵和黄海锦捣碎成细胞悬液混合在一起,能够发现两种海绵按各自的种属重新排列和聚合,形成新的桔红海绵和黄海绵。若把捣碎的海绵放在显微镜下观察,可以看见海绵细胞三五个聚成一团,不久就变成一个个新海绵体。与其他无脊椎动物相比,海绵的构造更简单,没有心脏、脑、头、嘴等器官,仅由多种细胞聚集一起构成了内、外二层体壁。外层体壁细胞分二种,扁平状细胞和环细胞。环细胞一端有一圈细小、呈棒状的纤毛,其中长有一根长长的似鞭子一样的鞭毛,细胞能不停地挥动鞭毛,将水不断地吸进和喷射出去,同时将水中的细菌、微小生物粘在鞭毛上作为自己的食物。扁平状细胞有许多孔,水通过孔流入海绵体内,因此海绵也称为“多孔”动物。海绵内层细胞可以变形并在海绵体内到处游走,还能变为其他种类的细胞,如外层的环细胞、扁平状细胞和产生精子和卵子的生殖细胞。最称奇的是,内层细胞变为其他细胞后,还能再变回来,科学家将这种细胞称为“全能细胞”,这也是为什么海绵在被打碎之后还能再长出新海绵的原因所在。
Spongia属的一种淡水海绵的芽球外有保护膜,并有骨针加固。环境好转时,原细胞自小孔逸出,分化成不同的细胞而长成新个体。其他无性生殖如形成生殖根或个体断裂。为了抵御天敌,不被鱼、海龟等动物捕食,海绵也有自己的保护措施,有的海绵会产生非常难闻的气味,使其他生物避而远之;有的会将骨针裸露在外面,使捕食者不敢轻举妄动;有的会分泌一种类似于毒液的物质,这是海绵的防御手段,用以反击敌害,或杀死周围海水中的有毒微生物,使海绵生活的周围海水变得比较洁净。②有性繁殖除了四射海绵(Tetractinellida)之外,海绵动物均能行有性生殖。大多数种类为雌雄同体(hermaphordite),但精子与卵常不在同一时期成熟,可以在同一个体内受精,但也可以在异体之间进行交配。受精卵先在海绵体内发育成幼虫,然后离开母体随水流漂浮到四周发育成小海绵。少数种类为雌雄异体(dioecism)。生殖细胞由中胶层中的原细胞形成,有时领细胞也可以失去鞭毛及原生质领而变成精原细胞(spermatogonia),再分裂形成精子。精子成熟后随水流排出体外,并随水流进入其他个体的鞭毛室。有人观察到某些热带地区的海绵能突发性的释放精子于海水中,形成一条乳白色的云雾状的精子带,其长度可达2 3米。一个海绵释放了精子常可诱导周围海绵也释放精子。释放出的精子随水流进入其他个体的鞭毛室之后,再进入领细胞。这时领细胞失去领及鞭毛,携带着精子到中胶层与卵融合而成受精卵。大多数海绵动物的受精卵是在体内发育。一些海绵动物的胚胎发育由于胚层的逆转而有很大的特殊性,不同纲的海绵胚胎发育过程也不尽相同,这主要表现在海绵动物可以形成两种不同类型的幼虫。在钙质海绵中,形成中空的两囊幼虫(amphiblastula),在寻常海绵纲中形成实心的实胚幼虫(parenchymula)。钙质海绵,例如白枝海绵或毛壶的受精卵在母体的中胶层中发育,当受精卵经细胞分裂形成16个细胞时,构成动物极的为8个小细胞,构成植物极的为8个大细胞。动物极的小细胞分裂较迅速,分裂到一定数目的细胞之后,形成了一个具有囊胚腔的囊胚,小细胞面向囊胚腔的一端都长出一根鞭毛,以后小细胞经大细胞间的开口向外翻出,结果小细胞的鞭毛移到表面,形成了一个一端有鞭毛、一端无鞭毛的两囊幼虫。两囊幼虫随水流离开母体,在水中游泳一段时间之后经过小细胞的内陷、或大细胞的外包,或两种方法的联合而形成了两层细胞的原肠胚状,并固着在底部。原来动物极的具鞭毛的小细胞形成了成体的胃层(领细胞层),原来植物极的大细胞形成了成体的皮层(扁平细胞层),再由两层细胞共同形成中胶层及变形细胞。海绵动物的这种细胞分化与分层,与所有其他多细胞动物的胚层分化不同。在除海绵动物之外的其他后生动物中,动物极的小细胞发育成成体的外层(即外胚层),植物极大细胞发育成内层(即内胚层)。钙质海绵动物的这种动物极与植物极细胞相反的分化现象称为逆转现象(inversion),因此它的两层细胞不称为外胚层与内胚层,而分别称为皮层与胃层。发育中的逆转现象是将海绵动物列为侧生动物的原因之一。钙质海绵中特别是复沟型海绵在发育中也经过一个原始阶段的重演,即发育中经过一个单沟型的原海绵(Olynthus)阶段,再经过一个双沟型的发育阶段之后,最后才形成一复沟型的成体。大多数六放海绵及寻常海绵发育中经过一个实胚幼虫,实胚幼虫的外表面除后端外均为具鞭毛的小细胞,以后具鞭毛的外层细胞移入内部,形成胃层,内部的变形细胞移到外面形成皮层。寻常海绵纲中,许多复沟型种类,发育时直接来自一个复沟型幼虫(rhagon),这种幼虫具有宽阔的基部、狭小的顶端、很大的海绵腔、很小的鞭毛室,经过体壁褶叠后发育成复沟型成体。
海绵不具备执行各种机能的器官。其最重要的结构是水管系,主要由入水孔、领细胞和出水口组成。根据领细胞的排列方式和水管的发育程度,水沟系从简单到复杂,可分成单沟型、双沟型和复沟型3个基本型。无明显的组织,体表和内腔各有一层细胞;中间为中胶层,呈胶状,内有其他细胞和纤维。单沟系海绵的内层,由领细胞构成,领细胞有鞭毛,鞭毛周围有一圈由细胞质构成的领。领细胞的主要功能是引起水流,并捕捉食物粒。中胶层中的原细胞,又称变形细胞,细胞质中含有大量核糖核酸;能把领细胞摄取的食物送到身体各部;又能演变为多种细胞,在再生中起作用;必要时可生成雌、雄生殖细胞。但钙质海绵纲(Calcispongiae)的生殖细胞(尤其是雄性生殖细胞)由领细胞变来。海绵一般雌雄同体,有时在同一个体上发生性逆转。受精方式特别,精子释出後随水流到另一海绵内,被领细胞攫住,领细胞变为变形细胞,并把精子送到卵处。胚胎发育有不同的途径,结果幼虫的型式不止一种。钙质海绵纲和某些寻常海绵纲(Demospongiae)的幼虫称两囊幼虫。寻常海绵纲约占全部海绵种类的80%,常见的幼虫是中实幼虫。幼虫游泳数小时至数天後,寻找适宜的场所固着,经变态而长成新个体。无性生殖方式有数种,芽球生殖,即由细胞(主要是原细胞)集聚起来形成芽球。在某些海产种类,这是一种正常生殖方式,有时作为度过不良环境的一种手段。5、研究与开发①演化历程人类和所有动物的祖先是至少在地球上生活了 5亿年的海绵,而海绵的祖先竟然是真菌!今天,大多数生物学家相信地球上的生命最早起源于一种非常简单的生物,但是这种简单的古老生物到底是什么?与今天的人类和动物有什么关系?却很长时间没有找到答案。不过,在美国国家卫生研究院和美国航天局的资助下,美国微生物进化学专家米切尔 索金(Michell Sogin)运用自动DNA排列技术和计算机程序,在最近找到了这个问题的答案人类和所有动物的祖先是至少在地球上生活了 5亿年的海绵,而海绵的祖先是真菌!索金说,了解动物是怎样进化的,很有意义一不仅能够帮助我们了解未来生命将发生什么变化,甚至能帮助我们了解在宇宙中其他生命存在的可能性。凶猛、多情、好动-海绵的性格并不“绵”索金在了解真菌之前先了解了海绵。在地球上的海洋里,至少有9,000种海绵。有的海绵甚至生活在淡水中。它们靠身上的小孔,从成吨的海水中过滤到几克微薄的营养物质维持生命。海绵是多细胞(multicellular)生物,虽然有些海绵有玻璃一样的骨骼。但是总体上看,海绵没有组织、肌肉、器官、神经、大脑这些要件。海绵细胞的主要成分是碳酸钙或碳酸硅以及大量的胶原质。在海绵的管壁上,长有摆动的长须(cilia),长须能从海水中滤掉废物,留下营养。不论海绵的体积多大,所需要的食物只要能满足每一个细胞就够了,并不贪婪。当然,海绵中也有“凶猛”者。在夏威夷生长的火海绵能够分泌毒液,给其它动物造成剧痛;生长在地中海的一种海绵,则具备诱骗小甲壳类动物的能力,能够伸出锋利的刺把它们团团围住,饱餐一顿。海绵也是最早的有性繁殖生物 ,大多数的海绵都是雌雄同体的,能够同时产生卵子和精子并排入水中。精子会一直在海水中遨游,直到找到另一个海绵管道的接收入口。海绵的多情还表现在它还有另外一种生殖方式一如果一块海绵遭受外力破坏,被拆散了的细胞会在海水中寻找同伴,然后重新聚在一起,仿制出一块与它们父母辈相同的海绵。海绵受伤以后,不会用新细胞代替旧细胞的方式愈合伤口,而是调动旧的细胞到创伤处,阻止伤口进一步蔓延。就这样,海绵很潇洒地生活在水下,并为周围成千上万种生物提供庇护所。此外,海绵其实很好动。1986年美国北卡罗来纳州大学的生物学家卡尔汗 邦德(Calhoun Bond)就发现,海绵并不是静止不动的,他通过精密仪器观察到,海绵的边缘会像肢体一样帮助自己移动,有的一天能移动4毫米,有的居然能爬上玻璃容器壁。从一百五十万分之一概率中找答案一遗传因子分析像大海捞针以往,科学家判断动物之间的联系主要依赖于观察动物外观,包括化石来判断。如果两种生物拥有共同的特征,比如爪子,就会被认为具有某种亲属关系。随着基因技术的突飞猛进,利用基因分析寻找生物源头开始了实际应用。上世纪70年代,索金的导师卡尔 乌伊斯(Carl ffoese)就开始了这方面的研究。1989年索金成立了实验室,接过导师的课题继续研究。索金把研究方向集中在基因的进化以及寄生虫方面,他希望通过这些研究,回答导师提出的问题生命最重要的单位,细胞是如何形成的。基因分析并不是比较某些生物的全部基因构成,而是通过比较某些生物共有的基因段,分析其中的差异来判断两者之间的关系,如果两者有相似的基因排列,并且带有同样的基因特征,那么就可以推论两种生物具有同一个祖先。如果基因排序非常不同,那就可以知道它们在很早以前就分叉,朝着不同的方向进化了。索金希望在这种理论指导下,采用核糖体RNA手段,建立一个客观的动物进化结构方程式,他从极为罕见的古菌(archaea)的基因排序入手,从浮游生物、真菌、海绵、水母、海葵、软体动物中提取DNA,比较它们的基因排列顺序,比较核糖体RNA,并且应用十进位计数法,来计算它们与昆虫、鱼类、鸟类、哺乳动物之间的关系。二十多年前,基因技术还刚刚起步,这样的计划在当时是非常有远见的。在二十世纪八十年代初,科学家确定红海绵的一个遗传因子就要消耗一年的时间,所有的工作都是手工操作。几年之后,他们能在一年内分析10 15个因子。今天,索金已经能在一夜之间做1,000个因子分析了。但即便是今天,一段特定的染色体组也可能包含着30亿对基础对,要找出2,000对的关系,概率为一百五十万分之一,因此,要找到答案仍然像是大海捞针。②前世今生索金查遍了所有的最古老生物,如水母、海葵、海绵、软体动物、海星等的基因后,终于得出结论海绵毫无疑问是今天所有动物最直接的祖先。在索金以前,一些生物学家怀疑海绵实际上是一种植物,另一些生物学家怀疑海绵是独立于动物进化链之外的一种生物,和今天的进化结果没有联系。他的发现还显示,在海绵之后的“晚辈”是刺丝胞动物(cnidarians)类,比如水母、海葵、珊瑚等等,它们和海绵一样拥有袋状体形,它们都具有触角,并且在触角的末端都有像嘴巴一样张开的口。但是海绵的细胞形状具有环形细胞的特点,它带有非常小的长须,这些须又被一群更小的(毛状)微绒毛包围着。成千上万的须在水中不停地挥动着,将新鲜的海水送入“口中”。索金相信海绵最直接的祖先是领鞭虫,领鞭虫也是单个细胞的生物,有着长鞭一样的须,而包围着须的是一系列微绒毛。它们当中的一些甚至靠得很近结成了群落,几乎快要发展成动物了。虽然,今天已经无从知道最早的海绵是什么样子,但是至少仍然具备一些今天海绵的特征,今天我们能发现硅藻属、马蹄蟹这些动物都和它们进化之前的样子几乎一样。所有的动物都来自真菌索金更重要的发现是,在进化坐标上,比领鞭虫更早的祖先是真菌,海绵和所有的动物包括人类都来自真菌。在此之前,很多科学家都将真菌错误地归类于植物。但是索金的研究发现,植物和真菌是完全不同的两类生物。真菌和动物最早来自同一个家族,这一点不仅对认识生命来源具有意义,对认识真菌对人体的入侵更具有现实意义。索金说,真菌导致的疾病包括癣菌病、香港脚、心肌炎。真菌导致的疾病之所以难治是因为真菌和人类有很多共同点,只有当两种生物具有不同的特点,或者说在治疗的同时不伤及主体时,治疗才更容易,这一点,相信会对将来的生物医学研究有启发。另外,每年成千上万的艾滋病病人死于卡式肺囊虫肺炎。直到最近,很多人都还相信这是一种与疟疾有关的寄生原生动物引起的,但是索金研究小组最近发现,卡式肺囊虫肺炎实际上是一种与真菌管型密切的生物,用对抗真菌的药物就可以有效地抑制卡式肺囊虫肺炎。索金说,在海绵和刺丝胞动物之后,才出现了昆虫这种两边对称的生物,此后,生物发生了一次爆炸性的进化革命,从此,生物有目的的活动能力大大加强,具备了以往任何生物所没有的优越性。③用途古希腊人、古罗马人和中国古代劳动人民很早就认识和采集海绵动物,特别是浴用海绵,网孔细、弹力强、吸水性好,可以用于洗澡擦身、洗碗等,后来又在工艺、医学和日常生活方面展现了越来越多的广泛用途,如做油漆刷子,用作钢盔的衬垫和其他垫子,烧成灰能治疗脚痛等。在地中海、红海和美洲沿海等地,人工养殖海绵动物业十分发达,人们将海绵切割成块,用绳系在架上,投入海中,2 3年就可收获大批海绵了。不过,随着人造海绵业的发展,已经使得海绵动物养殖业日趋衰落。但是随着科学技术的不断发展,人们又发现了海绵动物新的价值,例如有人正在研究用海绵净化海水,以达到维持海洋环境生态平衡的目的。
