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【關鍵詞】海洋;自然保護區;問題;解決辦法
中圖分類號:K928文獻標識碼: A
一、前言
海洋自然保護區是我國面積的重要組成部分,保護區的現狀也成為了影響我國海洋事業發展的重要因素。所以,探討我國海洋自然保護區現存問題,并提出解決的辦法非常有必要。
二、我國海洋自然保護區問題研究的必要性
海洋生物資源具有重要的現實和潛在的價值,是人類生存與可持續發展的重要物質基礎和實現條件。中國海域遼闊,海岸線漫長,海洋環境多樣,其海洋生物資源在世界上占有重要地位。由于對海洋開發利用強度日益增大,陸源污染不斷加劇,中國生物資源和海洋生態環境面臨嚴重威脅。為保護海洋生物資源和特殊生境,我國建立了海洋自然保護區制度,依法把一定面積的海岸、河口、島嶼、濕地或海域劃分出來,進行特殊保護和管理。研究和實踐證實,建立海洋自然保護區是保護海洋生物資源和海洋自然環境的有效途徑。
三、我國海洋自然保護區建設發展中存在的主要問題
1.類型單一,分布不均。眾所周知,只有保護區類型多樣齊全,才能做到全面、系統保護海洋環境和資源。但是我國海洋自然保護區卻明顯表現出類型較單一的特點。在數量上,已經建成的108個海洋自然保護區中,海洋和海岸帶生態系統保護區數量為53個,野生動物海洋自然保護區38個,而其他各種類型的海洋自然保護區總數量才16個。在保護對象上,已經建立的海洋自然保護區多以紅樹林、珊瑚礁、河口濕地、海島生態中的野生動植物為主要保護對象,而生物多樣性和非生物資源等類型的保護區很少。
2、保護區建設管理資金缺乏。資金是海洋自然保護區建設的物質基礎,資金不足直接影響保護區人才的引進和科研工作的開展,也影響到保護區基礎設施的建設。不解決好資金難題,建設質量較高的海洋自然保護區將是一句空話。經費不足問題是目前包括自然保護區建設較好的發達國家在內的國家所面臨的問題。我國海洋自然保護區經費大多數是來自當地政府,國家級保護區的一部分經費來自國家撥款,國家對地方海洋自然保護區很少撥款或不撥款。這就決定了地方經濟的發展狀況直接影響和限制自然保護區的經費來源,當地政府的行為和對保護區建設的態度直接影響了保護區的建設。
3、管理體制不夠合理。我國海洋自然保護區實行綜合管理和分部門管理相結合的體制。國家海洋局負責海洋自然保護區的總體規劃和建設,海洋、林業、環保、農業、國土等部門分別管理各種不同類型的海洋自然保護區。并且在同一個保護區內,各種管理職能也由不同部門行使。這樣,各部門都從本部門的利益考慮,分頭管理,各自為政,會出現相互爭權或相互推卸責任的現象。這些部門分別制定用海計劃和工作方案,相互之間溝通較少。他們依靠單純的行業管理很難解決保護區復雜的綜合性的問題,這種管理模式很難使各部門從生態開發和可持續發展的戰略高度制定規劃,管理保護區,不利于保護區的管理。
四、海洋自然保護區的管理策略
1、理順保護區管理體制
目前世界上許多國家對自然保護區實行統一管理。從長遠看,我國也應該改變保護區管理體制,對保護區的管理機構重新進行行政定位,實行統一管理,徹底解決多部門分割管理帶來的各種負面影響。國家環??偩峙c林業、農業、國土資源、水利、海洋等分管部門是平行機構,不利于協調管理工作。因此建議集思廣益,逐步建立起國務院直屬的統一管理自然保護區的專門機構,各級政府也應該設立相應管理體系,使這些部門之中有著很好的相互溝通及協調,并且在很大的范圍內能夠實現資源共享,從而更加有效地開展管理工作。
體制變革不可能一蹴而就,因此在短期內多部門共管海洋保護區的體制弊端難以得到徹底解決,因此在綜合管理部門協調各部門工作的同時,由海洋部門負責組織管理在海洋自然保護區范圍內的全部活動,以此盡量減弱現有體制的弊端。同時,針對地方政府積極性不高的問題,建議把保護區建設成績納入地方政府工作績效的考核內容。以提高地方政府建設和發展保護區的積極性,改變目前我國海洋自然保護區建設依靠法律被動發展的局面。
2、改善經費不足問題
海洋保護是一項跨地區、跨部門、跨行業的綜合性系統工程,需要投入的資金較多。因此,必須廣辟資金來源,多渠道增加海洋開發利用與保護的投入。在經費問題上,國家應實行“政府為主,多方參與”的原則。
解決保護區經費短缺的難題不能僅靠政府投入,保護區本身也要尋求自養的途徑。與其他自然保護區一樣對海洋自然保護區的資源價值進行合理利用,促進經濟的可持續發展,從而解決保護區經費不足的問題這在實踐和理論上來說都是可行的。如美國、加拿大、澳大利亞等發達國家曾經用消減經費的辦法鼓勵國家公園自我創收解決部分所需的經費,但對創收比例有一定的控制,如加拿大總體控制在25%,另外75%由國家撥款。我國在增加政府投入的同時也應發揮保護區自我創收的能力,利用保護區的經濟價值,解決經費不足的問題。
3、補充和完善海洋自然保護區總體布局規劃
逐步增加海洋自然保護區的面積,增加海洋自然保護區數量,滿足海洋珍稀瀕危物種及典型海洋生態系統保護的需要,調整海洋保護區類型結構,抓緊建立一批既能反映各氣候帶的海洋生物多樣性和近海、島嶼、河口海岸濕地的生物多樣性,又能體現熱帶特有的珊瑚礁、紅樹林群落分布區生態系特點的各種生態系統和物種類型的海洋自然保護區,以及有特殊意義的自然景觀和歷史遺跡類型的海洋自然保護區。在全面規劃建設涵蓋具有特殊保護價值的自然生態系統、自然遺址、地質地貌、種質資源、珍稀瀕危物種、濕地等類型保護區的基礎上,要加快對具有重要價值、受破壞嚴重的“三場一通道”、珍稀瀕危物種、近海海洋生態系統(珊瑚礁、紅樹林、海草床、濕地)等水域實行保護,盡快劃建一批自然保護區,實行搶救性保護,重要區域盡快升級。在布局上要注意彌補空缺,完善已有的自然保護區網絡和體系。
五、結束語
綜上所述,要想徹底解決我國海洋自然保護區現存的問題,就要分析問題存在的根源,進而有針對性的采取合理有效的措施應對解決,這樣才能夠真正有效的解決海洋自然保護區存在的問題。
【參考文獻】
關鍵詞:生態補償;海洋生態;研究進展
中圖分類號:P74
文獻標識碼:A文章編號:1674-9944(201)12-0024-04
1引言
生態補償是以保護生態環境,促進人與自然和諧發展為目的,根據生態系統服務價值、生態保護成本、發展機會成本,運用政府和市場手段,調節生態保護利益相關者之間利益關系的公共制度[1]。作為一種能有效保護環境、維護生態平衡的手段,它的發展對生態環境具有十分重要的意義。
從近30年開展的生態補償工作來看,我國僅在自然保護區、重要生態功能區、礦產資源開發及流域水環境保護方面進行了大量工作并反饋到一定的效果[2],對海洋生態補償的投入還遠遠不夠。作為一個海洋大國,我國擁有長達1.8萬km的海岸線和300萬km2的海域,海洋為我們提供了大量的產品,同時也提供了巨大的海洋生態服務價值。然而日益嚴重的生態環境問題,如近海污染加重、漁業資源衰退和海洋環境災害頻繁等,都在不斷地削弱海洋經濟對整個國民經濟發展的貢獻。近些年,國家大力整治海洋環境污染問題,越來越多的地方政府開始重視海洋生態環境的保護與修復,催生了各種形式的海洋生態補償。
通過海洋生態補償,一方面可以為海洋生態環境的污染與破壞提供及時有效的解決方案,另一方面則通過合理的長遠規劃來保護與利用海洋資源,增加海洋生態系統服務價值,實現海洋的可持續發展。而在海洋生態補償過程中,需要合理地選取補償方式,從而實現經濟效益和環境效益的最大化。
2海洋生態補償方法
現階段海洋生態補償從補償方式上可劃分為3大類,包括經濟補償、資源補償和生境補償[3]。這3類補償方式在實施主體、實施過程、實施效率和實施效果等方面都存在明顯的差異,所以在實際補償過程中,往往需要針對不同形式的海洋活動和不同類型的生態破壞,采取不同的生態補償方式。
2.1經濟補償
“誰開發、誰保護,誰受益、誰補償是海洋生態補償中最常見也是最容易的一種補償方式。廣義上的海洋經濟補償既包括收取的生態補償金,也包括政府出資、企業投資、公眾募捐以及其他途徑獲得的經濟補償,狹義上的海洋經濟補償只是針對破壞或利用海洋資源環境的主體收取生態補償金。一般來說,當地政府通過制定相關的規章條例,針對海洋工程建設、經濟活動開發等項目進行稅收,針對違法污染等行為進行罰款,然后運用這些資金進行海洋生態防護以及生態修復工作。
2.2資源補償
所謂海洋資源補償,是對海洋生態環境中缺失的生物資源以及其他資源,以人為的方式進行數量補充,使其恢復到最初的狀態。資源補償包括增殖放流和養殖兩大類,但通常情況下資源補償主要是采取增殖放流的形式。
