海洋药学专业建设的思考

金海晓,何山,朱鹏,陈娟娟,严小军

宁波大学海洋学院　(宁波　315211)



海洋药学专业建设的思考

金海晓*,何山,朱鹏,陈娟娟,严小军

宁波大学海洋学院(宁波315211)

摘要重大疾病时刻威胁人类的健康。来自海洋生物资源的结构新颖的天然产物将成为开发新型药物的突破口，新型药物的研发需要高素质的人才参与。宁波大学海洋学院开设海洋药学专业培养海洋药物研发人才和生物制药产业技术人才。海洋药学专业作为新兴学科，基于化学和药学的基础知识，使学生掌握化合物的结构特征、学会利用海洋药用生物资源、掌握多种专业技术，包括分离纯化、结构鉴定、分子对接与结构改造、药理活性评价、药物制备工艺、熟悉经典海洋药物的研发过程和新药申报流程；采用多种学习方式构建“早参与-多实践-强能力”的培养模式训练学生的创新能力，强化专业英语的阅读能力培训，培养学生独立思考和解决问题的能力。

关键词海洋药学；培养方案；实践教学

人类仍然面临着多种重大疾病的挑战，包括心脑血管疾病和恶性肿瘤等缺乏特效药物；老年性痴呆、帕金森症、糖尿病等慢性疾病难以逆转或根治；新型传染病不断出现。与陆地相比，海洋环境以高盐、高压、低温、低营养、无光照为特征。海洋特殊的生态环境造就了海洋生物的多样性。海洋生物具有很强的防御能力、识别能力和再生能力，以防范潜在的天敌的进攻、维持物种之间的信息传递和海洋共生菌的附着。为了实现这些功能，海洋生物代谢产生新型的结构骨架和具有独特生物活性的天然产物，这些新型化合物为药物设计提供了可贵的分子模型，为海洋药物的开发提供了重要的先导化合物库[1]。现在上市的药物中，仅36%为完全人工合成发现，其余64%均来源于天然产物或基于天然产物来源化学结构的优化。陆地生物资源由于长期的持续开发利用已日益匮乏，而海洋生物资源因此成为人类研究开发药物最后的资源宝库。海洋药物是历史发展的必然选择。

向海洋要药成为21世纪各国在高技术领域竞争的一个热点[2]。20世纪50年代，现代海洋药学兴起。美国率先开展海洋生物活性物质研究，国家研究委员会(National Research Council，NRC)和国家癌症研究所(National Cancer Institute，NCI)每年投入海洋药物研发经费各为5000多万美元。美国国立卫生研究所(National Institutes of Health，NIH)用于海洋药物研究的资金占其总经费的11%以上。全球发达国家陆续投身海洋药物开发。日本海洋生物技术研究院和日本海洋科学技术中心每年用于海洋药物研发的经费超过1亿美元。欧盟的“海洋科学技术计划”对海洋药物的年投入也在1亿美元以上。海洋药物的研究水平已成为综合国力的重要体现。随后各国相继投入人力物力进行海洋药物的开发。在60年代末70年代初，海洋药物研究出现了第一个高潮，诞生了首批3个海洋药物，即抗菌药物头孢菌素Cephalosporins，抗肿瘤药物阿糖胞苷Ara-C和抗病毒药物阿糖腺苷Ara-A。20世纪80年代，是海洋药物研究的稳定发展期，生物技术、分离纯化技术及分析检测技术等相关学科和技术的长足发展和进步，促进了海洋药学的发展。在这一阶段，发现了大量的结构新颖的海洋天然产物，同时，海洋药学研究对象开始由低等无脊椎动物和藻类向海洋微生物挺进。20世纪90年代，“药源问题”成为困扰海洋药学发展的“瓶颈”。但是，高通量药物筛选技术、重组DNA技术、基因分析等新技术的出现，也为海洋药学研究迎来新的契机。21世纪迎来了海洋药学新高潮。镇痛药物芋螺毒素Ziconotide、抗肿瘤药物ET-743和抗癌药物大田软海绵素Halaven三个新型海洋药物成功上市。在国际海洋药物研究大背景下，中国在20世纪70年代末也兴起了海洋药物研究开发热潮。中国海洋大学的管华诗院士团队在20世纪80年代首创我国第一个海洋药物，治疗心脑血管的藻酸双酯钠PSS，在20世纪90年代又发明研制了甘糖酯、海力特和降糖宁散等3个海洋新药和藻维胶囊等5个系列的功能食品。