目前,海绵是发现海洋活性物质最丰富的海洋生物,已经成为海洋药物开发的重要资源。此外,美国科学家近日表示,他们已经确认了一种生长在黑暗的海底深处的海绵体可以产生细细的玻璃纤维,这种纤维能够至少像通信工业使用的光纤电缆一样传输光能。这种天然产生的玻璃纤维还较之人工制造的光纤电缆更有柔韧性。这种海绵体生长在热带的海底深处,其高约I英尺半,带有一个复杂的硅网结构,玻璃纤维在海绵体的底部形成一个冠状物。纤维大约2 7英寸长,每根与人体毛发差不多粗。由于海绵具有降解海水污染物的能力,也展示了在海洋污染方面的应用价值。近年来,已经有科学家提出“海绵生物技术”的概念。可以预见,海绵在海洋药物、海洋生物材料、海洋环境保护中将发挥重大作用。④饲养饲养难度因在捕捉后及鱼店处理不当,或没有足够的食物提供,所以饲养困难,在缸中难以长久饲养。温度22 28°C水流中至稍强水流光度大部份海绵没有共生藻,对光照没有要求(但放在强光处,有可能引致苔生长于海绵上,所以放在暗位比较适合。)食物必须喂饲。可喂浮游食物。备注处理海绵时候,海绵是不可离开水的,否则海绵内的进食的管道会被空气阻塞,引致海绵不能进食浮游植物,然后便会慢慢死亡。⑤开发科学家热衷对海绵的研究不仅因为它们是动物最原始的祖先,而且希望通过它们对整个海洋的生态进行研究。自从上世纪中叶科研人员发现海绵中有许多活生物质,能杀死各种有害细菌和病毒后,世界上从事海绵研究的人越来越多。但是,中国科学院海洋研究所等海洋科研院所中搞海洋分类学研究的人几乎是清一色的银发苍苍的老科学家,而年轻的研究人员却见不到,尤其海绵动物分类学研究更是后继乏人。海绵动物是一种最原始、最低等的多细胞动物,不仅奇形怪状,而且有超常的再生能力。海绵不仅能用于日常生活,而且由于其含有天然抗生素,能杀死结核杆菌,可为人们治疗风湿及神经系统疾病。此外,海绵能分泌一种类似于毒液的物质,用以反击敌害或杀死周围海水中的有毒微生物,科学家还发现海绵体内的这种毒素可以用来制药,治疗肿瘤、心血管和呼吸系统等疾病。更叫人欣喜的是,海绵体内有多种抗癌物质,有些已被提取,正广泛应用于临床。三十多年前,人们发现海绵体内有许多特殊的化学物质,可作为药物的原料,医治某些疑难疾病,到目前为止,人们已在海绵类动物体内发现了多种活性物质,能杀死多种细菌与病毒,所以近年来它又引起人们的注意,将会为人类同疾病、尤其是同癌症进行斗争做出贡献。最近有报道,深海海绵中发现抗疟疾物质(中国金药网)。法国开发研究所的科学家最近宣布,在新喀里多尼亚深海的天然海绵中发现了抗疟物质。另外,根据法国开发研究所的研究报告,在广瀚的海洋生物资源里,深藏着大量对病毒、细菌或是癌细胞具有抑制功能的天然物质和细胞蛋白质。而目前人类对于这一自然宝藏的认识、研究和化学分析还不到I %。 (二)常用中药有效成分的提取分离方法I、溶剂提取法(I)原理溶剂提取法是根据中草药中各种化学成分在溶剂中的溶解性质,选用对活性成分溶解度大,对不需要溶出的成分溶解度小的溶剂,将有效成分从药材组织内溶解出来的方法。当溶剂加到中草药原料(需适当粉碎)中时,溶剂由于扩散、渗透作用逐渐通过细胞壁透入到细胞内,溶解了可溶性物质,而造成细胞内外的浓度差,于是细胞内的浓溶液不断向外扩散,溶剂又不断进入药材组织细胞中,如此多次往返,直至细胞内外溶液浓度达到动态平衡时,将此饱和溶液滤出,继续多次加入新溶剂,就可以把所需要的成分近于完全溶出或大部溶出。中草药成分在溶剂中的溶解度直接与溶剂性质有关。溶剂可分为亲水性有机溶剂及亲脂性有机溶剂,被溶解物质也有亲水性及亲脂性的不同。有机化合物分子结构中亲水性基团多,其极性大而疏于油;有的亲水性基团少,其极性小而疏于水。各类溶剂的性质,同样也与其分子结构有关。这样,发明人就可以通过对中草药成分结构分析,去估计它们的此类性质和选用的溶剂。总的说来,只要中草药成分的亲水性和亲脂性与溶剂的此项性质相当,就会在其中有较大的溶解度,即所谓“相似相溶”的规律。这是选择适当溶剂自中草药中提取所需要成分的依据之一。(2)溶剂的选择运用溶剂提取法的关键,是选择适当的溶剂。溶剂选择适当,就可以比较顺利地将需要的成分提取出来。选择溶剂要注意以下三点①溶剂对有效成分溶解度大,对杂质溶解度小溶剂不能与中药的成分起化学变化;③溶剂要经济、易得、使用安全等。常见的提取溶剂可分为以下三类①水水是一种强的极性溶剂。中草药中亲水性的成分,如无机盐、糖类、分子不太大的多糖类、鞣质、氨基酸、蛋白质、有机酸盐、生物碱盐及苷类等都能被水溶出。为了增加某些成分的溶解度,也常采用酸水及碱水作为提取溶剂。②亲水性的有机溶剂也就是一般所说的与水能混溶的有机溶剂,如乙醇(又称酒精)、甲醇(又称木精)、丙酮等,以乙醇最常用。乙醇的溶解性能比较好,对中草药细胞的穿透能力较强。亲水性的成分除蛋白质、粘液质、果胶、淀粉和部分多糖等外,大多能在乙醇中溶解。难溶于水的亲脂性成分,在乙醇中的溶解度也较大。还可以根据被提取物质的性质,采用不同浓度的乙醇进行提取。用乙醇提取比用水量较少,提取时间短,溶解出的水溶性杂质也少。乙醇为有机溶剂,虽易燃,但毒性小,价格便宜,来源方便,有一定设备即可回收反复使用,而且乙醇的提取液不易发霉变质。由于这些原因,用乙醇提取的方法是历来最常用的方法之一。甲醇的性质和乙醇相似,沸点较低(64°C),但有毒性,使用时应注意 ③亲脂性的有机溶剂也就是一般所说的与水不能混溶的有机溶剂,如石油醚、苯、氯仿、乙醚、乙酸乙酯、二氯乙烷等。这些溶剂的选择性能强,不能或不容易提出亲水性杂质。但这类溶剂挥发性大,多易燃(氯仿除外),一般有毒,价格较贵,设备要求较高,且它们透入植物组织的能力较弱,往往需要长时间反复提取才能提取完全。如果药材中含有较多的水分,用这类溶剂就很难浸出其有效成分,因此,大量提取中草药原料时,直接应用这类溶剂有一定的局限性。(3)提取方法用溶剂提取中草药成分,常用浸溃法、渗漉法、煎煮法、回流提取法及连续回流提取法等。同时,原料的粉碎度、提取时间、提取温度、设备条件等因素也都能影响提取效率,必须加以考虑。①浸溃提取法(简称浸溃法)浸溃法系将中草药粉末或碎块装入适当的容器中,加入适宜的溶剂(如乙醇、稀醇或水),浸溃药材以溶出其中成分的方法。本法比较简单易行,但浸出率较差,且如用水为溶剂,其提取液易发霉变质,须注意加入适当的防腐剂。②渗漉提取法(简称渗漉法)渗漉法是将中草药粉末装在渗漉器中,不断添加新溶剂,使其渗透过药材,自上而下从渗漉器下部流出浸出液的一种浸出方法。当溶剂渗进药粉、溶出成分比重加大而向下移动时,上层的溶液或稀浸液便置换其位置,造成良好的浓度差,使扩散能较好地进行,故浸出效果优于浸溃法。但应控制流速,在渗渡过程中随时自药面上补充新溶剂,使药材中有效成分充分浸出为止。或当渗滴液颜色极浅或渗涌液的体积相当于原药材重的10倍时,便可认为基本上已提取完全。在大量生产中常将收集的稀浸出液作为另一批新原料的溶剂之用。③煎煮提取法(简称煎煮法)煎煮法是中国最早使用的传统的浸出方法。所用容器一般为陶器、砂罐或铜制、搪瓷器皿,不宜用铁锅,以免药液变色。直火加热时最好时常搅拌,以免局部药材受热太高,容易焦糊。有蒸汽加热设备的药厂,多采用大反应锅、大铜锅、大木桶,或水泥砌的池子中通入蒸汽加热。还可将数个煎煮器通过管道互相连接,进行连续煎浸。④加热回流提取法应用有机溶剂加热提取,需采用回流加热装置,以免溶剂挥发损失。小量操作时,可在圆底烧瓶上连接回流冷凝器。瓶内装药材约为容量的20% 60%,溶剂浸过药材表面约I 2cm。在水浴中加热回流,一般保持沸腾3 6小时,放冷过滤,再在药渣中加溶剂,作第二、三次加热回流分别约半小时,或至基本提尽有效成分为止。此法提取效率较冷浸法高,大量生产中多采用连续提取法。⑤连续回流提取法应用挥发性有机溶剂提取中草药有效成分,不论小型实验或大型生产,均以连续提取法为好,而且需用溶剂量较少,提取成分也较完全。实验室常用脂肪提取器或称索氏提取器。连续提取法,一般需数小时才能提取完全。提取成分受热时间较长,遇热不稳定易变化的成分不宜采用此法。2、分离和纯化方法上述提取法所得到的中草药提取液或提取物仍然是混合物,需进一步除去杂质,分离并进行精制。(I)溶剂分离法一般是将上述总提取物,选用三、四种不同极性的溶剂,由低极性到高极性分步进行提取分离。水浸膏或乙醇浸膏常为胶状物,难以均匀分散在低极性溶剂中,故不能提取完全,可拌入适量惰性填充剂,如硅藻土或纤维粉等,然后低温或自然干燥,粉碎后,再以选用溶剂依次提取,使总提取物中各组成成分,依其在不同极性溶剂中溶解度的差异而得到分离。利用中草药化学成分,在不同极性溶剂中的溶解度进行分离纯化,是最常用的方法。(2)溶剂萃取法①萃取法溶剂提取萃取法又简称萃取法,是利用混合物中各成分在两种互不相溶的溶剂中分配系数的不同而达到分离的方法。萃取时如果各成分在溶剂中分配系数相差越大,则分离效率越高;如果在水提取液中的有效成分是亲脂性的物质,一般多用亲脂性有机溶剂,如苯、氯仿或乙醚进行萃取,如果有效成分是偏于亲水性的物质,在亲脂性溶剂中难溶解,就需要改用弱亲脂性的溶剂,例如乙酸乙酯、丁醇等。还可以在氯仿、乙醚中加入适量乙醇或甲醇以增大其亲水性。提取黄酮类成分时,多用乙酸乙脂和水萃取。提取亲水性强的皂苷则多选用正丁醇、异戊醇和水作萃取。不过,一般有机溶剂亲水性越大,与水作萃取的效果就越不好,因为能使较多的亲水性杂质伴随而出,对有效成分进一步精制影响很大。②逆流连续萃取法是一种连续的溶剂萃取法。其装置可具有一根、数根或更多的萃取管。管内用小瓷圈或小的不锈钢丝圈填充,以增加溶剂萃取时的接触面。如果一种中草药的水浸液需要用比水轻的苯、乙酸乙酯等进行萃取,则需将水提浓缩液装在萃取管内,而苯、乙酸乙酯贮于高位容器内。萃取是否完全,可取样品用薄层层析、纸层析及显色反应或沉淀反应进行检查。