工程填海占海、過度捕撈以及大面積的海洋污染,都可能造成海洋生物資源的衰退,物種(尤其是經濟物種)數量急劇下降,海洋生態平衡受到影響,生態系統遭到破壞,為了能夠快速解決這種海洋生態問題,增殖放流無疑是最佳的方式。增殖放流形式多運用于近海海域的海洋漁業捕撈或者養殖區域,且增殖放流的物種多為經濟魚類,增殖放流前期投入資金相對較低,放流后社會、經濟以及環境效益良好。它能夠在較短時間內將缺失的海洋生物數量恢復到一定的程度,使得區域物種多樣性得到提升,使原來弱化的海洋生態資源得到充分的補充,而這種恢復程度也與資源補償強度成正對應關系。除了提高了當地海洋環境質量,增殖放流也能為日后區域海洋經濟的發展提供了重要的潛力與資本。
2.3生境補償
2.3.1建設人工魚礁
人工魚礁是指人為設置的一個或多個自然或人造構造物,并有目的地沉置于海底,形成一個為魚類等提供繁殖、生長、庇護和索餌的場所,從而改變海洋生物資源與環境[4]。作為一種生境營造的補償方式,建設人工魚礁有很強的優勢。人工魚礁投放后,礁區海域受到流場影響,礁體局部形成上升流,使得海水中營養鹽濃度升高,上層浮游植物大量生長,為海域浮游動物提供了豐富的餌料,并促進了游泳動物的生產繁殖;魚礁投放著床后,伴隨海域底質環境變化,底棲生物生活環境產生變化,其種類 、生物量 、棲息密度 、多樣性 、均勻度均有所增加[,6];魚礁投放后,不僅對海域生態環境存在修復作用,生態系統服務價值也明顯提高。
據不完全統計,已經用于構建人工魚礁的材料超過249種[7],這些材料中既包括一些貝殼巖石樹木等天然材料,也包括一些報廢船體、混凝土、鋼筋、玻璃等廢棄材料和建筑材料,采用不同的材料建設人工魚礁會有不同的效果,且采取不同的投放方式會產生不同的流場效應[8],所以在投放之前必須在礁區選址、配置方案和魚礁效應等方面進行充分的科學研究論證。
2.3.2建設海洋牧場
海洋牧場這一名詞的出現最早是在1971年,當時日本在海洋開發審議會上首先提出了“海洋牧場的構想[9],指出了海洋牧場是未來漁業的基本技術體系,是海洋生物資源可持續生產食物的系統。國內一些學者認為海洋牧場主要通過放流、底播、移植等方式將人工培育馴化的生物苗種放流入?;蛘呷斯~礁海域,利用天然餌料或微量投餌育成,并進行高水平的生物管理和環境控制,擴大海洋生物資源量[10]。海洋牧場建設一般包括生境營造、育苗培育、監測能力建設、管理能力建設以及配套技術建設幾個方面[11]。往往以大型海藻場營建、人工魚礁的投放和漁業苗種的增殖放流為手段,增加區域海洋漁業資源,改善牧場海域的生態環境,保護珍稀瀕危物種,保護近岸產卵場和索餌場,養護近海生物資源,增加了魚、蝦、貝、藻等生物資源數量,具有巨大的社會和經濟效益。
2.3.3建立海洋保護區
海洋保護區這個概念最初并不是從生態補償角度出發考慮的,它以國家政府為行使主體,劃定特定的海域,禁止或者控制捕撈建設等人類活動,使保護區內生物多樣性得到迅速恢復和提升。由此可以看出,海洋保護區不單純是對生物多樣性的保護,它也屬于生態補償的范疇。其生態補償運行機制是在保護海域范圍內的各類生態要素間進行的,通過完整地保留各生態要素之間相互影響、相互作用的規律,把各構成要素有機地聯系在一起,以達到海洋保護區生態補償順利實施的目的[12]。
2.4補償方式比較
針對不同補償方式的補償主體、適用海域、特點、前期投入、經濟效益和環境效益等方面進行了比較,具體見表1。
表1海洋生態補償方法的比較
比較項目海洋生態補償方法經濟補償資源補償生境補償海洋牧場(人工魚礁)海洋保護區
補償主體政府、污染者、受益者、社會公眾污染者、施工單位、企業企業個體、受益者國家、政府
適用海域任何海域施工建設海域魚類繁殖區、適宜生長區特征物種生存區
特點適用廣泛直接補償通過人為的生境營造建立適宜海洋生物生存環境,放流物種,并運用先進監測管理技術通過劃定海域有,強制減少或者禁止人類活動
前期投入無生物資源的選取與準備材料選取與準備、方案選取各種規劃文件
經濟效益無直接經濟效益經濟效益明顯,但受到投放效果影響具有較大的經濟效益經濟效益受到影響,經濟利益降低甚至消失
環境效益環境效益較弱,具有一定延遲性和間接性區域生物資源恢復明顯,生態環境改善較弱區域生物資源、生態環境改善明顯具有長遠的環境效益
由表1可以看出經濟補償適用性最廣,操作起來最簡單,但是不產生經濟效益,政府將通過多種渠道獲取的資金進行二次環境投資和環境保護,使得環境效益往往具有一定的間接性和延遲性;資源補償一般針對那些經濟魚類物種,雖有一定的環境效益但不長遠,補償效果不穩定且容易受到補償海域其他物種以及所處生境等外界因素干擾,甚至會產生由于物種選擇不妥而造成外來物種入侵現象,而補償實施后在效果評估方面也往往具有一定難度;生境補償最具多樣性,可以根據不同實際情況采取不同方法,雖然在過程實施方面會相對復雜,但卻具有長遠的經濟效益和環境效益,也是目前最具前景的海洋生態補償方式。
3國內外海洋生態補償研究進展
3.1國外研究進展
目前,國際上比較通用的經濟補償主要通過政府補貼、財政援助、開征生態稅和借助國內外基金等方式進行,而經濟發達國家特別是歐美國家則越來越多地采用生態稅收、綠色環保稅收等多種特定稅收來維護環境,平衡生態[13]。
資源補償方面,一些發達國家如美國、前蘇聯和日本的技術已十分成熟。美國放流魚類歷史已有100多年,20世紀80年代僅對鮭魚的增殖投資就達7.1億美元,0年代還開展“巨藻場改進計劃以恢復和發展原有藻場,多次探索后并最終形成了人工培育胚孢子體密集撒播的方法;前蘇聯共有10多個養殖工廠和馴化站,90多處鱘、鮭魚的人工孵化場,僅在1976~1980年期間培育各種放流苗種70億尾以上[14];日本由于地理位置的特殊性使得它對海洋的依賴性很高,早在1962年便設立了國家為主體的栽培中心,并建設了專門的增殖機構,幾十年的發展使得增殖漁業在日本成為了一種產業,對日本海洋經濟發展有著不可磨滅的影響;甚至在一些東南亞國家,如菲律賓、泰國、印度尼西亞等,通過增殖放流方式來提高經濟品種的捕撈產量也十分常見[1]。
生境補償方面,近年來各國為保護及改善海洋生態環境,恢復海洋生物資源,紛紛發展人工魚礁項目,其中日本及歐美等國家投入了大量人力、物力及財力,在利用人工魚礁改善和恢復海洋生態環境等研究和應用方面積累了大量經驗,獲得了明顯的經濟和生態效應[16];韓國早在1971年便將62種不同的人工魚礁運用于周邊海域[17],如今韓國在人工魚礁方面的研究已近十分成熟,針對不同結構形狀的人工魚礁構件的周圍水流速率變化都有很細的研究[18];而一些歐洲國家為了緩解當地漁民與一些外來休閑漁業者的沖突與矛盾,開設海洋牧場休閑漁業,一方面對經濟魚類進行了補償,另一方面又帶動了其他經濟的發展[19];而澳大利亞也在20世紀80年代開展了海洋生態補償與保護工作,如1979年建立了大堡礁海洋公園,1982年建立了第一個聯邦海洋保護區[20]。
現今,世界各國對海洋藍色經濟的開發不斷轉變,海洋環境保護意識逐漸增強,逐步從傳統的片面追求經濟效益轉變為經濟發展與環境保護并存的可持續發展模式。在海洋生態補償工作中,受到不同地區經濟、環境本底差異的影響,國際上一直未能給出一個明確的標準體系,而傳統生態補償同新補償方法交叉實施后,如何權衡所獲經濟和環境效益比例,如何確立混合型補償標準將又是一個難點。隨著海洋生態補償工作的深化與豐富,海洋保護區網絡構建、混合型海洋生態補償,都將給管理體系以及評估系統帶來新的挑戰。
3.2國內研究進展
目前,國內海洋生態補償還處在研究試點階段,相關法律法規的缺失是我國生態補償工作存在的最大的問題。整體上對生態補償機制等基礎理論的探討和研究較多,對補償標準、補償方法、補償關系等探討較少,導致海洋生態補償在實踐過程中存在不連續與不規范的現象。近些年,隨著對海洋污染生態問題的關注,國家海洋局先后組織多家單位開展海洋生態損害補償賠償制度和相關標準的研究,取得了“海洋生態損害補償辦法、“海洋生態損害評估技術導則、“海洋生態資源評估技術導則等階段性成果;沿海各地海洋主管部門也積極開展海洋生態補償機制建設的工作,如天津、山東、浙江、福建、海南等省在各自出臺的地方性法規中都明確規定,開發利用海洋資源,應當遵循“誰開發誰保護、誰破壞誰恢復等原則,強調各方面保護海洋生態環境的責任和義務;近幾年國內對于所有的涉海工程或者項目,在開展海洋環境影響評價過程中都會進行海洋生態補償金計算,海洋生態補償已經成為項目建設必不可少的環節;2013年4月11日,國家海洋局公布《國家海洋事業發展“十二五規劃》指出,要從恢復海洋生態功能、提高海洋生態承載力角度出發,將研究建立海洋生態補償機制,選擇典型海域開展海洋生態補償試點。可見今后我國的海洋生態補償將迎來巨大的機遇。