海洋药学是在海洋药物研究开发过程中逐步形成、发展起来的一门新兴交叉应用学科，是服务于海洋生物制药这样一个战略性新兴产业的。率先开设这个专业院校是中国海洋大学和中国药科大学。国家对浙江省海洋经济发展非常重视，2011年国务院批复同意《浙江海洋经济发展示范区规划》，标志着浙江海洋经济发展示范区建设正式上升为国家战略，成为国家海洋发展战略和区域协调发展战略的重要组成部分。浙江省海洋生物医药业产值占全国海洋生物医药业产值的38.3%，居全国首位。近年来活性物质的提取利用技术、结构对接与改造技术、生物工程技术、生物信息学技术的飞速发展为海洋药物的新产品研发和产业化提供了新的平台和机遇。宁波大学承担了多项国家863项目、国家自然科学基金，原有的生物工程专业设置有海洋药物模块。因此，笔者根据宁波大学海洋学院现有教学经验、师资水平和科技力量，制订适合宁波大学学生的海洋药学专业培养方案。

1办学条件

宁波大学海洋学院现拥有教育部“应用海洋生物技术”重点实验室、浙江省“海洋生物工程”重点实验室、宁波市“健康食品与海洋药物”重点实验室等一系列高层次学科平台，平台专用实验室面积达5500平方米，仪器设备资产总值3000余万元，其中万元以上仪器300多台(套)。海洋学院的海洋生物陈列馆共展出1000余种海洋生物标本。海洋药学专业师资队伍由16名教师构成，其中教授(研究员)4名，副教授(副研究员)8名，讲师4名。教职工具有博士学位的有13名，省高校“钱江学者”特聘教授1名，首批“新世纪百千万人才工程”国家级人选1名，3人入选浙江省151人才第一、二、三层次学者。海洋药学专业由海洋学院严小军院长牵头负责，严小军研究员承担过教育部创新团队、国家973项目、国家863项目、国家自然科学基金、教育部新世纪人才支持计划等课题。所带领的研究团队入选2007年度国家教育部创新团队。出版独立署名学术专著1部(《GCMS在海洋生物生化分析研究中的应用》，科学出版社，2009)，为国内外同类研究中的第一部专著。在海洋药学专业建设初期，获得宁波大学的海洋药学专业建设专项学科建设经费的支持，根据海洋药学新专业需要开设一些新的实验课，进行了相关仪器设备的购买和实验室的改装。宁波大学海洋药学专业在招生第二年非常荣幸地入选了2014年浙江省新兴特色专业重点建设项目。

2海洋药学专业培养方案

基于培养具有国际视野的海洋药物研发人才和海洋生物制药产业高端技术人才的海洋药学专业人才培养目标，海洋药学专业学生在毕业时应掌握海洋药物的基础理论和知识，药学实验方法与技术，熟悉海洋药用生物资源特色，能够从事海洋药物研究、开发、生产、检测、管理、监督和教学等工作的海洋药学创新型人才。制定的培养方案具有以下几个特色。

2.1扎实的化学基础

本专业开设了无机化学、无机化学实验、分析化学、分析化学实验、有机化学、有机化学实验课程。通过这些课程的学习，学生应掌握化学键理论，理解共价键、离子键、氢键、卤键、范德华力、疏水作用力和芳环堆积作用，这是理解生物大分子之间以及药物先导化合物与作用靶点之间相互作用的基础；掌握元素性质和电子云密度的概念从本质上理解键的极性，了解不饱和键，woodward规则。熟悉特殊官能团，包括羰基、羧基、酰胺基、苯基等，了解基团的基本反应性质。这是天然产物的合成修饰和物质结构鉴定的基础。

2.2夯实药学基础

本专业开设有教育部要求的四大药学专业课程：药物化学、药物分析、药剂学、药理学。是该专业学生学习到全面药学专业知识，为将来就业与继续深造打下坚实的理论基础。同时这些课程也是药学类硕士专业的考研专业课。

2.3突出海洋特色

海洋药学是现代药学理论在海洋生物领域的延伸与创造。本专业以海洋药用生物资源为切入点，开设了丰富的海洋类专业课程群，包括海洋天然产物化学、现代海洋药学、海洋药学大实验、海洋药物前沿讲座、海洋生物学、海洋微生物学、海洋生物毒素、海洋生态学等特色课程。其中海洋天然产物化学、现代海洋药学、海洋药学大实验是本校的学位课程，笔者采用中国海洋大学王长云的《海洋药物学》[3- 4],同时让学生掌握常规的化学软件(如chemoffice)的使用[5]，海洋药学大实验结合教师的科研课题设计实验对学生进行系统的训练。海洋药物前沿讲座将有多位教师共同讲授，介绍海洋药物的最新进展。海洋生物学、海洋微生物学、海洋生物毒素这三门课程则分别介绍了海洋药用资源的三个来源，这些课程均是本校海洋药学专业的特色课程。

2.4包含生物主干课程

运用生物技术手段来培植新的海洋药物生物，以获得大量海洋天然产物，是解决海洋药物研究过程中药源问题的一个可行的现实途径。本专业开设生物化学、分子与细胞生物学、基因工程、酶工程等生物主干课程。这些课程也是生物类研究生的主要课程。

2.5细化工艺生产

本专业开设了生物制药工艺学，生物制药工艺学实验，天然药物提取分离工艺学和天然药物提取分离工艺学实验。生物制药工艺学这门课着重介绍大分子药物的生产工艺流程。包括氨基酸、多肽、蛋白、酶、生物制品等的工艺生产的流程。而天然药物提取分离工艺学主要介绍小分子化合物的分离纯化技术。