③逆流分配法逆流分配法又称逆流分溶法、逆流分布法或反流分布法。逆流分配法与溶剂逆流萃取法原理一致,但加样量一定,并不断在一定容量的溶剂中,经多次移位萃取分配而达到混合物的分离。④液滴逆流分配法液滴逆流分配法又称液滴逆流层析法。为近年来在逆流分配法基础上改进的溶剂萃取法。对溶剂系统的选择基本同逆流分配法,但要求能在短时间内分离成,并可生成有效的液滴。由于移动相形成液滴,在细的分配萃取管中与固定相有效地接触、摩擦不断形成新的表面,促进溶质在溶剂中的分配,故其分离效果往往比逆流分配法好。(3)大孔吸附树脂法大孔吸附树脂是20世纪60年代发展起来的一类有机高聚物吸附剂,具有良好的吸附性能,近十余年来逐渐被应用于中草药化学成分的提取分离和中药新药的开发研制。大孔吸附树脂为吸附和筛选原理相结合的分离材料。它的吸附性是由于范德华引力或生成氢键的结果。筛选原理是由于其本身多孔性结构所决定。由于吸附和筛选原理,有机化合物根据吸附力的不同及分子量的大小,在大孔吸附树脂上经一定的溶剂洗脱而分开。这使得有机化合物尤其是水溶性化合物的提纯得以大大简化。大孔吸附树脂的骨架由苯乙烯和二乙烯苯缩聚而生成,由于改性剂的加入,大孔吸附树脂的极性发生改变,按照树脂的表面性质,吸附树脂一般分为非极性、中极性和极性三类。非极性吸附树脂是由偶极矩很小的单体聚合物制得的不带任何功能基的吸附树月旨。典型的例子是苯乙烯-二乙烯苯体系的吸附树脂,如D101、XAD-l、DiaionHP-10大孔吸附树脂。中极性吸附树脂指含酯基的吸附树脂,如丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯与双甲基丙烯酸酯等交联的一类共聚物。它是在非极性大孔吸附树脂的基础上,加入丙烯酸甲酯或丙烯腈缩聚而成,如中国国内经常使用的AB-8大孔吸附树脂。极性吸附树脂是指含酰胺基、腈基、酚羟基等含氮、氧、硫极性功能基的吸附树脂。此外,有时把含氮、氧、硫等配体基团的离子交换树脂称作强极性吸附树脂,强极性吸附树脂与离子交换树脂的界限很难区别。极性大孔吸附树脂可以由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺或亚砜类缩聚而成,如日本三菱化工的Diaion HP 2MG、美国Rohm-hass公司的XAD-10,XAD-9大孔吸附树脂。与活性炭和其它吸附剂相比,大孔吸附树脂具有很多的优点,如对某种物质的吸附选择性较高;物理化学稳定性和机械强度较好;品种规格较多,可根据需要改变树脂物理或化学结构;吸附树脂一般为球状颗粒,流体阻力较小等等。因而被广泛应用于化工、医药等领域,近年来关于大孔吸附树脂在天然产物提取分离中的应用研究报道越来越多。大孔吸附树脂对中草药化学成分如生物碱、黄酮、阜苷、香豆素及其他一些苷类成分都有一定的吸附作用。对糖的吸附能力很差,对色素的吸附能力较强。(4)沉淀法是在中草药提取液中加入某些试剂使产生沉淀,以获得有效成分或除去杂质的方法。如铅盐沉淀法铅盐沉淀法为分离某些中草药成分的经典方法之一。由于醋酸铅及碱式醋酸铅在水及醇溶液中,能与多 种中草药成分生成难溶的铅盐或络盐沉淀,故可利用这种性质使有效成分与杂质分离。然后将铅盐沉淀悬浮于新溶剂中,通以硫化氢气体,使分解并转为不溶性硫化铅而沉淀。
(5)盐析法盐析法是在中草药的水提液中,加入无机盐至一定浓度,或达到饱和状态,可使某些成分在水中的溶解度降低沉淀析出,而与水溶性大的杂质分离。常用作盐析的无机盐有氯化钠、硫酸钠、硫酸镁、硫酸铵等。(6)透析法透析法是利用小分子物质在溶液中可通过半透膜,而大分子物质不能通过半透膜的性质,达到分离的方法。反之也可将大分子的杂质留在半透膜内,而将小分子的物质通过半透膜进入膜外溶液中,而加以分离精制。(7)结晶、重结晶和分步结晶法鉴定中草药化学成分,研究其化学结构,必须首先将中草药成分制备成单体纯品。在常温下,物质本身性质是液体的化合物,可分别用分馏法或层析法进行分离精制。一般地说,中草药化学成分在常温下多半是固体的物质,都具有结晶体的通性,可以根据溶解度的不同用结晶法来达到分离精制的目的。3、常用干燥方法(I)真空干燥是基于这样的基本原理水的饱和蒸气压与温度紧密相关,在真空状态下,水的沸点降低,即在真空下操作也就是在低温下操作,可避免在高温下营养成分如维生素等的破坏,同时提高了干燥速度。真空干燥在食品、制药、化工等行业有广泛的应用,中国也开发和引进了各种真空干燥设备,其结构形式多种多样。常用的形式主要有箱式真空干燥器、双锥式真空干燥器、带式真空干燥器等。这些传统的真空干燥装置主要采用热风,蒸汽或电等加热,利用热传导、对流或辐射原理将热量从外部传到物料内部。真空干燥具有干燥温度低,干燥室内相对缺氧,可避免脂肪氧化,色素褐变等一系列优点,适合于热敏感性食品物料的干燥,此外设备成本、干燥费用也相对较低。(2)喷雾干燥是流化技术用于液态物料干燥的一种方法。因是瞬间干燥,特别适用于热敏性物料,故所得产品质量好,保持原来的色香味,且易溶解。利用喷雾干燥来制备微囊的研究正在进行,它是将心料混悬在衣料的溶液中,经离心喷雾器将其喷入热气流中,所得的产品是衣料包心料而成的微囊,这种微囊粉末可采用于直接压片,也可制备胶囊剂、糖浆剂或混悬剂。(3)冷冻干燥是将干燥液体物料冷冻成固体,在低温减压条件下利用冰的升华性能,使物料低温脱水而达到干燥的一种方法。由于物料在高度真空及低温条件下干燥,故对某些极不耐热物品的干燥很适合。王大林报道了一种喷雾通气冻干新技术,是利用冷的空气或氮气作为介质,迅速流经冻结物使水升华,喷雾冻干制得的产品微粒小、干燥快、时间短、均匀、流动性好,并具良好的速溶性。近年来,对膏状物料和粘稠物料干燥的研究取得了较大进展,流态化技术、喷射技术、惰性载体技术,则是在此研究基础上发展起来的。旋转闪蒸干燥机、热喷射气流干燥机、惰性载体干燥机均适合热敏性物料和膏状物料的干燥。这些新的研究成果用于中药制剂生产,将大大改善中药加工的技术水平,提高生产效率。(4)远红外加热干燥法是一项新的干燥技术,其干燥原理是将电能转变为远红外辐射,从而 被药材的分子吸收,产生共振,引起分子和原子的振动和转动,导致物体变热,经过热扩散、蒸发和化学变化,最终达到干燥的目的。远红外干燥可节省电能20 % 50 %,效果较好。(5)微波干燥法是一项20世纪60年代迅速发展起来的新技术,微波干燥实际上是通过感应加热和介质加热,使被干燥物中的水分和脂肪不同程度地吸收微波能量,并把它转变为热量从而达到干燥的目的。微波干燥可杀灭微生物和霉菌,并具有消毒作用。目前中国生产的微波加热成套设备有915mhz和2450mhz两个频率。4、超临界CO2萃取方法(I)有关动、植物脂肪油成分的提取方法有水煮法、水媒分离法、分子蒸馏和减压蒸馏法、金属加合法、萃取结晶法、分盘冷冻压榨法和有机溶剂法等。采用水煮加热法,因加热时间长、温度高,易使对热不稳定的挥发成分发生变化,如一些不饱和脂肪酸的氧化。水媒分离法,此分离法的明显优点是消除了有机溶剂法造成的高费用和公害,但是这种技术的缺点是得到的饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的纯度或级别不如有机溶剂分离法高。分子蒸馏和减压蒸馏法为减少热变性,需用尿素加合物等方法来除去大部分饱和脂肪酸,在得到的产品中必须将其除去;虽然可得到较纯的脂肪酸,但需几步才能达到目标,较费时、费力,增加了生产成本。金属加合法分离需要较低的低温处理,最后还要设法去除金属离子,清除不尽还会造成金属离子污染。萃取结晶法得到脂肪酸纯度较高,在较低的温度下进行,能防止脂肪酸的氧化,但时间较长,不太适用于大规模的工业化生产。分盘冷冻压榨法缺点是,安放盘架和液压机的冷冻室需要数千平方米的面积和庞大的冷却系统,大的设施需要多人操作,劳动强度高,分离速度缓慢,效率低,不能连续操作。有机溶剂法是采用石油醚或乙醚有机溶剂在水浴上加热情况下,进行回流循环提取;由于所采用的有机溶剂如石油醚或乙醚等均为一种低沸点物质,易燃易爆,同时,有机溶剂的使用一方面会污染环境,另一方面有机溶剂有可能在提取物中有残留,会影响提取物在医药上的进一步应用。(2)有关动、植物脂肪油成分的超临界CO2萃取方法一种流体当处在其临界温度和压力状态时,被称为超临界流体。由于超临界流体的密度接近于液体,具有与液体溶剂相当的萃取能力。又具有与气体相当的低粘度,扩散能力比液体要大100倍,因而具有较高的传质性。采用超临界萃取的时候,利用超临界流体的这些性质,使之与待分离的物质相接触穿透基体,从中萃取出目标物质。然后利用降压和/或升温的办法降低其密度,从而降低溶质在其中的溶解度,使被萃取物与溶剂分离。因为不同的物质在相同的萃取条件下溶解度是不同的,因而有可能借助这种差异将它们进一步分开。超临界流体萃取常常选用0)2等临界温度低且化学惰性的物质为萃取剂,它特别适用于热敏物质和易氧化物质的分离,因此非常适用于对于动物油脂的提取分离。因此,本发明采取该方法,能够制备高纯度的被提取物的脂肪油。超临界CO2萃取方法是这样提取的把干燥的被提取物的粗粉放在超临界萃取设备中用CO2进行萃取,减压后即得被提取物的脂肪油,室温条件下呈浅黄色透明油状;提取的被提取物的脂肪油中总脂肪酸的纯度在40以上,优于其他提取方法;总脂肪酸一般包括油酸、亚油酸、棕榈酸以及余量的其他组分等。超临界CO2萃取被提取物的脂肪油的方法包括如下步骤
(I)将干燥的被提取物粉碎至10 30目后,置于超临界萃取釜中,连续地通入超临界状态下的CO2进行萃取,优选的条件一般是C02流量10 55kg/h -kg原料、压力5 50Mpa、温度15 75°C、时间0. 5 6h ;进一步优选的条件一般是C02流量45kg/h kg原料、压力35Mpa、温度50。。、时间Ih ;(2)将萃取了被提取物的脂肪油的CO2减压至I 12MPa,即可获得在室温条件下被提取物的脂肪油,被提取物的脂肪油中总脂肪酸的纯度在40%以上,萃取物的理化性状和脂肪酸纯度都优于其他提取方法。萃取条件的选择是通过以下办法实现的首先选定四因素、三水平,根据正交设计方法,按L9(34)交设计表安排实验(正交实验设计安排参考郭祖超主编的《医学统计学》, 人民军医出版社,1999年第一版)。从正交实验结果,分析得到萃取工艺条件。对超临界CO2萃取的被提取物的脂肪油进行脂肪酸甲酯化后,进行气相色谱 质谱分析。超临界CO2萃取被提取物的脂肪油的制备方法不使用有机溶剂等物质,不会污染环境,也不存在有害溶剂残留等问题,而且操作简便、萃取时间短、产品纯度高,使用的CO2廉价而且可重复循环使用,工业生产成本低廉。(三)抗肿瘤药物的研究概况恶性肿瘤严重危害人们的健康,据RST统计,在全世界五十多多亿人口中平均每年死于恶性肿瘤者达690万人,新发病例为870万例,且数字还在逐年增加。因此,各国政府、研究机构及制药公司长期以来一直对肿瘤研究和抗肿瘤药物予以高度重视,在抗肿瘤药物的研究上,目前已取得了重大进展。近年来,分子肿瘤学、分子药理学的发展使肿瘤本质正在逐步阐明;大规模快速筛选、组合化学、基因工程等先进技术的发明和应用加速了药物开发进程;抗肿瘤药物的研究与开发已进入一个崭新的时代。抗肿瘤药物正从传统的细胞毒性药物,向针对机制的多环节作用的新型抗肿瘤药物发展。因此,研究开发新型的抗肿瘤药物成为迫切的需要。2000年世界七大药品市场表明,抗肿瘤药物的药品市场已从20世纪90年代中期的4亿多美元增长了近一倍,2001年全球市场价值已近12亿美元;国外分析家预测在未来十年内患者将会增加到20%左右,药品市场的增长速度将有较大幅度的上升。由于患者的不断增多,治疗药物的市场销售额也一直在稳步增长。20世纪90年代该类药物已成为畅销药物,1995年世界销售额已达50亿美元。21世纪初,该类药物的销售额超过了排列在前三位的治疗心血管病药物、治疗胃肠道病药物和抗感染药物市场的份额,其发展势头看好。目前,该类疾病已越来越受到中国国家和社会的高度重视,而且由于该类疾病类似于糖尿病等富贵病,一样需要长期服用治疗药物,因此其用药市场随着人口老龄化而逐渐扩大,市场前景看好。