實踐方面,國內海洋生態補償工作最早在20世紀80年代就開展過相關的工作,先后在渤海、黃海流域實施中國對蝦的生產性增殖放流,但一直沒有開展起來;近年針對我國近海海域漁業及相關生物資源短缺的現狀,國家相關部委及部分沿海省份對海洋生物資源的養護采取了一些補償措施,山東、浙江等沿海省份聯合企業開展了一些近海生物資源的增殖放流;山東省決定每年省財政提供支持資金建設人工魚礁項目;山東、福建、廣東等省在圍填海、跨海橋梁、海底排污管道等項目建設中開展生態補償試點;山東省將征收的海洋工程生態補償費用于海洋與漁業生態環境的修復、保護、整治和管理,并把建設海洋牧場、修復海洋生態環境作為藍色半島經濟區建設的重要內容,將山東半島沿海建成能形成一定規模的、多種類型的“魚礁,為海洋生物營造棲息、繁衍的場所;福建、廣東省采取由項目開發主體實施紅樹林種植、珊瑚礁異地遷植等式,對工程建設造成的生態破壞進行補償;廣東大亞灣開發區安排資金扶持失海社區發展,對失海漁民進行創業扶持和生活補貼。
4開展海洋生態補償的方向及建議
完善海洋生態補償機制,加強海洋生態補償建設,對保護我國海洋生態環境、促進海洋資源可持續利用具有重要意義。收取生態補償金,加大增殖放流力度,增加人工魚礁建設投入,積極推展海洋牧場建設,改善海洋生態系統,獲取更大的經濟效益和生態效益,已成為沿海各省份海洋經濟發展的新熱點。
4.1加速我國海洋生態補償相關法律法規建設
面對海洋生態環境破壞嚴重的現狀,現有立法遠遠不夠,只有在合理的法律援助下,海洋生態補償工作才能走得更遠。所以,進一步有針對性地完善海洋生態補償相關法律法規,對我國海洋生態健康發展具有深遠的意義。
4.2采取先進手段促進我國海洋生態補償體系發展
不斷完善海洋生態補償相關配套標準和辦法,積極探索高效先進的補償途徑和方式;建立多元化的生態補償金的融資模式和系統;逐步開展建設項目海洋生態補償的后評價,建立多元化的生態補償效果評估系統,針對海洋生態補償后的經濟效益與環境生態效益進行系統評估與分析,及時反饋生態補償信息,提高海洋生態補償效率。促使我國海洋生態補償工作不斷向科學化和規范化發展。
4.3加強我國海洋生態補償工作的監督管理
在嚴格執行海洋生態補償相關法律法規、建立合理完整的生態補償體制、采取恰當補償方法的基礎上,海洋生態補償的發展仍需要加強監督和管理。如何建立合理的監管模式與體系,提高監管效率,是我們今后應該努力的方向。
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關鍵詞 共同財產 自然資源 國家
中圖分類號:D922.5 文獻標識碼:A
在國際環境法上,根據自然資源是處于一國控制下、還是為幾個國家共同享有、或是為了所有國家利益而共同享有這三種情況,不同的自然資源的法律地位也有所不同。第一類“處于一國控制下的自然資源”的法律地位,一個國家的原則,對自然資源的永久要求,自然資源分配給各國家的根據建立分隔它們各自的陸地領土和領海的邊界。首先見于聯合國大會1803(ⅩⅦ)號決議中,該決議宣稱“人民和國家對自然財富和自然資源的永久”。1972年聯合國大會《建立國際經濟新秩序宣言》重申了國家對自然資源永久和國有化的權利。自然資源永久也為《國際經濟權利義務》、《斯德哥爾摩宣言》、《里約環境與發展宣言》(簡稱《里約宣言》)《生物多樣性公約》等國際性協定或宣言所確認。 第二類資源即“共享自然資源”(Shared Natural Resources)是不完全屬于一國排他的控制范圍,但也不是所有國家的共同財產,它們指那些處于一國領土或權利內,但其它國家基于如“歷史性權利”也有存在固有權利的資源,包括國際水道、區域大氣和遷徙物種等。共享自然資源要受到跨境合作和公平利用的義務的制約。 第三類資源即“共同自然資源”(Common Natural Resource)則具有“共同財產” (Common Property)的法律地位,即這類資源是任何國家或國家集團都不能對其持絕對的權利,任何國家都可以對其進行開采的資源。
一、共同財產原則的內涵
在國際法上,共同財產主要是指位于國家管轄范圍外的財產,其中,公海及公海上空空間是最重要的共同財產的實例。 國際法的原則是:這些共同空間供所有國家合法和合理的開放使用,而并不分配給哪一國家對它享有排他。 因此,舉例來說,根據國際法院的決定,所有國家在公海捕魚必須合理利用其捕撈能力,以保護自然資源和其他國家的合理利益。正如我們已經看到的,國際法要求各國防止、控制污染或環境損害的原則已經擴展到對共同空間的保護上來,這些共同空間目前是由一系列為此目的的多邊條約調整的。
共同財產的原則也擴展到這些共同空間的大部分生物資源上來,包括公海魚類、哺乳動物和鳥類等,這一觀點早在“白令海海豹案”仲裁裁決中得到了確認;而且,隨后又在公約中得到編纂。棲息于共同空間或在其間遷徙的鳥類和其他野生物種也被同樣看待。一旦生物資源被認定為是屬于這種意義上的共同財產,則財產的使用者對財產沒有排他的權利,也無權阻止其他國家參與共同開發資源。然而,這種生物資源一旦被俘獲或者取得,就會成為專有的財產而被某一國家或個人所擁有。
二、共同財產原則的性質分析
共同財產原則不同于最近新興的“共同繼承遺產”(Common Heritage of Mankind)概念,后者是一種適用于特定礦產資源的專門機制,也不同于“共享自然資源”,正如上面所述,就“共享自然資源”而言,權利雖不是由單一國家享有但是由有限的國家共同分享的;資源不是由任何一個國家完全獨自占有和控制,《各國經濟權利和義務》第3條法令規定:對于兩國或國以上所共有的自然資源的開發,各國應合作采用一種報道和事前協商的制度,以謀對此種資源作最適當的利用,而不損及其他國家的合法利益。而在國家環境法上,需要重點區別“共同財產”和“人類共同遺產”兩個概念,進而明確這兩個原則之間的區別。
“人類共同遺產”的概念首次由馬耳他代表公開在聯合國大會上提出,旨在建立為全人類利益開發海床資源的新機制奠定基礎。該術語之后體現在1979年《關于各國在月球和其他天體上活動的協定》(簡稱《月球協定》)和《聯合國海洋法公約》中,并就此被限定在這兩個國際法文件中。 盡管這兩個公約都將這一概念適用于國家管轄范圍外的區域,但它們在此僅指非生物資源,這也是考慮到法律上的目的。
共同財產和共同繼承遺產的區別在于:
第一,原則指向的資源不同:共同財產指向的是公海、公海中的生物以及公海上方生存或遷徙的鳥類等資源。人類共同遺產則是特別適用于特定礦產資源的新機制,特別指向的是公海海床和洋底及其底土 以及月球。
第二,對資源的利用宗旨不同:共同財產重點在對國家的限制,而不在于對這類資源的保護。因此,當這一概念適用在公海及生物資源時,其顯著特點就是這種資源不屬于任何國家所有,不是或權利,而是可以被各國自由利用和開發。人類共同遺產則強調對資源的利用必須是為全人類的利益而進行的,開發、利用和保護必須由公約規定的代表全人類的國際管理機構進行,如《聯合國海洋法公約》第137條第1款規定,“任何國家不應對區域內任何部分或資源主張或行使或權利,任何國家或自然人或法人,也不應將區域或其資源的任何部分據為已有”,第2款接著規定,“對區域內資源的一切權利屬于全人類,由管理局代表全人類行使”。另外,人類共同遺產允許所有國家分享,即便并非所有國家都能參加實際的開采活動。
三、共同財產原則在國際環境法領域的適用
如前文所述,共同財產原則指向的資源主要是公海、公海中的生物以及公海上方生存或遷徙的鳥類等資源。之所以將生物資源劃定為共同財產,其中一個重要因素,一般認為這些資源是如此豐富,以至于主張或維持對這些資源的專有權利的成本將會大于所獲得的收益。在這種情況下,開放性的準人機制對每個國家都有好處。然而,正如哈丁(Hardin)所指出的,“共同財產的固有邏輯會無情地產生悲劇”, 因為免費獲取資源會毫無懸念的導致過度開采,進而減小任何國家在保護和限制開采上的利益。如果沒有所有開采國的一致支持,共同財產資源就不可能得到有效保護;一旦資源開發已經成為既定事實,就很難再使共同財產得到保護。隨著資源逐漸減少,某些種群或物種的價值逐漸升高,人們對于()排他性的成本和收益問題的看法發生了變化。1950年以后的公海魚類資源就出現了這種情形,在此種壓力下,各國紛紛擴大了它們對海洋或海床底資源的管轄權。
魚類資源通常被認為是共同財產,容易引發“公地悲劇”。 在社會的不斷進步和發展過程中,沿海國對魚類資源排他性管轄權的擴大與遠海國(distant water states)主張的公海自由之間產生了大量沖突。在1974年“冰島漁業案”中,國際法院對公海魚類資源作為共同財產的性質作出了重要分析。盡管它承認既有的捕魚國在沿海國12海里的捕魚專區之外仍繼續享有公海權利,但卻認為所有有關國家都負有合理利用的義務,該義務要求所有當事國充分考慮到魚類資源養護的需要,并且允許沿海國在分配公海魚類儲量上享有優先權。在法院看來,所有當事國都有義務善意進行協商以公平解決爭議。