2.6掌握检测技术

本专业开设色谱学，色谱学实验，波谱分析，波谱分析实验、分子生物检测技术、分子生物检测技术实验。

2.7注重基本技能

本专业开设药物设计、药物设计上机演练、专业英语、文献检索与论文写作、生物统计学、实验室工作方法与安全等课程。

2.8重视学生科研和创新实践教学

学校以海洋生物医药产业需求为导向，以科研带动教学，提倡和鼓励学生尽早选定导师，进入实验室开展科学研究。目标是“人人有导师、人人进实验室”。在大二的短学期开设《海洋药学大实验》，针对海洋药物研发的核心步骤，设计一系列相互关联的实验，包括海洋药源生物样品处理、天然药物提取与分离、天然产物结构鉴定、药理活性评价、制剂工艺、质量分析等环节。同时，重点建设创新性开放实验课程群。以专业教师科研项目为依托，设计一系列有机衔接的创新性开放课程，打造海洋药学专业特色实践教学体系。

2.9打通深造通道

海洋药学专业与全国各主要的海洋药物研究机构均建立了长期合作关系，这些机构包括浙江大学、中国海洋大学、上海交通大学、中国药科大学、沈阳药科大学、中科院海洋所、中科院微生物所、中科院南海所、中科院药物所、国家海洋局厦门第三海洋研究所等。本专业教师绝大多数在上述机构获得博士学位，将推荐本专业优秀学生继续深造，师从国内一流教授。海洋药学专业教师近半数有国外留学经历，与国际上多个著名大学与研究机构有长期合作。特别是与美国Scripps海洋研究所(国际顶级海洋药物科研机构)已建立合作伙伴关系，每年都有教授互访。不久的将来还将推出学生交流项目，将推荐拔尖学生前往Scripps攻读博士学位，到国际顶级海洋药学研究机构学习。

2.10拓宽就业渠道

海洋药学专业在多个海洋制药企业建立了实习实践基地，包括宁波中药制药有限公司、浙江海力生集团、宁波人健药业、杭康药业、宁波绿之健药业、山东结晶集团等省内外知名企业。不考研的学生大四基本上在企业实习，为就业与未来发展打下良好基础。如果意向在内陆就业的学生，也具备在任何天然制药企业从事产品研发、生产、检测和管理的能力。此外，药监局、药检所、海关、出入境检验检疫局等机关事业单位也是本专业毕业生的就业选择。

海洋药学专业作为新兴学科，基于化学和药学的基础知识，以利用海洋药用生物资源为特色，使学生系统地掌握化合物的结构特征、海洋药用生物资源、分离纯化技术、结构鉴定分子对接与改造技术、药理活性评价、药物工程制备、熟悉经典海洋药物的研发过程和新药申报流程。海洋药学专业以培养具有创新和创造能力的高素质人才为核心，以创新性实验课程[6]、海洋药学大实验、和学生科研的培养模式，提倡人人有导师，采用手把手的指导方式构建“早参与-多实践-强能力”的创新人才培养体系[7]，强化专业英语的阅读和训练，以英语作为重要的语言工具从原版外文书本和文献网络获得更为全面的信息，教学生学会“学习”，培养学生独立思考和解决问题的能力。与多家工厂建立实习实训基地，强化知识与实践的结合。海洋药物是21世纪中国药学研究的新热点[8]。海洋药物学初步形成，海洋药物的研究在药学乃至生命学科领域受到前所未有的高度重视，其无法估量的巨大潜力在新世纪将被充分发挥和挖掘。

参考文献

[1]管华诗，耿美玉，王长云.21世纪，中国的海洋药物[J].中国海洋药物.2000,76(4):44- 47.

[2]郭跃伟.欧洲海洋药物的研究现状及对我国海洋药物研究的启示[J].中国新药杂志.2001,10(2)：81- 84.

[3]吴文惠，杨靖亚，许剑锋，等.海洋药物学课程教学的合理设计模式[J].药学教育，2012，28：13-15.

[4]王长云，邵长伦.海洋药物学[M].北京：科学出版社，2011年.

[5]孙鹏，李玲，张文，等.《海洋药物学》教学中的化学软件和网络资源的探索与应用[J].西北医学教育，2013，21：292-294

[6]王斌，曲有乐，欧阳小琨，等.创新型海洋药物人才开放式实验教学模式研究[J].药学教育，2008，24(5)：25-27.

[7]曲有乐，关丽萍，杨立业，等.药学专业创新人才培养体系的构建与试验区建设[J].药学教育，2012，28(5)：21-23.

[8]关美君，林文翰，丁源.海洋药物——二十一世纪中国药学研究的新热点[J].中国海洋药物，2001，79：1-5.

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

基金项目：宁波大学海洋药学专业培养方案，编号F00366148000。

收稿日期:2014-10-28。*

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