基于此,为及时了解中国治疗药物的市场状况,中国国家食品药品监督管理局南方医药经济研究所信息中心选取中国六个主要用药城市(北京、上海、广州、南京、杭州、成都)的百家抽样医院、60名医生专家和120名消费者,对中国国内用药市场(1999年及2000年)及其主要竞争品种进行了全面的市场调研活动。药品销售的数据表明,全球制药企业50强在2007年的处方药销售额增长为2. 8%,而其中抗肿瘤类药物增长最快,达14%。2006年数据同样表明,10类药物中抗肿瘤药物的销售增长居首位,达20. 5%。这反映了对抗肿瘤药物的持续、快速增长的市场需求。中国在制定中长期科学发展规划的基础上,提出设立一批重大专项。“重大新药创制”是从“十一五”到2020年间国家支持的重大项目之一。该项目将针对肿瘤、心血管病等多种严重危害人民的重大疾病,研制创新药物。很明显,抗肿瘤新药的研究与开发,既是防治严重危害人民疾病的需要,也是中国持续发展和建设创新型国家的重要任务。“重大新药创制”专项的设立,将对中国抗肿瘤新药研发的进程产生积极的影响。癌症治疗是医学与生物学的重大难题。研制可根治肿瘤的药物,仍然“任重道远”。与世界先进水平相比,中国在抗肿瘤新药研究方面仍有不小差距。抗肿瘤新药的研究与开发是一项艰巨的任务,是一个长期、复杂的过程,需要科技人员长期专心致志地工作与积累。因此,需要为研究者提供稳定的工作环境与条件;需要各方面专业人员和相关机构通力合作;需要有利 于推动合作的政策保障措施和组织协调机制;需要有较大数量经费包括临床前研究与临床研究的经费的大力支持。当前,抗肿瘤新药研发正面临良好的机遇。中国医药科学的发展,为研制各种新型抗肿瘤药物提供了重要的理论基础和新的技术支撑。中国医疗卫生事业的发展,对包括癌症在内的重大疾病治疗药物提出了更高的要求,中国市场和世界市场的巨大需求能给研发单位带来可观的经济效益。中国设立“重大新药创制”重大专项,将大大促进中国新药包括抗肿瘤新药的研究与开发。癌症治疗药品占世界药品市场的第七位,到2005年底价值61亿美元。而目前抗癌症药物主要是缓解症状,并不遏制病情的发展。因此,结合中国的传统中草药,从中发掘有效、低毒、价廉的治疗癌症的药物,寻求一种有效的治疗方法来阻止潜在的发病过程是很必要的,所以本发明认为研制用于预防、诊断、检测、保护和治疗等方面的产品特别是药物具有非常重要的意义,也能够产生显著的社会效益和经济效益。下面就其中本发明重点关注的几个重要类型的癌症研究进展进行总结。(四)肺癌的研究进展I、概述原发性支气管肺癌(简称肺癌),是目前世界上最常见的恶性肿瘤,每年有一百二十万新增病例,其中非小细胞肺癌约占80%。肺癌更是中国第一致死癌症,每年有60万患者死于肺癌。肺癌的发病率和致死率已高居榜首,占全部恶性肿瘤的16%,全部癌症死亡人数的28%,严重危害人类的健康。尽管手术、放疗、化疗成为治疗肺癌的三大犀利武器,但中国肺癌的发病率一直呈上升趋势,平均每年递增11.9%,预计到2025年,中国每年新发肺癌病人数可达100万人,成为第一大肺癌大国。中国医药在世界各国的肺癌防治中也发挥着不可替代的作用,取得了令人瞩目的成绩,受到了广泛的关注。2、肺癌病因的研究肺癌病因①吸烟;②物理化学致癌因子;③大气污染;④慢性肺部疾患及机体免疫功能低下;⑤内分泌失调以及⑥家族遗传因素等。1998年美国学者Minna通过前瞻性地对肺癌发生、发展过程中分子病理学研究,提出了肺癌细胞的基因变异模式3P基因丢失一9P基因丢失及ras基因突变一原位癌(p53,17pl3. 3基因突变)—肺癌侵袭或转移(pl5、pl6、C_myc、c_erB2、EGFR基因突变)。10号染色体丢失的磷酸酶和张力蛋白同源物(简称PTEN)基因是一个具有磷酸酶活性的抑癌基因,PTEN阳性表达在肺癌组织中明显低于正常肺组织,它可能参与了肺癌的发展及浸润和转移肺癌中pl6基因都存在结构和功能的异常,证明了 pl6基因失活与肺癌的发生相关。P15基因是新发现的抑瘤基因,其产物pl5蛋白对细胞生长起负调节作用,血管内皮生长因子(简称=VEGF)是促血管生成因子之一,肿瘤细胞产生VEGF,在肿瘤血管生成中具有重要的意义。P15基因通过调节VEGF来控制血管的生成,此有助于发现肿瘤的发展机制。Survivin是最近发现的一种人体细胞凋亡抑制蛋白(简称hIAP),是最小的hIAP蛋白。Survivin基因可能通过抑制肺癌细胞凋亡,对肺癌的发生、发展起重要作用。3、肺癌分型及流行病学调查(I)肺癌大体分型①部位分型中心型肿瘤发生在段以上的支气管;周围型肿瘤发生在段以下的支气管;弥漫型在细支气管或肺泡,弥漫布于两肺。②形态分型管内型、管壁浸润型、结节型、块状型、弥漫浸润型。(2)肺癌临床常见组织学分型肺癌从大体上可分为小细胞肺癌(简称SCLC)和非小细胞肺癌(简称NSCLC)。其中大部分为非小细胞肺癌,约占80 %,小细胞肺癌约占20 %。约65 % 70 %的非小细胞肺癌在就诊时就已处于晚期。①非小细胞肺癌磷癌倾向于向支气管壁生长,也向中央播散,形成中央性坏死和空洞。并易阻塞管腔引起梗阻性肺炎。并易侵犯血管淋巴管而后向远处转移。腺癌多为周围型肺实质肿块。早期即可侵犯血管、淋巴管,常在原发瘤引起症状前即已转移。大细胞肺癌这类肿瘤生长迅速,常侵犯淋巴结、血管和远处器官。②小细胞肺癌常发生在大支气管,早期多已转移到肺门和纵隔淋巴结,由于易侵犯血管,在诊断时大多数已有肺外转移。肺癌转移与复发肺癌细胞常循淋巴管播散至肺门、纵隔、锁骨上和腋下淋巴结等,它可直接侵犯血管,发生癌栓,造成远处转移。肝、脑、肾上腺、骨、皮下组织等是最常见的转移部位,肺癌早期有可能形成广泛淋巴道及血道转移。淋巴转移首见支气管肺淋巴结,气管旁淋巴结、颈淋巴结、肺门淋巴结、纵隔淋巴结。血行转移较常见于脑、肾上腺和肾。复发原因术后未综合治疗,未定其复查。肺癌的发病率呈现出以城市的工业区向四周农村呈递减分布的趋势。肺癌的发病率随年龄增长而增加,40岁以后迅速上升,50 60岁上升特别显著,70岁以后略有下降,男性高于女性,男女之比为3 7. I I。4、肺癌诊断的进展
肺癌的早期诊断是提高治疗效果的有效途径,也是决定患者预后的关键因素,但目前缺乏有效的早期诊断手段。分子生物学研究结果有助于肺癌的早期诊断,影像学和痰液脱落细胞学的进展也为肺癌的早期诊断提供了有利条件。(I)肺癌临床表现肺癌症状分肺癌早期症状和肺癌晚期症状,早期多不明显,中晚期咳痰、咳血、压迫症状典型。肺癌的症状明显与否,是诊断早期肺癌的重要信号,肺癌晚期易发生转移如脑转移、淋巴转移、骨转移、肝转移。①肺癌早期症状最常见咳嗽、咯血、胸痛及发热。肺癌早期症状刺激性干咳,白色粘液泡沫样痰,痰中带血丝或咳血,或胸痛、胸部不适、呼吸困难及发烧等。②肺癌中晚期症状支气管阻塞使气体不易排出,形成阻塞性肺气肿。肿块长大时,甚至肺不张。感染出现阻塞性肺炎,严重时可形成肺脓肿。压迫及转移症状压迫臂丛神经引起臂痛、麻痹、肌萎缩、感觉运动功能障碍等;食道受侵或受压时可产生吞咽梗阻;膈神经受侵产生膈麻痹;喉返神经受侵,则声撕;压迫侵犯上腔静脉,导致上腔静脉综合征,有头昏、眼花、头面部及上肢肿胀、胸前静脉怒张;侵犯胸膜时,发生胸水,心包受侵时可出现心包积液。其他症状长骨之关节对称性肿大疼痛,杵状指(趾)等,全身发痒及荨麻疹等皮肤症状。⑵肺癌体征局限性哮鸣音、声音撕哑、上腔静脉综合症、肩臂疼痛、膈神经麻痹、吞咽困难、心包受侵、胸膜转移、肺外转移。(3)肺癌诊断要点①X线胸片发现肺部孤立结节或肿块,或经CT检查有支气管阻塞征象,应疑为肺癌。②长期吸烟男性40岁以上,刺激性咳嗽,伴少量咯血,胸片发现局限性病灶,抗炎或抗结核(2 4周)无效或病灶反趋增大。③明显气急、咳嗽,X线胸片两侧呈粟粒样或弥散性病灶,应排除粟粒性结核、肺转移癌、肺霉菌病等病变者。④胸中发现肺部块形,伴有肺门或(和)纵隔淋巴结肿大,并出现上腔静脉阻塞、喉返神经麻痹等神经血管压迫症状,或伴有远处淋巴结转移者。⑤细胞学检查或活组织检查明确诊断者。(4)其他辅助诊断甲状腺转移因子-1 (简称TTF_1)是最近发现的一个新的肿瘤标志物,主要与甲状腺肿瘤和肺肿瘤相关。检测TTF-I可有效的提高肺癌的诊断率。TTF-I在小细胞肺癌中的阳性率为81% 100%。1996年,Byrd-Gloster用TTF-1鉴别肺腺癌和肺外腺癌,结果肺腺癌中TTF-I阳性率为76%,而肺外腺癌阳性率为0,表明TTF-I对于鉴别肺腺癌和肺外
腺癌有重要意义。特异性神经元抗Hu抗体是出现于神经系统副肿瘤综合征(简称PNSNS)的一种特异性、敏感性抗体,PNSNS主要见于小细胞肺癌,抗Hu抗体在SCLC的阳性率为20%左右,而此时肿瘤处于早期根治阶段,因此,对早期诊断小细胞肺癌有重要意义。
端粒酶是公认目前已知的最为广谱的肿瘤标志物。Kumaki对115例肺癌患者的手术标本进行检测,端粒酶阳性率为93%。其中小细胞肺癌的端粒酶活性显著比其它类型的癌端粒酶活性高。端粒酶活性检测结合组织学和细胞学检查可提高肺癌诊断率为90%以上。影像学在诊断肺癌的作用是不可替代的。目前螺旋CT检查可准确发现2 3_的病灶。而正电子荧光扫描(简称PET)可用于手术前良、恶性肿瘤的鉴别。结合细针穿刺活检或胸腔镜活检可得出可靠的诊断。近年影像学技术不断的进步,新的技术如模拟支气管镜检查、低剂量螺旋CT检查结合微创伤诊断方法,可以明显提高肺癌的早期诊断。20世纪90年代研制出来的荧光支气管镜(简称LIFE),其工作原理是用波长为400 440nm的蓝光照射支气管树,支气管镜连接高分辨率照相机,将观察部位的图象通过数据转换器输入计算机,最后将观察部位的图象反映至荧光幕上。正常组织发出绿光,而癌前病变、原位癌和早期浸润癌发出不同的红光,LIFE对癌前病变和原位癌的诊断比普通纤支镜提高了 I. 5 6. 3倍。对浸润癌也比普通纤支镜准确度高。另一种荧光纤支镜为Storz支气管镜,它只用白光通过蓝光滤光片作为激发光,而不用激光和高分辨照相机,患者需先服5-aminolaevalinic acid (简称ALA)以增强病变组织的自发突光强度,这样可使癌前病变部位发出较强的红光,增强病变部位与正常组织的颜色反差,有利于发现癌前病变,提高早期诊断率。但荧光纤支镜主要用于中央型肺癌,且诊断特异性较低,约33%。纵隔镜检查以及胸腔镜检查可以对胸腔内淋巴结转移情况准确的了解,便于准确对肺癌进行分期,对肺癌的预后做出判断。其准确度达93% 100%,效果如同开胸手术。临床上通过影像学检查和手术的病理学检查未发现有转移而诊断为早期的非小细胞肺癌的患者,也可能存在隐匿性转移,称为微转移(MiCTom estasis)。如何发现微转移是目前研究的热点问题。目前的研究主要集中在淋巴结、骨髓和外周血液方面。分子生物学和分子免疫学技术是检测微转移的主要手段。5、肺癌治疗的进展肺癌的治疗以多学科综合治疗为原则,如手术、放疗、化疗、物理治疗、免疫治疗、生物治疗、靶向治疗、中医中药治疗。肺癌药物分类主要分肺癌西药和治疗肺癌的中药两大类,尽管治疗肺癌没有特效药,但随着肺癌治疗研究进展,抗肺癌药疗效显著的药物如易瑞沙、特罗凯、安体舒、清肺散结丸、金复康、复方万年青胶囊、复方斑蝥胶囊、紫龙金等,经临床验证疗效显著并广泛用于肺癌的治疗。(I)治疗目的最大限度地抑制或消灭肿瘤。全身治疗和局部治疗;有手术适应证者,首选手术。手术期间或(和)手术后,不论是否化放疗均应配合中医药,为综合治疗(靶向治疗、生物治疗、介入治疗、等)创造条件,减少肿瘤扩散转移,改善症状,延长生存期,提闻生存质量。(2)肺癌治疗原则①小细胞肺癌治疗原则原则上一般不首选手术治疗,以化疗和放疗为主,配合中医中药。