由于以下兩個理由,這一判決無疑是重要的。首先,該判決為把世界大部分魚類資源更加徹底地轉讓給沿海國管轄開辟了道路,這種做法在聯合國第三次海洋法會議獲得了效力,并且被沿海國以200海里專屬捕魚區或專屬經濟區的方式迅速地采納了。事實上,從陸地牧場到漁業區域,許多共同財產資源并不完全是開放給所有人自由獲取的;它們中的許多資源是由一些有專門管理機構的組織來使用的。 因此,海洋生物資源的大多數現在已經不是共同財產了,盡管還存在一些重要的例外,如高度洄游物種、其他遷徙于沿海和公海的物種以及位于一國海洋區域之內但他國可以開發的其他物種。 而且在許多情況下,從共同財產轉變而來的資源并不意味著它們落入了某一國家的專屬管轄范圍之內,而是構成了洄游于各沿海國家管轄區域的共享種群,正如北?;虻刂泻YY源那樣,對此,公平利用原則將得以適用。因此,即使位于一國海洋邊界之內,但對這些資源的養護國際社會還是有重大利益的。
其次,“冰島漁業案”首次表明,在習慣法上,國家不僅有義務公平分配共同資源,而且還要為了可持續利用的未來利益而進行資源養護。在這個意義上,養護已經成為許多多邊漁業協定的基礎,從1958年《公海捕魚和生物資源保護的日內瓦公約》開始,到最近的對1982年《聯合國海洋法公約》有關條款予以具體化的1995年《高度洄游魚類協定》都是這樣。養護的內容也在許多野生生物協定中得到承認,而且也與《世界自然保護戰略》和布倫特蘭委員會所贊同的對可持續利用的強調相一致。
然而,在實施養護措施以限制過度開采和確??沙掷m利用上仍然存在各種問題,無論這些措施是基于共同財產還是專有管轄的解決方法?!梆B護”的概念盡管是建立在可持續的基礎上,但仍然與滿足人類需要密切相關。而且,無論如何措辭表達,例如合理使用、公平利用、養護或者可持續使用的義務,盡管是有用的指導,但是,它們經常太過含糊和籠統以至于在實踐中沒有什么用處。在這些情況下,至關重要的是,所有國家涉及共同空間和共同財產的活動都應置于國際一致同意和制定的養護和環境控制機制之下。這些一般最好是通過條約來設定和實施,并由政府間委員會或類似機構監督執行,這些機構能夠定期以靈活的和持續的方式制定必要的規則,以更好的適應變化著的科技知識和建議以及變化中的經濟、社會和政治形勢。因此,共同空間的保護及其生物資源的養護和可持續利用是一個復雜的問題,其中,科學、道德、倫理、政治、經濟、社會和技術因素難以分開地交織在一起,并且時常發生沖突。共同財產可以為農村等貧困人口提供一定的優勢,特別是提倡通過促進公平獲得生存資源。因此在國際環境法上起著非常重要的作用。
(作者:中國政法大學研究生院2011級民商經濟法學院環境與資源保護法學研究生)
注釋:
劉丹:《海洋生物資源保護的國際法》,上海人民出版社2012年版,第7頁。
1978年聯合國環境規劃署《保護與協調利用兩個或多個國家共享自然資源的環境行為原則》原則1。
【英】帕特莎??波尼、埃倫?波義兒著,那力、王彥志、王小鋼譯:《國際法與環境》,高等教育出版社2007年版,第131頁。
1958年《日內瓦公海公約》第1、2條;1982年《聯合國海洋法公約》第87、89條;1967年《外層空間》第2條。
同3,第133頁。
1958年《日內瓦公海公約》第1、2條;1958年《捕魚及養護生物資源公海公約》;1982年《聯合國海洋法公約》第87、136條;1978年《月球協定》第11條。
【英】帕特莎??波尼、埃倫?波義兒著,那力、王彥志、王小鋼譯:《國際法與環境》,高等教育出版社2007年版,第132頁。
Fikret Berkes: The Common Property Resource Problem and the Creation of Limited Property Rights, Human Ecology, Vol. 13, No. 2 (Jun., 1985), pp. 187, Published by: Springer.
上世紀九十年代海洋生物研究在全世界都很熱門,原本在云南研究藥用植物的戴、梅兩人也加入了這個潮流:兩人當時在德國杜塞爾多夫大學進行博士后研究,主攻海洋生物海綿的抗腫瘤活性成分的分離和鑒定。兩年后,兩人準備回國。天然產物研究這個行當要求他們必須選擇一個資源豐富的地方落腳,于是范圍圈定在云南、廣西、貴州、海南這四個地方。綜合考慮,他們選擇了既有海洋資源又有藥用資源的海南。
到海南后他們一心想要從事海洋研究,卻因巨額的研究經費而暫停,海南豐富的藥用資源讓他們看到了藥用植物研究的前景,于是他們的研究對象改為陸地藥用植物資源研究。
2005年開始,戴好富和梅文莉博士的研究觸及黎族藥物。黎藥是海南最有特色的藥物,很多人對其感興趣,并收集整理了一些資料。但很多資料沒有公開發行,內容也不夠系統和規范。比如,對藥用植物僅以當地的俗名命名,沒有以國際通用的植物拉丁名命名,難以區分形態相似的植物,容易造成混淆。對藥用植物大多只有簡單的性狀描述和民間藥用方法的介紹,而對現代藥物研究所關注的化學成分和藥理活性等重要內容卻沒有涉及。這種狀況對黎藥的推廣傳播很不利。倆人萌發了做一本《黎族藥志》的書,從科學的角度系統的、規范地梳理黎藥。
戴好富和梅文莉博士兩人將全國做黎藥研究的人都吸收到編委組來,加上研究所的十多名碩士、博士研究生一起調查黎藥資源。在黎藥資源的普查中,他們的足跡遍布了海南9個黎族苗族自治縣,外加儋州藍洋、萬寧三更羅等地,專門到黎村苗寨去調查,訪問草醫,了解他們的用藥方法及藥材的加工等情況。經過四年的時間,將黎醫常用的200種植物藥整理成成果,分別從藥名、別名、植物來源、植物特征、產地、采收加工、性味功能、化學成分、藥理和民間應用等方面整理綜述,配以植物彩圖,詳細的記載了黎藥品種的實物和內容,形成《黎族藥志》第一冊;2009年隨后出版了《黎族藥志》第二冊,同樣記錄了200種黎族藥物;如今,第三冊《黎族藥志》也正在出版中。經過9年的普查,調查團隊將瀕危的黎藥收集種植并建立了一個資源圃,現在已經收集到了300多種瀕危黎藥,正在建設一個專門種植和保存黎藥的黎藥園。
在開展資源調查的同時,戴好富和梅文莉博士同時指導研究生進行活性成分研究,分離鑒定出其有效成分,用現代科學的手段去驗證傳統的黎族醫藥藥性。他們有針對性地挑選一些在黎族民間有藥用背景、有特點的植物來研究,如:沉香、益智、見血封喉、龍血樹、降香等。通過有效成分的系統研究,目前已經發現了幾百種天然產物,其中有幾十種具有抗腫瘤的、抗菌、抗艾滋病等活性。海南龍血樹的血竭成分研究曾獲得海南省科技進步二等獎;見血封喉作為全世界最毒的木本植物之一,抗癌活性非常強,是現在市場上抗癌藥物活性的1000倍以上,極具潛力;沉香的結香劑研究、活性成份與質量標準研究等,都為黎藥的開發利用提供了科學的依據,為黎藥現在和日后的開發奠定了堅實的基礎。
關鍵字:海洋環境污染事故 海洋污染 海洋生態破壞海洋環境保護措施
Abstract:
The sea is the hometown of life, Marine and human relations close. Marine accounted for seventy point percent of the earth, it absorbs heat from the sun, and will be released to the atmosphere heat, and adjusting the climate, therefore, coastal areas favorable climate, beautiful environment, since ancient times is that the population is dense land, the whole world has forty percent of the people live in coastal areas. The oceanographer sears and. El said; Our planet is dominated by the characteristics of the ocean point, the weather and climate is also subject to the control of the ocean's collection of Marine biological species of the crown and more global, if sea change, the characteristics of the earth will change. The environment has been a major problem of human development, has faced many environmental problems in the cases, human development, they need a guiding ideology to avoid to cause more difficult to recover damage to the environment, this is sustainable development thought.
