医学与社会
2010年10月号
医学进展
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医学与社会
医生日记

生物多样性与医学

    生物多样性(biodiversity)是指一定范围内多种有机体(动物、植物、微生物) 有规律地结合构成稳定的生态综合体。目前,已经鉴定并以拉丁文命名的地球生物大约有170万种,各物种间相互依存、制约,共同维系地球生态系统的结构和功能。生物多样性对人类健康意义重大,为生物医学的发展注入强劲动力。

生物多样性与药物研发

    自然界的丰富物种是临床上最重要的药物库。200年前,21岁的见习药剂师Friedrich Sertürner从天然植物中提取了首个具有药理活性的纯化合物吗啡,开始了药物研发的新纪元。从植物中提取的药物可以经过纯化、研究,确定精确的给药剂量而不用再随着天然原料的来源而改变。二战后阿司匹林的发现,使药物研究扩张到为发现新的抗生素而对微生物进行大规模筛选,青霉素、氨基糖甙类和四环素等抗生素都来源于自然。20世纪90年代以前,约80%药物不是天然产品就是类似物,如抗生素、抗寄生虫药物、抗疟药、降脂药物、免疫抑制剂和抗癌药物等。尽管20世纪90年代由于化学合成药物的扩张使得以天然产物为基础的新药下降到50%, 2005年~2007年间仍有13个源于天然产物的药物获得批准,其中5个是新分类中的首批成员。尽管每年在合成药物发展上投资巨大,美国前100名处方药物和过去25年FDA批准上市的新药中,有半数直接或间接来自自然界生物。科学家发现,热带珊瑚礁生活着大约有500种不同品种的锥形蜗牛,制造出5万种以上毒素。目前已对其中100种毒素进行研究,其中一种毒素止痛效果强于吗啡1000倍以上,而且不产生耐药性和成瘾性,有望治疗鸦片类药物耐药的严重疼痛。

生物多样性为生物医学提供研究工具

    科学家从美国黄石公园火山温泉中的嗜热菌Thermusaquaticus中分离出热稳定的Taq DNA聚合酶,Taq DNA聚合酶的开发与利用完善了聚合式酶链反应(polymerase chain reaction,PCR) 技术,1993年Mullis因此荣获诺贝尔化学奖。

    20多年前,Rich Jorgensen给牵牛花导入色素基因,试图加深花朵的紫颜色,结果没看到期待中的深紫色花朵,多数花瓣成了花斑的甚至白色的。受此启发,两名美国科学安德鲁•法尔和克雷格•梅洛发现RNA干扰(RNA interference,RNAi)抑制基因表达的分子机理,该理论在神经变性疾病、癌症、感染治疗等方面都有重要的应用前景。他们因为发现了RNA干扰现象被授予2006年度诺贝尔生理学或医学奖。

生物多样性与传染病传播

    过去60年中新出现的传染病60%由动物传播。例如美国最常见的虫媒疾病——莱姆病,当疫区脊椎动物的物种存在高度多样性时,人类感染莱姆病的危险性就会降低。理由是,被感染莱姆病菌的蜱叮咬的脊椎动物成为“末路”宿主,它们不可能再传播病菌,因而切断了疾病传播。这种对莱姆病病原体有效的“稀释效应”使感染性蜱不太可能再将疾病传播给人,从而减少了人类感染风险。但是随着人类生活方式改变、生物物种减少、自然栖息地破坏、自然界的生物多样性逐渐衰退,人类健康受到前所未有的挑战。

全球生物多样性锐减威胁医学研究

    2010年是国际“生物多样性年”,《Science》杂志发表文章指出,尽管地球仍拥有种类丰富的物种和完整的生态系统,但其中很多环节正在面临威胁或破坏。1992年签署的“国际生物多样性公约”曾希望在2010年前显著遏制生物多样性的丧失,但该目标并未达到。科学家对自然栖息地退化、物种保护、自然保护资金、生物资源消耗、区域保护、物种入侵等目标达成状况的数据分析显示:尽管取得了一定进展,但是延缓全球生物多样性衰退的方案已经失败。生物多样性公约组织将不得不考虑新的战略计划来遏制全球物种丧失的趋势。

    人类健康从根本上依赖于其他生物物种和地球生态系统的完整。当生物多样性丧失,生态系统遭到破坏,人类健康也必将受到影响。医学界应充分认识到生物多样性对人类健康和医学发展的重要性,倡导政府和社会全面行动,保护人类和其他物种赖以生存的自然环境,减少生物多样性的丧失。

(作者:张莉)

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