②非小细胞肺癌治疗原则对I、II、IIIA期以手术为主,淋巴转移显著,于术前辅以化放疗。IV期(有远转移)者无法手术,可考虑接受化放疗,延长生存期,提高生存质量,尽量争取带瘤长期生存。抗非小细胞肺癌新思路“认”准细胞再治疗通常情况下,在接受各种化疗方案的治疗后,非小细胞肺癌患者的肿瘤体积会逐步缩小,但仍有部分癌细胞“逃离” 了药物作用,出现扩散,并继续生长。日前,美国Dana-Farber癌症研究所和麻省全科医院(简称MGH)癌症中心的研究者在《癌细胞》杂志上发表文章,认为如果能确认这部分出现癌细胞扩散的患者,并用最初期使用的药物方案联合进行治疗的话,可使得患者的病情缓解期持续更长的时间。研究选取了伴有EGFR基因突变的非小细胞肺癌患者(伴有EGFR基因突变的患者约占美国非小细胞肺癌患者的12%),通常,这部分患者在接受以EGFR为靶细胞的蛋白酪氨酸激酶抑制剂类药物,如特罗凯(厄洛替尼)或易瑞沙(吉非替尼)的治疗后,肿瘤会出现体积明显缩小等反应。研究小组在几年前发现了一种现象,即原本在特罗凯(厄洛替尼)或易瑞沙(吉非替尼)的化疗作用下停止生长的非小细胞肺癌细胞,会重新进入另外一个生长周期,为此,研究者认为这些细胞已对药物产生了耐药性。而这些细胞通常都含有大量的MET基因扩增物。在此项研究中,研究者又发现了一种新的现象即使在尚未开始接受蛋白酪氨酸激酶抑制剂治疗之前,部分伴有EGFR基因突变的非小细胞肺癌患者体内就出现了小部分扩增的MET细胞。研究者还发现,这一小部分细胞足可以通过肝细胞生长因子(简称HGF)激发肿瘤细胞产生耐药性。研究者表示,HGF通过完全不同的两条途径发挥作用,并产生耐药性。首先,它可以通过GABl蛋白产生细胞生长信号。其次,它将促进MET增殖癌细胞的产生,以确保它们成为肿瘤细胞中最主要的细胞类型。研究表明,尽管在治疗前非小细胞肺癌肿瘤细胞内含有少量的MET增殖细胞,但如果将专门针对这类细胞的药物与酪氨酸激酶抑制剂联合应用,疗效会更加显著。研究人员总结认为“我们的研究提供了一种全新的思路,即在治疗初期对部分患者开展药物联合应用的治疗方案,尤其是对于那些一开始就被证明体内存在着MET扩增物的患者而言,更应如此。在治疗前对患者的肿瘤细胞类型进行一次全面分析,将有助于确定患者后期对治疗方案的反应情况,从而使得临床医生可以更为精确地制定治疗方案,以最大程度地避免耐药性的发生。”⑶治疗方法①手术治疗手术切除是目前治疗肺癌的最有效的手段,尽可能地切除病灶以及转移的淋巴结是提高肺癌患者生存率的前提条件。微创伤手术是近年开展的新技术,如胸腔镜手术,对病人损伤小,但是不能追求微创伤而放弃手术切除范围。肺癌的标准手术方式为肺叶切除。②化疗化疗对小细胞肺癌的缓解率自20世纪80年代初的40%提高到目前的约70 80%,而非小细胞肺癌的缓解率自15%提高到35 45%,由于药物的研发,减轻了毒副作用,增加了疗效。 目前的肺癌化疗方案主要为含钼方案,可做手术后辅助化疗和全量带瘤化疗。20世纪70 80年代有学者认为可以通过化疗将肺癌的分期降低,提高手术切除率,但是争议较大。由于小细胞肺癌对化疗较为敏感,疗效较好,无论对局部病灶缩小或控制微转移灶均有好处,以前认为小细胞肺癌不适合手术,化疗后又可以手术切除,因此又叫术前辅助化疗,在小细胞肺癌治疗上有一定的地位,同时也为非小细胞肺癌诱导化疗的发展奠定了一定的基础。术前的化疗周期数一般以2 3周期为宜,超过3周期以上会造成胸膜粘连、纤维化致手术难度增大,增加并发症。有报道在一组484例统计资料中,认为诱导化疗后缓解率达65%,平均治疗死亡率为7%,生存率较长,有统计学意义。术前的新辅助化疗的效果近年来受到质疑,认为无论从手术切除率、中位生存期、5年生存率来看,是否做术前辅助化疗无明显差异。术后化疗也存在争议,术后化疗是否有益一直有争论,直到2003年在美国ASCO (American society of clinical oncology)会议上,Le Chevalier 等报道了 1867 例术后化疗二代含钼方案3 4个周期随机研究,化疗组和不化疗组相比5年生存率分别为44. 5%和40. 5%,5年无进展生存率分别为39. 4%和34. 3%,中位生存期分别为50. 8个月和44. 4个月,优于不化疗组,有统计学意义。而化疗组23% (中性粒细胞毒性)有> I个的IV级毒性,死于化疗者占0.8%,学者们认为上述大样本研究可说明术后化疗在非小细胞肺癌的作用,但是对不同期的非小细胞肺癌的效果,如一期非小细胞肺癌由于病变局限,辅助化疗与否,有待进一步研究。化疗的给药途径也有多种,除常用的全身静脉给药外,还有支气管动脉插管灌注化疗药物、支气管动脉化疗药物灌注加动脉栓塞、肿瘤局部穿刺给药等方法。化疗的药物选择经过大量的临床分析,目前美国肿瘤协会(简称ASC0)认为选用以钼类为基础的联合治疗方案疗效最好,一线化疗药物推荐两药方案,对不能使用钼类药物的患者,推荐两个新药的非钼类联合方案。目前治疗肺癌的化疗新药主要有紫杉醇(泰素)、吉西他滨(健择)、长春瑞滨(诺维本)。而在中国使用的最新药物是力比泰。最佳的化疗周期是多少为合适?以前认为,化疗应以2 8个周期为好,最近英国的一项研究结果显示,连续不间断化疗对大部分病人是不能耐受的,且只会增加毒性作用,也没有证据提示增加治疗效果,表明,经过3 4周期化疗后,大部分病人的缓解率不再提高,延长化疗周期只会增加毒性,因此,化疗的最佳周期为3 4周期为合适。 ③放疗放疗是治疗肺癌的主要治疗手段之一,但是很少单用放疗作为唯一治疗手段。放疗的时机有术前放疗、术后放疗、放疗前化疗、放疗后化疗及伴行放、化疗。放疗的剂量有半量放疗和全量放疗。以上各种放疗模式均有相关的文献报道,总的来说,术前放疗只能减少局部复发率,对淋巴结转移及远处转移无益处,只能增加手术难度,不能延长生存时间。而其它的放疗模式不同程度的延长了患者的生存时间。伴行放、化疗增加细胞毒性和消化道反应,增加并发症发生率,因此应用受到限制。④免疫治疗肺癌患者常呈现免疫功能抑制,而且免疫功能越低,预后越差。目前免疫治疗主要分为主动免疫疗法、被动免疫疗法和基因治疗。主动免疫疗法又分为非特异性主动免疫疗法和特异性主动免疫疗法。非特异性主动免疫疗法应用具有免疫调节作用的刺激因子通过非特异性的作用激发机体的免疫系统,增强抗肿瘤免疫应答,如卡介苗、短小棒状杆菌等,但是其特异性差,效果不明显。特异性主动免疫疗法的难点在于肿瘤抗原的逃逸,一些常见的肿瘤抗原如CEA、MUCU⑶2、HuD等用来制作抗肿瘤疫苗。而树状突细胞(简称DC)细胞疫苗是目前的热点。实验表明,外周血来源的树状突细胞,当其与处理过的腺癌细胞系或外科手术取出的非小细胞肺癌细胞共同培养,可以明确的在电镜下或流式细胞仪下发现树状突细胞摄取肿瘤细胞,更重要的是,树状突细胞运载的腺癌细胞系能有效的将肿瘤抗原摄取和呈递给T细胞,从而激发相应的免疫反应。目前有多项肺癌相关性抗原研究在进行中,有些已进入III期临床实验阶段,肺癌疫苗的研究进展是快速的,令人期待。被动免疫又分为过继免疫疗法和抗体疗法,过继免疫疗法是把自身或异体的具有抗肿瘤活性的免疫血清或免疫细胞输入患者体内,达到抗肿瘤的目的,但单独使用效果不佳。抗体疗法正成为肺癌的另一个研究热点,生长因子、细胞因子、蛋白酶C、环氧化酶2的受体是肺癌治疗的靶向性位点,运用相应的单克隆抗体与异常表达的癌基因结合可以阻断癌细胞的异常信号传导通路,从而阻止癌症的发展。基因治疗与免疫治疗密不可分,互为交叉,近年来分子生物学技术及重组DNA技术快速发展,针对癌基因的单克隆抗体如HER-2单克隆抗体,已用于辅助性的肺癌治疗。基因治疗关键是基因转染技术,目前大部分载体为病毒。基因的治疗策略是将含特异性肿瘤坏死因子(简称TAAs)编码序列的基因导入人体内激发相应的抗原递承细胞将其递承给T细胞(主要是肿瘤特异性细胞毒性T淋巴细胞CTL细胞),从而产生免疫应答杀伤肿瘤细胞。肺癌早期发病隐秘,大多数非小细胞患者发现疾病时已是局部晚期或发生转移,错过手术机会。靶向药物的出现,给化疗失败的患者带来生存的希望。⑤物理治疗利用热、冷的物理手段治疗肿瘤,热疗方面,多采用超声波对肿瘤局部加热至40 45°C,持续30 40分钟,达到杀灭肿瘤细胞的目的,冷冻疗法也基本相同,利用液氮冷却肿瘤至_180°C _190°C,持续10 30分钟,使肿瘤细胞内结晶、破裂,杀灭肿瘤细胞。物理治疗只能在晚期病人已无太多治疗手段时使用,其效果也是有限的,仅有缩小肿瘤病灶的作用。⑥中医中药治疗中医中药在治疗肺癌的应用主要在于治疗晚期无特殊治疗的肺癌患者,用中药改善症状,提闻生活质量,延长生存时间;减少化疗放疗的毒副作用,提闻疗效。扶正祛邪、标本兼治是中医治疗肺癌的基本原则。中医将肺癌分为四型气虚型、阴虚型、气阴两虚型、痰热淤毒型。根据辨证施治,中西医结合治疗,取得了一定的疗效,但总报道例数不多,可重复性不强。另外,中医强调饮食疗法,认为黄鱼抗肺癌汤(黄芩、黄精、鱼腥草、瓜萎皮、浙贝母等)、川百合猪肺汤、无花果鱼腥草汤等对肺癌患者有一定的帮助。(五)宫颈癌的研究进展I、概述宫颈癌(cervical cancer,简称CC)是全球妇女中最常见的恶性肿瘤之一,仅次于乳腺癌而居第二位,在发展中国家尤为常见,是妇科三大恶性肿瘤之一。据世界范围内统计,每年约有50万左右的宫颈癌新发病例,占所有癌症新发病例的5% ;世界卫生组织指出,新发病例90%来自发展中国家,每隔两分钟就有一位女性因子宫颈癌而丧失。2、病因宫颈癌是导致全球妇女因癌症死亡的主要因素。随着医学研究的深入,发现很多危险因素均与宫颈癌的发生密切相关,将其按流行病学三角模式概括为致病因子、宿主、环境三个要素。90%以上 宫颈鳞状细胞癌组织中检测到了 HPV病毒(人乳头状瘤样病毒,英文humanpapillo maviru)的存在;40岁以下宫颈腺癌妇女,89%感染HPV病毒,而60岁以上妇女人群中,其感染率仅为40%。
HPV病毒感染是宫颈癌的重要原因,但并不是唯一因素。吸烟,无论是主动或是被动吸烟都可以导致宫颈癌。口服避孕药也是重要因素之一,服药5年以上妇女患病率增加四倍。其他如社会经济状况、文化程度、结婚或性行为开始的早晚、多产、营养等因素都有一定的作用。HPV病毒持续存在的情况下,多种因素共同作用损害了宫颈上皮细胞的免疫机制。宫颈癌的发生与性伙伴的多少以及第一次性行为的年龄关系密切。宫颈鳞状细胞癌与多产关系紧密,而生育年龄早则与宫颈鳞癌、腺癌关系均密切。 自1999年Durst等应用核酸杂交技术在宫颈癌组织中检测到HPV病毒16型和18型DNA以来,Zhang等(2002年)从临床到分子生物学等不同方面对HPV与宫颈癌的相关性进行了大量研究,认为宫颈癌的发病主要与HPV感染引起机体内源性因素产生影响,如相关癌基因激活、抑癌基因失活、端粒酶活性高表达和机体免疫调节机制失衡等一系列病理改变,引起细胞增殖与凋亡调节异常,导致组织癌变。针对这些危险因素进行预防早期筛查和有效防治,对于逆转宫颈癌前病变、阻断其恶性行为的发展有着重要的意义。3、症状阴道流血年轻患者常表现为接触性出血,发生在性生活、妇科检查及便后出血。出血量可多可少,一般根据病灶大小、侵及间质内血管的情况而定。早期出血量少,晚期病灶较大表现为大量出血,一旦侵蚀较大血管可能引起致命性大出血。年轻患者也可表现为经期延长、周期缩短、经量增多等。老年患者常主诉绝经后不规则阴道流血。阴道排液患者常诉阴道排液增多,白色或血性,稀薄如水样或米汤样,有腥臭味。晚期因癌组织破溃、组织坏死、继发感染等,有大量脓性或米汤样恶臭白带排出。晚期癌的症状根据病灶侵犯范围出现继发性症状。病灶波及盆腔结缔组织、骨盆壁、压迫输尿管或直肠、坐骨神经时,常诉尿频、尿急、肛门坠胀、大便秘结、里急后重、下肢肿痛等,严重时导致输尿管梗阻、肾盂积水,最后引起尿毒症。