Key word: Marine environmental pollution accident Marine pollution of the sea ecological destruction Marine environmental protection measures
中圖分類號:X131文獻標識碼:A 文章編號:
引言:
環境問題是人類面臨的一個錯綜復雜的問題復合體,海洋環境問題又是一個有機的生態系統,任何一局部的破壞都會影響到海洋整體生態系統,從而產生全球性的影響。本文首先通過歷史上幾個重大的海洋污染事故來探討目前海洋環境存在的主要問題,海洋污染和海洋生態破壞,進而闡述海洋環境保護的重要性。分析我國目前海洋環境的現狀以及形成的原因并提出相應的解決方案。
一. 歷史上幾個重大的海洋環境污染事故
1、1978年3月16日 夜,美國標準石油公司的超級油輪艾莫科.凱迪斯船舵失去控 制,隨之在法國布列塔尼海岸擱淺,價值1500萬美元的艾莫科油輪和2400萬美元的中東原油損失在冰冷的海水中,溢出的原油形成一條寬18海里、長80海里 的海上油河,污染了130海里風景如畫的海岸。死于溢油污染的各種鳥類達10000只,還不得不把5000噸被原油嚴重沾污的牡蠣處理掉。法國政府花費9500萬美元補償溢油污染所造成了損失和清理溢油所需的開支。布列塔尼地區居民的損失達3000萬美元,這次海洋污染事件直接經濟損失達1億多美元。
2、1999年12月12日,滿載2000噸重油的“埃里卡號”油船在布列斯特港以南70公里處海域沉沒,造成大量石油泄漏,嚴重污染了附近海域及沿岸一帶。使法國西海岸,至少大約有20萬只以上的海鳥已成為“埃里卡號”油船泄漏污染海洋的犧牲品,顯然,這場事故已經成為歐洲歷史上最嚴重的海洋石油污染事件。
3、2011年的日本福島核泄漏事故等級與蘇聯切爾諾貝利核電站核泄漏事故等級相同,向太平洋泄漏的放射性元素銫總量達到27.1千兆貝克,危害范圍大,持續時間長,放射性沉降物是可以通過食物鏈進入人體,在體內達到一定劑量時就會產生有害作用,已釀成了迄今為止最嚴重的一次海洋污染。
二.目前主要的海洋環境問題
海洋環境問題包括兩個方面:一是海洋污染,即污染物進入海洋,超過海洋的自凈能力;二是海洋生態破壞,即在各種人為因素和自然因素的影響下,海洋生態環境遭到破壞。
1.海洋污染
海洋污染物絕大部分源于陸地上的生產過程。海岸活動,例如傾倒廢物和港口工程建設等,也向沿岸海域排入污染物。污染物進入海洋,污染海洋環境,危害海洋生物,甚至危及人類的健康。工業生產過程中排出的廢棄物是海洋污染物的主要來源,它們集中在大型港口和工業城市附近。核電站和工廠排出的冷卻水,水溫較高,流入河口或海中時,往往給海洋生物帶來影響。施入農田的殺蟲劑隨雨水流進河流,或者隨土壤顆粒在河口附近淤積,最終進入海洋。偶發性的海上石油平臺和油輪事故,引起石油滲漏和溢出,造成海洋污染。隨著沿海經濟的迅猛發展,近海海域遭到越來越嚴重的污染,使海域環境質量明顯下降,生態環境日趨惡化,并對生物資源和人體健康產生有害影響。
2.海洋生態破壞
除海洋污染外,人類的生產活動,例如工程建設和漁業生(圍墾和濫捕等),以及自然環境的變化,例如全球變暖和海平面上升,都會使海洋生態環境遭到破壞和改變。人類對某些海洋生物的過度捕撈,導致海洋生物資源數量減少,質量降低,也使部分物種瀕臨滅絕。有些海岸工程建設和圍海造田缺乏科學論證,破壞了海岸環境和海岸帶生態系統。目前,海洋開發活動還缺乏綜合的、長遠的規劃、綜合效益比較差。海洋生態環境是海洋生物生存和發展的基本條件,生態環境的任何改變都有可能導致生態系統和生物資源的變化,海水的有機統一性及其流動交換等物理、化學、生物、地質的有機聯系,使海洋的整體性和組成要素之間密切相關,任何海域某一要素的變化(包括自然的和人為的),都不可能僅僅局限在產生的具體地點上,都有可能對鄰近海域或者其他要素產生直接或者間接的影響和作用。生物依賴于環境,環境影響生物的生存和繁衍。當外界環境變化量超過生物群落的忍受限度,就要直接影響生態系統的良性循環,從而造成生態系統的破壞。
三.海洋環境保護的重要性
海洋環境保護不僅指海洋污染的防治,而且涉及海洋資源的保護,海洋資源的合理開發利用,以及工業布局、能源結構、產品結構等許多問題,即涉及政治、經濟、法律和科學技術等各個方面。從根本上講,保護環境就是保護資源,就是為促進經濟發展提供物質基礎。資源和環境是一個有機的統一整體。自然資源對環境起著重要的調節作用,破壞資源,就是破壞人們的正常生活環境,保護自然資源,并不是消極地保持自然的天然面貌,而是有效地、充分地利用自然環境及其資源。保護自然資源和合理利用自然資源,二者是統一的和互為因果的。要以生態平衡的整體觀和經濟觀,科學地、全局地、長遠地正確處理好海洋資源的開發與環境保護的關系。開發是為了人民的需要,為人民造福;保護是保護資源再生產能力,防止污染,防止生態系統惡化。保護是為了更好地開發利用,而開發利用必須注意保護。要從環境的全局出發,使經濟建設、城市建設和環境建設做到同步規劃、同步實施、同步發展,實現經濟效益、社會效益和環境效益的統一,做到海洋開發事業既能全面發展,海洋環境又能得到保護。
四.我國海洋環境的現狀及主要成因
我國海域基本屬半封閉性海區,橫跨熱帶,亞熱帶和溫帶3個氣候區,海岸線漫長,海域遼闊,島嶼眾多,海洋生物物種和生態系統具有豐富的多樣性,海洋資源豐富,開發潛力巨大。進入21世紀以來,中國海域環境依然面臨著嚴峻的形勢。主要表現在一下幾點:
1. 陸源入海污染物日益增加
2. 近岸海域部分貝類受到污染
3. 赤潮發生的面積和次數逐漸增多
4. 近岸海域海洋生態系統惡化的趨勢尚未得到緩解
2009-2011年,全海域污染面積在18-24萬平方公里之間波動,污染區域主要分布在遼東灣,渤海灣,長江口,杭州灣,江蘇近岸,珠江口和部分大中城市臨近海域,嚴重污染海域面積約3萬平方公里,入海排污口臨近海域污染尤其嚴重。中國近岸和近海海域的主要污染物80%以上來自陸源排污。2009年,年排放入海污水約456億噸,主要入海污染物約2416萬噸。全國712個陸源入海排污口檢測結果顯示,82%的排污口超標排放,95%的排污口設置不符合海洋功能區劃。部分排污口檢出多環芳莖,有機氯農藥,多氯聯苯等持久和劇毒類有機污染物。
中國2004年在近岸海域部分生態脆弱區域或敏感區建立了15個生態控制區,包括海灣,河口,濱海濕地,珊瑚礁,紅樹林和海草床等典型的生態系統。監測系統顯示,只有廣東,廣西,海南3個生態監控區內的珊瑚礁,海草床及紅樹林生態系統健康狀況保持良好,其它海灣,河口以及濱海濕地生態系統處于亞健康或不健康狀態。主要表現在富營養化及營養鹽失衡,生物群落結構異常,河口產卵場嚴重退化,部分產卵場正在逐步消失,生境喪失或改變等??傮w而言,中國近岸海域海洋生態系統整體上處于脆弱狀態,生態環境惡化的趨勢尚未得到緩解。
中國海洋環境問題的成因主要有以下幾點:
1. 海洋環境保護缺乏宏觀規劃和嚴格的法律標準。我國在海洋環境保護方面的相關法律制度和規范還不完善,從公民到企業人員的海洋環境保護意識都很薄弱,很多可操作的環保措施因為管理不善得不到很好的實施。在一些重點海域的開發上缺乏宏觀指導和規劃,使得環境保護與經濟發展之間得不到協調發展。
2. 沿海地區經濟高速發展產生的巨大的生態環境壓力。我國人口主要分布于沿海地區,經濟發展十分迅猛,大量的工業廢水和生活污水以及農業退水都排放到海洋,海洋資源過度利用,特別是過度捕撈,加上各種海洋開發活動如填海,海上汽油開采,航運等都加快了海洋環境污染和生態破壞。
3。海洋保護的資金和技術不到位也是導致海洋環境遲遲得不到有效改善的原因之一。雖然國家每年在海洋保護方面的資金逐年增加,但是增加的金額與環境惡化產生保護費用差距也在逐年擴大,我國海洋保護起步較晚,在科學技術與專業人才上十分短缺。
五.應對我國海洋環境問題的措施
1. 建立健全海洋法律體系與管理體制。自1978年以來,我國先后制定了《中華人民共和國領海及毗連區法》、《中華人民共和國海洋環境保護法》、《中華人民共和國漁業法》等一系列海洋和涉海法規,國務院及國家有關部門也制定了一系列行政法規和部門規章。這些涉海法律法規的頒布和實施,對促進我國海洋管理和環境保護起到了重要的作用。但是面對日益嚴峻的海洋環境與日益復雜的經濟環境,我國應該加大對于海洋環境保護法律體系的完善,以做到有法可依,有法能依。
2. 以科學發展觀為指導思想,合理規劃好環境保護與海洋經濟的協調發展。國家應該進一步加強海洋環境的監測與評價,逐步建立海洋環境宏觀調控機制,實施海洋生態環境分類管理制度。對各種典型珍稀海洋生態區域實施重點保護,對脆弱敏感海洋生態區域實行限制開發與生態保護相結合的環境政策,對已經受損的海洋區域實行生態建設與綜合整治相結合的政策,對全海域實行綜合管理與協調開發相結合的環境政策。
3. 防止和控制沿海工業污染物污染海域環境。一是通過調整產業結構和產品結構,轉變經濟增長方式,發展循環經濟。二是加強重點工業污染源的治理,推行全過程清潔生產。三是按照“誰污染,誰負擔”的原則,進行專業處理和就地處理,禁止工業污染源中有毒有害物質的排放。四是執行環境影響評價和“三同時”制度。五是實行污染物排放總量控制和排污許可證制度。
4.完善海上突發污染事件的預防監測和應急管理系統。制定海上船舶溢油和有毒化學品泄漏應急計劃,制定港口環境污染事故應急計劃,建立應急響應系統。防止和控制海上石油平臺產生石油類等污染物及生活垃圾對海洋環境的污染。做到油氣田及周邊區域的環境質量符合該類功能區環境質量控制要求,不對鄰近其他海洋功能區產生不利影響,開發過程中無重大溢油事故發生。
5.加大對于海洋環境保護的資金投入力度,包括用于開發新技術與用于培養新型專業人才的資金投入,為海洋環境的保護提供長遠有力的科技支持。
結論
人類幾千年的文明史,基本上都是在江河湖海上發展起來的。我們依賴著海洋的同時,卻也因為過多的索取給海洋母親帶來了沉重的災難,要使人類可以得到可持續的發展,我們必須要好好保護我們的海洋環境,我們每個人都應該為保護環境做自己力所能及的事。
參 考 文 獻:
1.拉弗雷(美). 建設彈性海洋保護區網絡指南[m]北京:海洋出版社.2009-09-01.
2.趙淑江.海洋環境學. [m].北京:海洋出版社.2011-6-1.
3.宛平路.海洋生態環境有何重要性[EB/OL]wenda.省略/wenda/thread?tid=562c2809a3e90186,2009-08-13.
4.張璐.環境與資源保護法. [m]北京:法律出版社.2010-06-01
5.張麗穎.安全生產與環境保護. [m]山東:冶金工業出版社.2010-08-01
關鍵詞:海洋生物制藥;自主創新;生態系統;復雜性
近年來,以生物、海洋藥物為代表的新技術革命給我國制藥業帶來巨大的沖擊,高新技術對海洋生物制藥業發展的作用越來越大。海洋生物制藥企業要想在激烈的市場競爭中立于不敗之地,要想在未來的發展中搶占制高點,就必須緊緊依靠自主創新。目前,我國海洋生物制藥產業創新能力薄弱,新藥的研究開發與生產嚴重脫節,科技成果轉化率較低,自主創新能力已成為決定整個海洋生物制藥產業命運的命脈。
一、海洋生物制藥自主創新生態系統的概念及內涵解析
新興產業的海洋生物制藥的自主創新是產業作為人、財、物的技術――經濟綜合體,把各方面的力量充分調動與組織起來,并對外部環境加以優化選擇和利用,以實現自主創新目標的系統工程。只有借助于系統論的基本思想,把海洋生物制藥自主創新活動看成一個系統,從整體上,在聯系和發展中把握它,才能全面地認識這一復雜的技術經濟活動,才能推動海洋生物制藥產業的自主創新活動。
企業仿生學的觀點認為:企業自身的自主創新系統是一個生命系統,它與其他企業的自主創新系統組成創新大系統中的創新多樣性,同時它又是高一級的,它所棲息的產業創新系統的有機組成部分,而不同產業的創新系統又是區域創新系統或國家創新系統的重要組成部分。將海洋生物制藥產業的自主創新系統作為一個生命體與之所處的環境看作一個整體,便構成了一個具有一般系統屬性的自主創新生態系統。
(一)自主創新及自主創新系統
自主創新是技術創新的最高層次,是“企業通過自身的努力和探索,產生技術突破,攻破技術難關,并在此基礎上依靠自身的能力推動創新的技術環節,完成技術商品化,獲取商業利潤,達到預期目標的創新活動”(傅家驥,1998)。單項技術的突破很難取得效益,因為現代產業技術常常呈現技術鏈的形態,需要技術鏈的整體突破。自主創新成功與否并不取決于單項技術的突破,而是取決于技術鏈的整體突破。因此,只有設法構建健全的自主創新生態系統,企業才能充分合理使用整個自主創新技術鏈上的創新資源,取得創新上的突破。
自主創新系統是指創新主體為獲得創新資源、提升自主創新能力,促使創新成果不斷涌現,與研究和開發機構、政府部門、技術鏈關聯企業、金融機構及其他相關的中介機構之間在長期合作與交流的基礎上建立的彼此信任、互動互利的各種合作制度安排。
(二)海洋生物制藥自主創新生態系統
自主創新生態系統是生態系統理論在自主創新活動過程中的具體應用,把企業的自主創新活動視為一個“生態系統”,用生態系統理論研究企業自主創新過程中的問題,以達到預期自主創新目標的系統。
確定海洋生物制藥自主創新生態系統的活動領域和范圍是界定其系統邊界的根本。根據企業生態系統的相關理論,海洋生物制藥自主創新生態系統主要包括參與海洋生物制藥自主創新活動過程的大學和科研院所、醫藥生產企業、銷售企業、最終消費者、市場中介機構、政府、有關制度標準的制定機構等,它們之間不一定存在著產權關系。
通過界定以上各相關概念,將海洋生物制藥自主創新生態系統定義為:在復雜的動態環境下,海洋生物制藥的自主創新主體――大學、科研機構和企業,為了自身生存與持續健康的發展,有意識地按照生態學、企業生態系統的思維和原理,以價值傳遞為紐帶,以獲得創新資源、提升自主創新能力、促使創新成果不斷涌現為目標,與政府、中介機構、金融機構及其他利益相關的企業、組織以及個體共同構成相互作用、相互影響、共同進化、具有松散的動態結構的復雜適應系統。
從海洋生物制藥企業自主創新生態系統的定義不難看出,該系統主要有以下特點:
1、創新主體的多樣性。海洋生物制藥自主創新生態系統不是對單一組織自主創新活動的研究,而是從包括基礎研究、臨床試驗、生產銷售整個過程的角度進行研究,因此創新主體具有多樣性的特點。
2、創新目標的明確性。海洋生物制藥自主創新生態系統的目標就是整合系統各個結點組織的創新資源,提升整個系統的自主創新能力,促成海洋生物制藥創新成果的涌現。
3、創新系統的復雜性。海洋生物制藥自主創新生態系統創新主體的多樣性,創新過程及系統結構的復雜性,使整個創新系統具有復雜性的特征。
4、創新研究從新的視角進行。企業自主創新具有與生物高度相似的成長性、競爭性、環境適應性、周期性等特征,以生態系統的觀點來考察企業自主創新系統的結構和功能,有利于認清企業自主創新過程中的生態不穩定問題,有助于考察自主創新的本質及其運行機制,尋求解決問題的方法和途徑。
二、海洋生物制藥自主創新生態系統的構成
(一)海洋生物制藥自主創新生態系統的復雜性分析
海洋生物制藥自主創新過程包含了創新設想形成、創新目標制訂、研究開發、試制、生產、銷售等諸多環節,是制藥企業、科研開發機構、市場等相互作用的產物。自主創新生態系統內部各要素之間的非線性相互作用和技術成果的篩選、實用化和商用化,體現了海洋生物制藥自主創新生態系統的復雜性,其復雜性主要表現在以下幾個方面:
要素的復雜性。要素的復雜性主要體現在自主創新實體的異質性、多樣性及規模的巨量性。系統要素種類的異質性與多樣性是產生結構復雜性的主要根源。
結構的復雜性。結構是系統要素間及其聯系的總和。海洋生物制藥自主創新生態系統中的實體是不同利益的主體,他們必然以“理性經濟人”的視覺來追求自身利益的最大化,相互間的競爭與協同、促進與約束、相互關系的適應與調整總是圍繞著自身利益動態變化的,呈現動態聯盟式的松散結構。
系統的整體性。它具體表現為系統的開放性、動態性和突現性。性質各異的智能體形成特定的系統,進而產生出各智能體本身以及他們的總和所沒有的新質。
(二)海洋生物制藥自主創新生態系統要素分析
類比自然生態系統,企業生態系統組成也可分為生物成分和非生物成分兩大部分。其中生物成分主要包括企業個體及同質企業(相同的技術、供應商、用戶等)所形成的群體及供應商、市場中介(包括商、銷售渠道、銷售補充產品及提供服務的組織)、消費者和投資者等,它們均可視為企業生態系統的主要物種。企業生態系統的非生物成分有政治環境、經濟環境、科技技術發展狀況、人力資源狀況、自然資源狀況和文化背景等等。此外,企業生態系統還包括了其他一些特殊成分,如政府部門和立法者、代表消費者和供應商的協會以及制定各種相關標準的機構,他們既可能是消費者、投資者,又可能是對系統非生物環境起決定性作用的機構。
對海洋生物制藥自主創新生態系統而言,大學、科研機構、制藥企業、銷售企業、供應商、消費者、投資機構及政府等相關的部門構成了整個生態系統的生物成分;非生物組分則包括政治環境、經濟環境、文化環境、海洋生物制藥的技術發展情況、海洋生物資源的情況等。
三、海洋生物制藥自主創新生態系統結構的建立
系統的結構是指系統內部各要素間的相互聯系、相互作用,是要素之間物質、能量、信息的交換機制。如果說自然生態系統是以動物、植物為中心,那么企業生態系統就是以企業為中心,尤其是以擁有核心能力的企業為中心,從其構成成員的緊密性和重要性可分為核心生態系統、完整生態系統兩個層次。其中,核心生態系統包括供應商、核心產品生產企業、最終產品生產企業、銷售渠道、顧客。完整的企業生態系統,則是包括了其他相關的組織,如分享產品、服務、過程和組織安排的競爭機構、科研院所、其他同類和非同類企業生態系統中的企業;還包括企業生態系統的非生物環境,即政治環境、經濟環境、社會環境、文化環境、科技環境、自然環境等宏觀要素。
根據海洋生物制藥自主創新活動的過程和構成,本文對海洋生物制藥自主創新生態系統的結構進行構建,如圖1所示。
由海洋生物制藥自主創新生態系統的結構可知,具有產業鏈接關系的企業鏈接在一起,形成戰略合作伙伴關系,通過提高企業優勢互補和資源的利用效率獲取競爭優勢。在此過程中,單個企業和組織完成整個價值增值活動的一部分,這些活動相互疊加構成整條“產業增值鏈”,每個系統成員通過調整自身的增值活動以適應價值鏈上的其他公司,從而使整條產業鏈上的成員之間在系統中發揮強大的整合優勢,進行互補生產,合作創造更大的價值。
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關鍵詞 海洋生物技術
發展展望