到了疾病末期,患者可出现消瘦、贫血、发热及全身衰竭。4、检查与诊断(I)宫颈癌的检查包括全身检查和妇科检查。妇科检查时可发现宫颈癌部位较硬,易出血,并应注意有无阴道转移,应特别强调作三合诊(腹部触诊、阴道内诊和肛门内诊),了解子宫后方及宫旁有无癌转移,藉以确定病变范围,进行临床分期。Ib期及II期以后的宫颈癌症状明显,通过妇科检查及宫颈活检即作出诊断。0期和Ia期症状及体征常不明显,易漏诊。0期和Ia期的预后远较Ib期以后者为佳,应重视其早期诊断。(2)宫颈癌的早期诊断方法细胞学检查凡遇可疑病例,如宫颈接触性出血或糜烂较重、久治不愈者,应作宫颈刮片查瘤细胞。如发现癌细胞或核异质细胞应进一步行宫颈活检。宫颈癌普查时,多采用此法进行筛选宫颈活检。碘试验在未染色区取材,可提高准确性,取材时应包括宫颈鳞柱上皮交界外,并最好在3、6、9、12点作四点活检,以防漏诊。阴道镜检查阴道镜可将宫颈放大16 40倍,可更仔细地观察宫颈上皮的改变,并可看到鳞柱上皮交界处。在阴道镜指导下作活检,可提高准确性。看不到鳞柱上皮交界处时,应作宫颈管搔刮,将刮出物送病检。宫颈锥形活检将宫颈作锥形切除。术前应先作阴道镜确定病变部位,亦可作碘试验。切除的标本应作连续病理切片以除外浸润癌。(3)鉴别诊断 根据各项症状体征不难与子宫的其他肿瘤如子宫肌瘤、子宫体癌等鉴别。子宫肌瘤①月经过多及月经期间出血特别是发生粘膜下子宫肿瘤。②疼痛一般的疼痛只是隐隐约约的痛,除非子宫本身要排出粘膜下子宫肌瘤,而造成子宫收缩。③压迫症状子宫肌瘤可以压迫到膀胱、输尿管、血管、神经及肠子,而产生各种影响这些器官的操作。④不孕子宫肌瘤可以影响到子宫腔的结构和子宫内膜的操作,使着床不易。但也有子宫肌瘤的病人,一样可以正常的受孕,正常的生产。子宫体癌①阴道出血绝经后出现阴道持续性或不规则出血;尚未绝经者可有月经过多或不规则出血。②阴道排液少数病人在病变早期有水样或血性排液增加,晚期并发坏死感染时,可出现恶臭脓血分泌物。③疼痛一般仅发生在晚期,当子宫颈管被癌肿组织堵塞导致宫腔积血或积脓时,可出现下腹胀痛或癌瘤刺激宫缩而引起疼痛,晚期癌浸润盆壁时,可出现腰腿痛。5、预防与治疗目前世界宫颈癌治疗后总五年存活率为55. 5%,其中I期80. 04%、II期58. 9%、III 期 32. 8%、IV 期 7. 1%。约半数的患者治疗后一年内复发,25%于第二年复发,5%于五年后复发。因此,患者于治疗后一年内应每月检查一次,第二年每2个月检查一次。以后每6个月检查一次。每次均应作详细的盆腔检查及阴道涂片。SL检查对早期宫颈癌有效且低创一项前瞻性多中心研究提示,前哨淋巴结(简称SL)检查可显示早期宫颈癌的非寻常淋巴引流通路或检出癌转移,并避免对SL阴性者进行不必要的淋巴结清除。该研究纳入128例IAl IBl期子宫颈癌患者。非寻常部位SL指骶髂区域以外的淋巴结。孤立肿瘤细胞(简称ITC)、微转移和明显转移的定义分别是病灶< 0. 2mm、0. 2 2mm 和〉2mm。结果显示,在98. 4%的患者中检测到SL。在37. 5%患者的非寻常部位检出至少一个SL。在16. 4%的患者中检出26个阳性SL,其中38%为明显转移,33%为微转移,29%为ITC ;27%只能通过免疫组化法检出。在无SL转移的患者(81. 2% )中,未发现假阴性结果。(I)治疗原则子宫颈癌的处理分非典型增生,原位癌、镜下早期浸润癌,浸润癌的处理方法。
①不典型增生活检如为轻度非典型增生者,暂按炎症处理,半年随访刮片和必要时再作活检。病变持续不变者可继续观察。诊断为中度不典型增生者,应适用激光、冷冻、电熨。对重度不典型增生,一般多主张行全子宫切除术。如迫切要求生育,也可在锥形切除后定期密切随访。②原位癌一般多主张行全子宫切除术,保留双侧卵巢;也有主张同时切除阴道I 2cm者。近年来国内外有用激光治疗,但治疗后必须密切随访。③镜下早期浸润癌一般多主张作扩大全子宫切除术,及I 2cm的阴道组织。因镜下早期浸润癌淋巴转移的可能性极小,不需消除盆腔淋巴组织。④浸润癌治疗方法应根据临床期别,年龄和全身情况,以及设备条件。常用的治疗方法有放射、手术及化学药物治疗。一般而言,放疗可适用于各期患者;Ib至IIa期的手术疗效与放疗相近;宫颈腺癌对放疗敏感度稍差,应采取手术切除加放疗综合治疗。(2)手术治疗采用广泛性子宫切除术和盆腔淋巴结消除。切除范围包括全子宫、双侧附件、阴道上段和阴道旁组织以及盆腔内备组淋巴结(子宫颈旁、闭孔、髂内、髂外、髂总下段淋巴结)。手术要求彻底、安全、严格掌握适应征、防止并发症。(3)手术并发症及处理①手术并发症有术中出血、术后盆腔感染、淋巴囊肿、潴潞留、泌尿系统感染及输尿管阴道瘘等。②手术并发症的处理,近年来,由于手术方法和麻醉技术的改进,预防性抗生素的应用,以及术后采用腹膜外负压引流等措施,上述并发症的发生率已显著减少。⑷放射治疗为宫颈癌的首选疗法,可应用于各期宫颈癌,放射范围包括子宫颈及受累的阴道、子宫体、宫旁组织及盆腔淋巴结。照射方法一般都采取用内外照射结合,内照射主要针对宫颈原发灶及其邻近部位,包括子宫体、阴道上部及其邻近的宫旁组织(“A”)点。外照射则主要针对盆腔淋巴结分布的区域(“B”)点。内放射源采用腔内镭(简称Ra)或137铯(简称137Cs),主要针对宫颈原发病灶。外放射源采用60钻(简称60Co),主要针对原发病灶以外的转移灶,包括盆腔淋巴结引流区。剂量一般为60Gy。目前对早期宫颈癌多主张先行内照射。而对晚期癌,特别是局部瘤体巨大,出血活跃,或伴感染者则以先行外照射为且。
美国一项III期多中心随机研究表明,与标准治疗(顺钼化疗加同步外照射放疗)相比,吉西他滨+顺钼加同步外照射放疗(简称XRT)序贯近距离放疗、再辅以吉西他滨加顺钼化疗,能显著改善局部晚期宫颈癌的临床转归,但毒副作用亦显著增多。该研究纳入515例未接受过化疗和放疗的IIB IVA期宫颈癌患者,将其随机分为两组。A组顺钼序贯吉西他滨每周I次、连续6周,同时行XRT(50. 4Gy/28f)序贯近距离放疗(30 35Gy),再辅以吉西他滨加顺钼化疗,3周X 2 ;B组顺钼每周I次、连用6周,同时行XRT序贯近距离放疗(同A组)。结果显示,A组3年PFS率显著高于B组(74%对65%,P = 0.029),OS(P =0.0224),至肿瘤进展时间(P = 0.0008)也获得显著改善。但A组3级或4级毒性反应发生率显著高于B组(86. 5%对46. 3%,P < 0. 001)。
(5)化 学治疗到目前为止子宫颈癌对大多数抗癌药物不敏感,化疗的有效率不超过15%,晚期患者可采用化疗、放疗等综合治疗。化疗药物可采用5-氟脲嘧啶,阿霉素等进行静脉或局部注射。总之,现有的技术资料分析表明,二倍半職类化合物Hippolide J是个新的化合物,研究开发该二倍半職类化合物Hippolide J的用途,进一步研究二倍半職类化合物Hippolide J的制剂技术、提高产品质量和临床疗效,能够具有显著的社会效益、经济效益。经文献检索,到目前为止,尚未发现有二倍半萜类化合物Hippolide J方面的产品报道。

发明内容
本发明所需要解决的技术问题是公开了一种二倍半萜类化合物及其制备方法和用途,即一种新的二倍半萜类化合物Hippolide J及其制备方法和用途,以克服现有技术存在的上述缺陷。也就是说,本发明通过动物实验、临床试验等研究及理论探索,目的之一意在提供一种新的二倍半職类化合物Hippolide J。本发明的目的之二是提供该二倍半萜类化合物Hippolide J的一种制备方法。本发明的另一个目的是明确二倍半萜类化合物Hippolide J抗肿瘤等应用方面的活性,即含有上述二倍半萜类化合物Hippolide J的药物组合物作为制备抗肿瘤产品等方面的应用,也就是二倍半萜类化合物Hippolide J的用途。在该组合物中,本发明的二倍半萜类化合物Hippolide J占10% 90% (重量百分比),优选占50% 90% (重量百分比)。(一 )本发明所采用的定义本发明所述的抗肿瘤产品是指直接用于预防、诊断、检测、保护、治疗和研究肿瘤及其直接相关疾病的产品中的一种或多种,包括抗肺癌产品或抗宫颈癌产品中的一种或多种;所述的肿瘤是包括肺癌或宫颈癌中的一种或多种。本发明所述的抗肺癌产品是指直接用于预防、诊断、检测、保护、治疗和研究肺癌及其直接相关疾病的产品中的一种或多种,所述的肺癌是指非小细胞肺癌和小细胞肺癌中的一种或多种,所述的非小细胞肺癌是包括磷癌、腺癌或大细胞肺癌中的一种或多种。本发明所述的抗宫颈癌产品是指直接用于预防、诊断、检测、保护、治疗和研究宫颈癌及其直接相关疾病的产品中的一种或多种,所述的宫颈癌是非典型增生、原位癌、镜下早期浸润癌或浸润癌中的一种或多种。本发明所述的抗肿瘤产品均是包括医药、食品或饮料领域产品中的一种或多种,优选药物、试剂、食品、保健食品、添加剂或饮料中的一种或多种,进一步优选药物、试剂、食品或饮料等中的一种或多种,最优选药物。本发明所述的二倍半萜类化合物Hippolide J所使用的药材原料是指海绵或海绵粗提物,优选寻常海绵纲(Demospongiae)海绵或寻常海绵纲(Demospongiae)海绵粗提物、隹丐质海绵纲(Calcarea)海绵或I丐质海绵纲(Calcarea)海绵粗提物等中的一种或多种,进一步优选毛壶(Grantia)或毛壶(Grantia)粗提物、白枝海绵(Leucosolenia)或白枝海绵(Leucosolenia)粗提物、浴用海绵(Euspongia officinalis)或浴用海绵(Euspongiaofficinalis)粗提物、鸾毛马海绵(Hippospongia lachne)或鸾毛马海绵(Hippospongialachne)粗提物、淡水海绵(Spongilla)或淡水海绵(Spongilla)粗提物等中的一种或多种;再优选鸾毛马海绵(Hippospongia lachne)或鸾毛马海绵(Hippospongia lachne)粗提物等中的一种或多种。二倍半萜类化合物Hippolide J是预防、诊断、检测、保护、治疗和研究抗肿瘤的活性成分,其使用方式是 包括单独使用或与其他化学物质联合使用等中的一种,优选单独使用,均能够用于制备抗肿瘤产品。供试样品均是采取常规的制备方法获得,所得到的二倍半萜类化合物HippolideJ含量一般<60%,但是通过纯化,能够得到纯化后的二倍半萜类化合物Hippolide J的纯度能够在95%以上,即本发明所定义的二倍半萜类化合物Hippolide J0也就是说,采用二倍半萜类化合物Hippolide J为原料,或者是直接采用含有二倍半萜类化合物Hippolide J的海绵为原料,或者直接采用含有二倍半萜类化合物HippolideJ的海绵粗提物为原料,都能够直接或间接用于制备抗肿瘤产品。二倍半萜类化合物Hippolide J优选以基本纯的形式使用即本发明所定义的二倍半職类化合物Hippolide J,如二倍半萜类化合物Hippolide J的纯度彡95%。( 二)技术构思自主开发创新药物是中国目前的一项紧迫任务,中国医药学具有悠久的历史,用药物预防和治疗疾病方面也积累了丰富的经验,因此从现有自然资源特别是海洋中寻找有效的活性成分或发现其新的用途均是有效的快捷途径,也是中国创新药物研制的优势与快捷途径之所在。海洋生物一直是制药工业的重要资源之一,也是近年来的一个研究热点。海洋约占地球表面积的71 %,蕴藏着丰富的微生物资源。随着海洋资源的不断开发,寻找新的海洋生物或筛选新的活性成分的难度越来越大,且抗药性问题日益严重,使得海洋生物来源的新药开发面临着严峻挑战。但近年来越来越多的研究表明,海洋生物一尤其是那些跟海洋微生物存在共生或寄生等关系的生物——能产生结构独特并具强烈生理活性的代谢产物,有广阔的应用前景。科学家们预计,开发新的海洋药物将寄希望于海洋生物这一新的领域。例如,海绵次生代谢产物丰富多样,其中含有大量具有抗肿瘤、抗病毒、抗菌、抗炎和免疫调节等不同生物活性的化合物,一直是海洋天然产物化学研究的热点。发明人通过对海绵提取物进行系统的化学成分研究,筛选并证明该海绵提取物中新的二倍半萜类化合物Hippolide J及其活性和用途,发明人从而推测二倍半萜类化合物Hippolide J在预防、诊断、检测、保护、治疗和研究抗肿瘤等方面活性的临床药效,也应主要是通过活性部位该海绵提取物特别是二倍半萜类化合物Hippolide J的药效来发挥的,研究结果也证明和证实了该海绵提取物特别是二倍半萜类化合物Hippolide J具有显著的药理活性。发明人经过研究的最新发现是二倍半職类化合物Hippolide J能够抗肿瘤等的新作用。肿瘤等疾病严重影响中国人口的健康和生存质量,研制预防、诊断、检测、保护、治疗和研究抗肿瘤等方面的产品,特别是药物、诊断试剂和保健品等,具有显著的社会效益、经济效益。根据此想法和思路,发明人通过反复的实验研究和分析,已成功得到二倍半萜类化合物Hippolide J及其相应的应用产品。(三)二倍半胳类化合物HippolideJ的结构与性质表I、Hippolide J的1H和13C核磁共振数据表
权利要求
1.二倍半萜类化合物黑珀萜J,其特征在于,所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J分子式为C25H36O3,具有如下的化学结构式
2.根据权利要求I所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J,其特征在于,所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J的制备方法包括如下步骤(1)制备海绵提取物浸膏①将冷冻的海绵切碎成小块,用乙醇按常规渗漉提取,得提取液;②将提取液减压浓缩,得提取物浸膏;(2)分离纯化①将上述提取物浸膏混悬分散于水中,用乙酸乙酯萃取,浓缩萃取液得到脂溶性浸膏; 将脂溶性浸膏混悬于甲醇溶液中,用非极性有机溶剂萃取,浓缩萃取液得到非极性有机溶剂提取浸膏;加水将混悬液的甲醇浓度调整至60 %,用二氯甲烷萃取,浓缩萃取液得到二氯甲烷提取浸膏;将最初的水相用正丁醇萃取,浓缩得正丁醇提取浸膏;②将二氯甲烷提取浸膏经减压柱色谱,以二氯甲烷甲醇=100 1,50 1,30 1, 20 1,10 1,5 1,1 I为溶剂梯度洗脱,根据TLC显色合并相似流份,得到9个组分 Fr. I Fr. 9 ;③对组分Fr.5再次进行减压柱色谱,以石油醚乙酸乙酯=50 1,20 1,10 1, 5 1,3 1,1 I为溶剂梯度洗脱,根据TLC显色合并相似流分,得到Fr. 10 Fr. 14共 5个组分;④将组分Fr.11反复进行正、反相硅胶柱色谱、凝胶柱色谱,再用高效液相纯化,得到二倍半萜类的新化合物黑珀萜J。
3.根据权利要求2所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J,其特征在于,所述的海绵是寻常海绵纲(Demospongiae)海绵或I丐质海绵纲(Calcarea)海绵中的一种或多种。
4.根据权利要求2或3所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J,其特征在于,所述的海绵是毛壶(Grantia)、白枝海绵(Leucosolenia)、浴用海绵(Euspongia officinalis)、鸾毛马海绵(Hippospongia lachne)或淡水海绵(Spongilla)中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J,其特征在于,所述的海绵是茸毛马海绵(Hippospongia lachne)。
6.根据权利要求2所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J,其特征在于,所述的甲醇溶液是 50% 95%的甲醇溶液。
7.根据权利要求6所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J,其特征在于,所述的甲醇溶液是 80% 95%的甲醇溶液。
8.根据权利要求7所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J,其特征在于,所述的甲醇溶液是 90%的甲醇溶液。
9.根据权利要求2所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J,其特征在于,所述的非极性有机溶剂是包括石油醚、乙醚或苯中的一种或多种。
10.根据权利要求9所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J,其特征在于,所述的非极性有机溶剂是包括石油醚或乙醚中的一种或多种。
11.根据权利要求10所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J,其特征在于,所述的非极性有机溶剂是石油醚。
12.根据权利要求I 11任一项所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J,其特征在于,所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J的制备方法包括如下步骤(1)制备海绵提取物浸膏①制备提取液将冷冻的海绵切碎成小块,用95%乙醇渗漉提取6次,每次渗漉3天,合并提取液;②制备提取物浸膏减压浓缩上述提取液,得到提取物浸膏;(2)分离纯化①将上述提取物浸膏混悬分散于水中,用乙酸乙酯萃取4次,浓缩萃取液得到脂溶性浸膏。将脂溶性浸膏混悬于90%的甲醇溶液中,用石油醚萃取3次,浓缩萃取液得到石油醚部位浸膏;加水将混悬液的甲醇浓度调整至60%,用二氯甲烷萃取3次,浓缩萃取液得到二氯甲烷部位浸膏。将最初的水相用正丁醇萃取3次,浓缩得正丁醇部位浸膏。②将二氯甲烷提取浸膏IOOg经减压柱色谱,以二氯甲烷甲醇=50 1,25 1, 15 1,5 1,2 1,1 I为溶剂梯度洗脱,根据TLC显色合并相似流份得到9个组分 Fr. I Fr. 9。③对组分Fr.5再次进行减压柱色谱,以石油醚乙酸乙酯=50 1,20 1,10 1, 5 1,3 1,1 I为溶剂梯度洗脱,根据TLC显色合并相似流分,得到Fr. 10 Fr. 14共 5个组分;④将组分Fr.11反复进行正、反相硅胶柱色谱、凝胶柱色谱,再用高效液相纯化,得到化合物黑珀萜J。
13.根据权利要求12所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J,其特征在于,所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J的制备方法包括如下步骤(1)制备茸毛马海绵提取物浸膏①制备提取液将冷冻的中国南海西沙海域的鸾毛马海绵(Hippospongia lachne) 3. 6kg(干重)切碎成小块,用95 %乙醇20L渗漉提取6次,每次渗漉3天,合并提取液;②制备提取物浸膏减压浓缩上述提取液,得到提取物浸膏671g ;(2)分离纯化①将上述提取物浸膏混悬分散于水中,用乙酸乙酯萃取4次,浓缩萃取液得到脂溶性浸膏246g。将脂溶性浸膏混悬于90%的甲醇溶液中,用石油醚萃取3次,浓缩萃取液得到石油醚部位浸膏89g ;加水将混悬液的甲醇浓度调整至60%,用二氯甲烷萃取3次,浓缩萃取液得到二氯甲烷部位浸膏116g。将最初的水相用正丁醇萃取3次,浓缩得正丁醇部位浸膏 87g。②将二氯甲烷提取浸膏116g经减压柱色谱,以二氯甲烷甲醇=50 1,25 1, 15 1,5 1,2 1,1 I为溶剂梯度洗脱,根据TLC显色合并相似流份得到9个组分 Fr. I Fr. 9。③对组分Fr.5再次进行减压柱色谱,以石油醚乙酸乙酯=50 1,20 1,10 1, 5 1,3 1,1 I为溶剂梯度洗脱,根据TLC显色合并相似流分,得到Fr. 10 Fr. 14共 5个组分;④将组分Fr.11反复进行正、反相硅胶柱色谱、凝胶柱色谱,再用高效液相纯化,得到 50. 6mg化合物黑拍職J0
14.根据权利要求12所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J,其特征在于,所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J的制备方法包括如下步骤(1)制备淡水海绵提取物浸膏 ①制备提取液将冷冻的淡水海绵(Spongilla)3. 6kg(干重)切碎成小块,用95%乙醇20L渗漉提取 6次,每次渗漉3天,合并提取液;②制备提取物浸膏减压浓缩上述提取液,得到提取物浸膏742g ;(2)分离纯化①将上述提取物浸膏混悬分散于水中,用乙酸乙酯萃取4次,浓缩萃取液得到脂溶性浸膏255g。将脂溶性浸膏混悬于90%的甲醇溶液中,用石油醚萃取3次,浓缩萃取液得到石油醚部位浸膏97g ;加水将混悬液的甲醇浓度调整至60%,用二氯甲烷萃取3次,浓缩萃取液得到二氯甲烷部位浸膏103g。将最初的水相用正丁醇萃取3次,浓缩得正丁醇部位浸膏 78g。②将二氯甲烷提取浸膏103g经减压柱色谱,以二氯甲烷甲醇=50 1,25 1, 15 1,5 1,2 1,1 I为溶剂梯度洗脱,根据TLC显色合并相似流份得到9个组分 Fr. I Fr. 9。③对组分Fr.5再次进行减压柱色谱,以石油醚乙酸乙酯=50 1,20 1,10 1, 5 1,3 1,1 I为溶剂梯度洗脱,根据TLC显色合并相似流分,得到Fr. 10 Fr. 14共 5个组分;④将组分Fr.11反复进行正、反相硅胶柱色谱、凝胶柱色谱,再用高效液相纯化,得到 42. 3mg化合物黑珀萜J。
15.根据权利要求12所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J,其特征在于,所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J的制备方法包括如下步骤(I)制备浴用海绵提取物浸膏①制备提取液将冷冻的浴用海绵(Euspongia off icinalis) 3. 6kg (干重)切碎成小块,用95%乙醇 20L渗漉提取6次,每次渗漉3天,合并提取液;②制备提取物浸膏减压浓缩上述提取液,得到提取物浸膏748g ;(2)分离纯化 ①将上述提取物浸膏混悬分散于水中,用乙酸乙酯萃取4次,浓缩萃取液得到脂溶性浸膏264g。将脂溶性浸膏混悬于90%的甲醇溶液中,用石油醚萃取3次,浓缩萃取液得到石油醚部位浸膏99g ;加水将混悬液的甲醇浓度调整至60%,用二氯甲烷萃取3次,浓缩萃取液得到二氯甲烷部位浸膏135g。将最初的水相用正丁醇萃取3次,浓缩得正丁醇部位浸膏 78g。②将二氯甲烷提取浸膏135g经减压柱色谱,以二氯甲烷甲醇=50 1,25 1, 15 1,5 1,2 1,1 I为溶剂梯度洗脱,根据TLC显色合并相似流份得到9个组分 Fr. I Fr. 9。③对组分Fr.5再次进行减压柱色谱,以石油醚乙酸乙酯=50 1,20 1,10 1, 5 1,3 1,1 I为溶剂梯度洗脱,根据TLC显色合并相似流分,得到Fr. 10 Fr. 14共 5个组分;④将组分Fr.11反复进行正、反相硅胶柱色谱、凝胶柱色谱,再用高效液相纯化,得到 .37.9mg化合物黑珀萜J。