近10年來,由于海洋在沿海國家可持續發展中的戰略地位日益突出,以及人類對海洋環境特殊性和海洋生物多樣性特征的認識不斷深入,海洋生物資源多層面的開發利用極大地促進了海洋生物技術研究與應用的迅速發展。1989年首屆國際海洋生物技術大會(以下簡稱MPS大會)在日本召開時僅有幾十人參加,而1997年第四屆IMBC大會在意大利召開時參加入數達1000多人?,F在IMBC會議已成為全球海洋生物技術發展的重要標志,出現了火紅的局面?!禝MBC 2000》在澳大利亞剛剛開過,《IMBC 2003》的籌備工作在日本已經開始,以色列為了舉辦們《IMBC 2006》早早作了宣傳,并爭到了舉辦權。每3年一屆的IMBC不僅吸引了眾多高水平的專家學者前往展示與交流研究成果,探討新的研究發展方向,同時也極大地推動了區域海洋生物技術研究的發展進程。在各大洲,先后成立了區域性學術交流組織,如亞太海洋生物技術學會、歐洲海洋生物技術學會和泛美海洋生物技術協會等。各國還組建了一批研究中心,其中比較著名的為美國馬里蘭大學海洋生物技術中心、加州大學圣地亞哥分校海洋生物技術和環境中心,康州大學海洋生物技術中心,挪威貝爾根大學海洋分子生物學國際研究中心和日本海洋生物技術研究所等。這些學術組織或研究中心不斷舉辦各種專題研討會或工作組會議研究討論富有區域特色的海洋生物技術問題。1998年在歐洲海洋生物技術學會、日本海洋生物技術學會和泛美海洋生物技術協會的支持下,原《海洋生物技術雜志》與《分子海洋生物學和生物技術》合刊為《海洋生物技術》學報(以下簡稱MB T),現在它已成為一份具有權威性的國際刊物。海洋生物技術作為一個新的學科領域已明確被定義為“海洋生命的分子生物學如細胞生物學及其它的技術應用”。
為了適應這種快速發展的形勢,美國、日本、澳大利亞等發達國家先后制定了國家發展計劃,把海洋生物技術研究確定為21世紀優先發展領域。1996年,中國也不失時機地將海洋生物技術納入國家高技術研究發展計劃(863計劃),為今后的發展打下了基礎。不言而喻,迄今海洋生物技術不僅成為海洋科學與生物技術交叉發展起來的全新研究領域,同時,也是21世紀世界各國科學技術發展的重要內容并將顯示出強勁的發展勢頭和巨大應用潛力。
1.發展特點
表1和表2列出的資料大體反映了當前海洋生物技術研究發展的主要特點。
1.1加強基礎生物學研究是促進海洋生物技術研究發展的重要基石
海洋生物技術涉及到海洋生物的分子生物學、細胞生物學、發育生物學、生殖生物學、遺傳學、生物化學、微生物學,乃至生物多樣性和海洋生態學等廣泛內容,為了使其發展有一個堅實的基礎,研究者非常重視相關的基礎研究。在《IMBC 2000》會議期間,當本文作者詢問一位資深的與會者:本次會議的主要進步是什么?他毫不猶豫的回答:分子生物學水平的研究成果增多了。事實確實如此。近期的研究成果統計表明,海洋生物技術的基礎研究更側重于分子水平的研究,如基因表達、分子克隆、基因組學、分子標記、海洋生物分子、物質活性及其化合物等。這些具有導向性的基礎研究,對今后的發展將有重要影。
1.2推動傳統產業是海洋生物技術應用的主要方面
目前,應用海洋生物技術推動海洋產業發展主要聚焦在水產養殖和海洋天然產物開發兩個方面,這也是海洋生物技術研究發展勢頭強勁。充滿活力的原因所在。在水產養殖方面,提高重要養殖種類的繁殖、發育、生長和健康狀況,特別是在培育品種的優良性狀、提高抗病能力方面已取得令人鼓舞的進步,如轉生長激素基因魚的培育、貝類多倍體育苗、魚類和甲殼類性別控制、疾病檢測與防治、DNA疫苗和營養增強等;在海洋天然產物開發方面,利用生物技術的最新原理和方法開發分離海洋生物的活性物質、測定分子組成和結構及生物合成方式、檢驗生物活性等,已明顯地促進了海洋新藥、酶、高分子材料、診斷試劑等新一代生物制品和化學品的產業化開發。轉貼于
表1 近期IMBC大會研討的主要內容
表2 近期IMBC大會和《Marine Biotechnology》學報論文統計表
1.3保證海洋環境可持續利用是海洋生物技術研究應用的另一個重要方面
利用生物技術保護海洋環境、治理污染,使海洋生態系統生物生產過程更加有效是一個相對比較新的應用發展領域,因此,無論是從技術開發,還是產業發展的角度看,它都有巨大的潛力有待挖掘出來。目前已涉及到的研究主要包括生物修復(如生物降解和富集、固定有毒物質技術等)、防生物附著、生態毒理、環境適應和共生等。有關國家把“生物修復”作為海洋生態環境保護及其產業可持續發展的重要生物工程手段,美國和加拿大聯合制定了海洋環境生物修復計劃,推動該技術的應用與發展。
1.4與海洋生物技術發展有關的海洋政策始終是公眾關注的問題
其中海洋生物技術的發展策略、海洋生物技術的專利保護、海洋生物技術對水產養殖發展的重要性、轉基因種類的安全性及控制問題、海洋生物技術與生物多樣性關系以及海洋環境保護等方面的政策、法規的制定與實施倍受關注。
2. 重點發展領域
當前,國際海洋生物技術的重點研究發展領域主要包括如下幾個方面:
2.1發育與生殖生物學基礎
弄清海洋生物胚胎發育、變態、成熟及繁殖各個環節的生理過程及其分子調控機理,不僅對于闡明海洋生物生長、發育與生殖的分子調控規律具有重要科學意義,而且對于應用生物技術手段,促進某種生物的生長發育及調控其生殖活動,提高水產養殖的質量和產量具有重要應用價值。因此,這方面的研究是近年來海洋生物技術領域的研究重點之一。主要包括:生長激素、生長因子、甲狀腺激素受體、促性腺激素、促性腺激素釋放激素、生長一催乳激素、滲透壓調節激素、生殖抑制因子、卵母細胞最后成熟誘導因子、性別決定因子和性別特異基因等激素和調節因子的基因鑒定、克隆及表達分析,以及魚類胚胎于細胞培養及定向分化等。
2.2基因組學與基因轉移
隨著全球性基因組計劃尤其是人類基因組計劃的實施,各種生物的結構基因組和功能基因組研究成為生命科學的重點研究內容,海洋生物的基因組研究,特別是功能基因組學研究自然成為海洋生物學工作者研究的新熱點。目前的研究重點是對有代表性的海洋生物(包括魚、蝦、貝及病原微生物和病毒)基因組進行全序列測定,同時進行特定功能基因,如藥物基因、酶基因、激素多肽基因、抗病基因和耐鹽基因等的克隆和功能分析。在此基礎上,基因轉移作為海洋生物遺傳改良、培育快速生長和抗逆優良品種的有效技術手段,已成為該領域應用技術研究發展的重點。近幾年研究重點集中在目標基因篩選,如抗病基因、胰島素樣生長因子基因及綠色熒光蛋白基因等作為目標基因;大批量、高效轉基因方法也是基因轉移研究的重點方面,除傳統的顯微注射法、基因槍法和攜帶法外,目前已發展了逆轉錄病毒介導法,電穿孔法,轉座子介導法及胚胎細胞介導法等。
2.3病原生物學與免疫
隨著海洋環境逐漸惡化和海水養殖的規?;l展,病害問題已成為制約世界海水養殖業發展的瓶頸因子之一。開展病原生物(如細菌、病毒等)致病機理、傳播途徑及其與宿主之間相互作用的研究,是研制有效防治技術的基礎;同時,開展海水養殖生物分子免疫學和免疫遺傳學的研究,弄清海水魚、蝦、貝類的免疫機制對于培育抗病養殖品種、有效防治養殖病害的發生具有重要意義。因此,病原生物學與免疫已成為當前海洋生物技術的重點研究領域之一,重點是病原微生物致病相關基因、海洋生物抗病相關基因的篩選、克隆,海洋無脊椎動物細胞系的建立、海洋生物免疫機制的探討、DNA疫苗研制等。
2.4生物活性及其產物轉貼于
海洋生物活性物質的分離與利用是當今海洋生物技術的又一研究熱點?,F人研究表明,各種海洋生物中都廣泛存在獨特的化合物,用來保護自己生存于海洋中。來自不同海洋生物的活性物質在生物醫學及疾病防治上顯示出巨大的應用潛力,如海綿是分離天然藥物的重要資源。另外,有一些海洋微生物具有耐高溫或低溫、耐高壓、耐高鹽和財低營養的功能,研究開發利用這些具特殊功能的海洋極端生物可能獲得陸地上無法得到的新的天然產物,因而,對極端生物研究也成為近年來海洋生物技術研究的重點方面。這一領域的研究重點包括抗腫瘤藥物、工業酶及其它特殊用途酶類、極端微生物定功能基因的篩選、抗微生物活性物質、抗生殖藥物、免疫增強物質、抗氧化劑及產業化生產等。
2.5海洋環境生物技術
該領域的研究重點是海洋生物修復技術的開發與應用。生物修復技術是比生物降解含義更為廣泛,又以生物降解為重點的海洋環境生物技術。其方法包括利用活有機體、或其制作產品降解污染物,減少毒性或轉化為無毒產品,富集和固定有毒物質(包括重金屬等),大尺度的生物修復還包括生態系統中的生態調控等。應用領域包括水產規?;B殖和工廠化養殖、石油污染、重金屬污染、城市排污以及海洋其他廢物(水)處理等。目前,微生物對環境反應的動力學機制、降解過程的生化機理、生物傳感器、海洋微生物之間以及與其它生物之間的共生關系和互利機制,抗附著物質的分離純化等是該領域的重要研究內容。
3.前沿領域的最新研究進展
3.1發育與生殖調控