16.根据权利要求12所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J,其特征在于,所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J的制备方法包括如下步骤(1)制备白枝海绵提取物浸膏①制备提取液将冷冻的白枝海绵(LeuC0S0lenia)3.6kg(干重)切碎成小块,用95%乙醇20L渗漉提取6次,每次渗漉3天,合并提取液;②制备提取物浸膏减压浓缩上述提取液,得到提取物浸膏693g ;(2)分离纯化①将上述提取物浸膏混悬分散于水中,用乙酸乙酯萃取4次,浓缩萃取液得到脂溶性浸膏249g。将脂溶性浸膏混悬于90%的甲醇溶液中,用石油醚萃取3次,浓缩萃取液得到石油醚部位浸膏94g ;加水将混悬液的甲醇浓度调整至60%,用二氯甲烷萃取3次,浓缩萃取液得到二氯甲烷部位浸膏128g。将最初的水相用正丁醇萃取3次,浓缩得正丁醇部位浸膏 78g。②将二氯甲烷提取浸膏128g经减压柱色谱,以二氯甲烷甲醇=50 1,25 1, 15 1,5 1,2 1,1 I为溶剂梯度洗脱,根据TLC显色合并相似流份得到9个组分 Fr. I Fr. 9。③对组分Fr.5再次进行减压柱色谱,以石油醚乙酸乙酯=50 1,20 1,10 1, 5 1,3 1,1 I为溶剂梯度洗脱,根据TLC显色合并相似流分,得到Fr. 10 Fr. 14共 5个组分;④将组分Fr.11反复进行正、反相硅胶柱色谱、凝胶柱色谱,再用高效液相纯化,得到 63. Img化合物黑拍職J0
17.根据权利要求12所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J,其特征在于,所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J的制备方法包括如下步骤(I)制备毛壶(Grantia)提取物浸膏①制备提取液将冷冻的毛壶(Grantia) 3. 6kg (干重)切碎成小块,用95%乙醇20L渗漉提取6次,每次渗漉3天,合并提取液;②制备提取物浸膏减压浓缩上述提取液,得到提取物浸膏739g ;(2)分离纯化 ①将上述提取物浸膏混悬分散于水中,用乙酸乙酯萃取4次,浓缩萃取液得到脂溶性浸膏273g。将脂溶性浸膏混悬于90%的甲醇溶液中,用石油醚萃取3次,浓缩萃取液得到石油醚部位浸膏102g ;加水将混悬液的甲醇浓度调整至60 %,用二氯甲烷萃取3次,浓缩萃取液得到二氯甲烷部位浸膏146g。将最初的水相用正丁醇萃取3次,浓缩得正丁醇部位浸膏 91g。②将二氯甲烷提取浸膏146g经减压柱色谱,以二氯甲烷甲醇=50 1,25 1, 15 1,5 1,2 1,1 I为溶剂梯度洗脱,根据TLC显色合并相似流份得到9个组分 Fr. I Fr. 9。③对组分Fr.5再次进行减压柱色谱,以石油醚乙酸乙酯=50 1,20 1,10 1, 5 : 1,3 : 1,1 : I为溶剂梯度洗脱,根据TLC显色合并相似流分,得到Fr. 10 Fr. 14共 5个组分;④将组分Fr.11反复进行正、反相硅胶柱色谱、凝胶柱色谱,再用高效液相纯化,得到 73. 9mg化合物黑珀萜J。
18.根据权利要求12所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J在制备抗肿瘤产品中的应用。
19.根据权利要求12所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J的组合物在制备抗肿瘤产品中的应用。
20.根据权利要求12所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J的药材原料在制备抗肿瘤产品中的应用。
21.根据权利要求20所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J的应用,其特征在于,所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J的药材原料是海绵或海绵粗提物中的一种。
22.根据权利要求21所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J的应用,其特征在于,所述的二倍半職类化合物黑拍職J的药材原料是寻常海绵纲(Demospongiae)海绵或寻常海绵纲 (Demospongiae)海绵粗提物、I丐质海绵纲(Calcarea)海绵或I丐质海绵纲(Calcarea)海绵粗提物中的一种或多种。
23.根据权利要求21所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J的应用,其特征在于,所述的二倍半職类化合物黑拍職J的药材原料是毛壶(Grantia)或毛壶(Grantia)粗提物、 白枝海绵(Leucosolenia)或白枝海绵(Leucosolenia)粗提物、浴用海绵(Euspongia officinalis)或浴用海绵(Euspongia officinalis)粗提物、鸾毛马海绵(Hippospongia lachne)或鸾毛马海绵(Hippospongia lachne)粗提物、淡水海绵(Spongilla)或淡水海绵 (Spongilla)粗提物中的一种或多种。
24.根据权利要求23所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J的应用,其特征在于,所述的二倍半職类化合物黑拍職J的药材原料是鸾毛马海绵(Hippospongia lachne)或鸾毛马海绵 (Hippospongia lachne)粗提物中的一种或多种。
25.根据权利要求12所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J的药材原料的组合物在制备抗肿瘤产品中的应用。
26.根据权利要求25所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J的应用,其特征在于,所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J的药材原料是海绵或海绵粗提物中的一种。
27.根据权利要求26所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J的应用,其特征在于,所述的二倍半職类化合物黑拍職J的药材原料是寻常海绵纲(Demospongiae)海绵或寻常海绵纲 (Demospongiae)海绵粗提物、I丐质海绵纲(Calcarea)海绵或I丐质海绵纲(Calcarea)海绵粗提物中的一种或多种。
28.根据权利要求26所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J的应用,其特征在于,所述的二倍半職类化合物黑拍職J的药材原料是毛壶(Grantia)或毛壶(Grantia)粗提物、 白枝海绵(Leucosolenia)或白枝海绵(Leucosolenia)粗提物、浴用海绵(Euspongia officinalis)或浴用海绵(Euspongia officinalis)粗提物、鸾毛马海绵(Hippospongia lachne)或鸾毛马海绵(Hippospongia lachne)粗提物、淡水海绵(Spongilla)或淡水海绵 (Spongilla)粗提物中的一种或多种。
29.根据权利要求28所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J的应用,其特征在于,所述的二倍半職类化合物黑拍職J的药材原料是鸾毛马海绵(Hippospongia lachne)或鸾毛马海绵 (Hippospongia lachne)粗提物中的一种或多种。
30.根据权利要求18所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J的应用,其特征在于,所述的抗肿瘤产品是指直接用于预防、诊断、检测、保护、治疗和研究肿瘤及其直接相关疾病的产品中的一种或多种,包括抗肺癌产品或抗宫颈癌产品中的一种或多种;所述的肿瘤是包括肺癌或宫颈癌中的一种或多种。
31.根据权利要求30所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J的应用,其特征在于,所述的抗肺癌产品是指直接用于预防、诊断、检测、保护、治疗和研究肺癌及其直接相关疾病的产品中的一种或多种,所述的肺癌是指非小细胞肺癌和小细胞肺癌中的一种或多种,所述的非小细胞肺癌是包括磷癌、腺癌或大细胞肺癌中的一种或多种。
32.根据权利要求30所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J的应用,其特征在于,所述的抗宫颈癌产品是指直接用于预防、诊断、检测、保护、治疗和研究宫颈癌及其直接相关疾病的产品中的一种或多种,所述的宫颈癌是非典型增生、原位癌、镜下早期浸润癌或浸润癌中的一种或多种。
33.根据权利要求18所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J的应用,其特征在于,所述的抗肿瘤产品是包括药物、试剂或食品中的一种。
34.根据权利要求33所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J的应用,其特征在于,所述的抗肿瘤产品是药物。
35.根据权利要求18所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J的应用,其特征在于,所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J的纯度> 95%。
36.根据权利要求18所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J的应用,其特征在于,所述的二倍半萜类化合物黑珀萜J的使用方式是包括单独使用或与其他化学物质联合使用中的一种。
全文摘要
本发明涉及医药技术领域,具体涉及一种从海洋动物海绵中分离到的二倍半萜类化合物黑珀萜J及其制备方法和用途。用乙醇按常规渗漉提取海绵,浓缩分离纯化即得黑珀萜J,其分子式为C25H36O3;制备工艺简单、得率高,性质稳定,使用制备的制剂质量稳定,质量控制简便,生产成本较低,便于工业化生产;该化合物对人肺癌细胞A549、人宫颈癌细胞Hela均显示抑制活性,可用于制备抗肿瘤药物,且疗效显著,安全低毒,使用方便,一物多用,其原料来源丰富、价廉,为预防、诊断、检测、保护、治疗和研究抗肿瘤、抗糖尿病和抗肥胖症及其直接相关疾病提供了一种新的药物来源和安全原料。
文档编号A23L1/30GK102617526SQ201110145099
公开日2012年8月1日 申请日期2011年5月31日 优先权日2011年5月31日
发明者庞涛, 朴淑娟, 林厚文, 陆海燕, 陈万生 申请人:上海长征医院
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