應用GIH(性腺抑制激素)和GSH(性腺刺激激素)等激素調控甲殼類動物成熟和繁殖的技術[1],研究了甲狀腺激素在金紹生長和發育中的調控作用,發現甲狀腺激素受體mRNA水平在大腦中最高,在肌肉中最低,而在肝、腎和鰓中表達水平中等,表明甲狀腺素受體在成體金銀腦中起著重要作用[1],對海鞘的同源框(Homeobox)基因進行了鑒定,分離到30個同源框基因[1],建立了青鳉的同源框(Homeobox)基因[1],建立了青鳉胚胎干細胞系并通過細胞移植獲得了嵌合體青鳉[1],建立了虹鱒原始生殖細胞培養物并分離出Vasa基因[2],進行斑節對蝦生殖抑制激素的分離與鑒定[2],應用受體介導法篩選GnRH類似物,用于魚類繁殖[2],建立了海綿細胞培養技術,用于進行藥物篩選[2],建立了將海膽胚胎作為研究基因表達的模式系統[2],通過基因轉移開展了海膽胚胎工程的研究[2],研究了人葡糖轉移酶和大鼠已糖激酶cDNA在虹鱒胚胎中的表達[3],建立了通過細胞周期蛋白依賴的激酶活性測定海水魚苗細胞增殖速率的方法[3],研究了幾丁質酶基因在斑節對蝦蛻皮過程中的表達[4],從海參分離出同源框基因,并進行了序列的測定[4]。
3.2功能基因克隆
建立了牙鲆肝臟和脾臟mRN A的表達序列標志,從深海一種耐壓細菌中分離到壓力調節的操縱子,從大西洋鮭分離到雌激素受體和甲狀腺素受體基因,從挪威對蝦中分離到性腺抑制激素基因[1];將DNA微陣列技術在海綿細胞培養上進行了應用,構建了班節對蝦遺傳連鎖圖譜,建立了海洋紅藻EST,從海星卵母細胞中分離出成熟蛋白酶體的催化亞基,初步表明硬骨頭魚類IGF-I原E一肽具有抗腫瘤作用[2];構建了海洋酵母De—baryomyces hansenii的質粒載體,從鯉魚血清中分離純化出蛋白酶抑制劑,從蘭蟹血細胞中分離到一種抗菌肽樣物質,從紅鮑分離到一種肌動蛋白啟動子,發現依賴于細胞周期的激酶活性可用作海洋魚類苗種細胞增殖的標記,克隆和定序了鰻魚細胞色素P4501A cD-NA,通過基因轉移方法分析了鰻細胞色素P450IAI基因的啟動子區域,分離和克隆了鰻細胞色素P450IAI基因,建立了適宜于溝紹遺傳作圖的多態性EST標記,構建了黃蓋鰈EST數據庫并鑒定出了一些新基因,建立了班節對蝦一些組織特異的EST標志,從經Hirame Rhabdovirus病毒感染的牙鲆淋巴細胞 EST中分離出596個 cDNA克隆[3];用PCR方法克隆出一種自體受精雌雄同體魚類的?一肌動蛋白基因,從金鯛cDNA文庫中分離出多肽延伸因子EF-2CDNA克隆,在湖鱒基因組中發現了TC1樣轉座子元件[4];鑒定和克隆出的基因包括:南美白對蝦抗菌肽基因、牡蠣變應原(allergen)基因、大西洋鰻和大西洋鮭抗體基因、虹鱒Vasa基因、青鳉P53基因組基因、雙鞭毛藻類真核啟始因子5A基因、條紋鱸GtH(促性腺激素)受體cDNA、鮑肌動蛋白基因、藍細菌丙酮酸激酶基因、鯉魚視紫紅質基因調節系列以及牙鲆溶菌酶基因等[1—4]。
3.3基因轉移
分離克隆了大馬哈魚IGF基因及其啟動子,并構建了大馬哈魚IGF(胰島素樣生長因子)基因表達載體[1]。通過核定位信號因子提高了外源基因轉移到斑馬魚卵的整合率[1],建立了快速生長的轉基因羅非魚品系并進行了安全性評價;對轉基因羅非魚進行了三倍體誘導,發現三倍體轉基因羅非魚盡管生長不如轉基因二倍體快,但優于未轉基因的二倍體魚,同時,轉基因三倍體雌魚是完全不育的,因而具有推廣價值[2];研究了超聲處理促進外源DNA與金鯛結合的技術方法,將GFP作為細胞和生物中轉基因表達的指示劑;表明轉基因溝鯰比對照組生長快33%,且轉基因魚逃避敵害的能力較差,因而可以釋放到自然界中,而不會對生態環境造成大的危害[3];應用GFP作為遺傳標記研究了斑馬魚轉基因的條件優化和表達效率[3];在抗病基因工程育種方面,構建了海洋生物抗菌肽及溶菌酶基因表達載體并進行了基因轉移實驗[2];在轉基因研究的種類上,目前已從經濟養殖魚類逐步擴展到養殖蝦、貝類及某些觀賞魚類[2.3]。通過基因槍法將外源基因轉到虹鱒肌肉中獲得了穩定表達[4]。
3.4分子標記技術與遺傳多樣性
研究了將魚類基因內含子作為遺傳多樣性評價指標的可行性,應用SSCP和定序的方法研究了大西洋和地中海幾種海洋生物的遺傳多樣性[1]。研究了南美白對蝦消化酶基因的多態性[1];利用寄生性原生動物和有毒甲藻基因組DNA的間隔區序列作標記檢測環境水體中這些病原生物的污染程度,應用18S和5.8 S核糖體RNA基因之間的第一個內部間隔區(ITC—1)序列作標記進行甲殼類生物種間和種內遺傳多樣性研究[2];研究了斑節對蝦三個種群的線粒體DNA多態性,用PCR技術鑒定了夏威夷Gobioid苗的種類特異性。通過測定內含子序列揭示了南美白對蝦的種內遺傳多樣性,采用同功酶、微衛星DNA及RAPD標記對褐鱒不同種群的遺傳變異進行了評價,在平魚鑒定并分離出12種微衛星DNA,在美國加州魷魚上發現了高度可變的微衛星DNA[3];弄清了一種深水魚類(Gonostoma gracile)線粒體基因組的結構,并發現了硬骨魚類 tRNA基因重組的首個實例,測定了具有重要商業價值的海水輪蟲的衛星DNA序列,用RAPD技術在大鯪鲆和鰨魚篩選到微衛星重復片段,從多毛環節動物上分離出高度多態性的微衛星DNA,用RAPD技術研究了泰國東部泥蟹的遺傳多樣性[3];用AFLP方法分析了母性遺傳物質在雌核發育條紋鱸基因組中的貢獻[4]。
3.5 DNA疫苗及疾病防治
構建了抗魚類壞死病毒的 DNA疫苗[1];開展了虹鱒IHNV DNA疫苗構建及防病的研究,表明用編碼IHNV糖蛋白基因的DNA疫苗免疫虹鱒,誘導了非特異性免疫保護反應,證明DNA免疫途徑在魚類上的可行性,從虹鱒細胞系中鑒定出經干擾素可誘導的蛋白激酶[2];建立了養殖對蝦病毒病原檢測的ELISA試劑盒,用PCR等分子生物學技術鑒定了蝦類的病毒性病原,將魚類的非特異性免疫指標用于海洋環境監控,研究了抗病基因轉移提高鯛科魚類抗病力的可行性,研究了蛤類唾液酸凝集素的抗菌防御反映[2];研究了一種海洋生物多糖及其衍生物的抗病毒活性[3];建立了測定牡蠣病原的PCR—ELISA方法[3];研究了Latrunculin B毒素在紅海綿體內的免疫定位[4]。
3.6生物活性物質
從海藻中分離出新的抗氧化劑[1],建立了大量生產生物活性化合物的海藻細胞和組織培養技術,建立了通過海綿細胞體外培養制備抗腫瘤化合物的方法[1];從不同生物(如對蝦和細菌)中鑒定分離出抗微生物肽及其基因,從魚類水解產物中分離出可用作微生物生長底物的活性物質,海洋生物中存在的抗附著活性物質,用血管生成抑制劑作為抗受孕劑,從蟹和蝦體內提取免疫激活劑,從海洋藻類和藍細菌中純化光細菌致死化合物,海星抽提物在小鼠上表現出批精細胞形成的作用,從海洋植物Zostera marina分離出一種無毒的抗附著活性化合物,從海綿和海鞘抽提物分離出抗腫瘤化合物,開發了珊瑚變態天然誘導劑,從海膽中分離出一種抗氧化的新藥,在海洋雙鞭毛藻類植物中鑒定出長碳鏈高度不飽和脂肪酸(C28),表明海洋真菌是分離抗微生物肽等生物活性化合物的理想來源[2];發現海洋假單胞桿菌的硫酸多糖及其衍生物具有抗病毒活性,從硬殼蛤分離出谷光甘肽一S一轉移酶,從鯉血清中分離出絲氨酸蛋白酶抑制劑,從海綿中分離出氨激脯氨酸二肽酶,從一種珊瑚分離出具DNA酶樣活性的物質,建立了開放式海綿養殖系統,為生物活性物質的大量制備提供了充足的海綿原料[3];從蝦肌水解產物中分離到抗氧化肽物質[4];從一種海洋細菌中分離純化出N一乙酸葡糖胺一6一磷酸脫乙酸酶[4]。
3.7生物修復、極端微生物及防附著
研究了轉重金屬硫蛋白基因藻類對海水環境中重金屬的吸附能力,表明明顯大于野生藻類[1],研究了石油降解微生物在修復被石油污染的海水環境上的可療性及應用潛力[1];研究了海洋磁細菌在去除和回收海水環境中重金屬上的應用潛力[1];用Bacillus清除養魚場污水中的氮,用分子技術篩選作為海水養殖餌料的微藻,開發了六價鉻在生物修復上的應用潛力,分離出耐冷的癸烷降解細菌,研究了海洋環境中多芳香化烴的微生物降解技術[2];從噬鹽細菌分離出滲透壓調節基因,并生產了重組Ectoine(滲透壓調節因子),從2650米的深海分離到一種耐高溫的細菌,這種細菌可用來分離耐高溫和熱穩定的酶,在耐高溫的archaea發現了D型氨基酸和無氧氨酸消旋酶,測定了3種海洋火球菌的基因組DNA序列,借助于CROSS/BLAST分析進行了特定功能基因的篩選,從海底沉積物、海水和北冰洋收集了1000多種噬冷細菌,并從這些細菌中分離到多種冷適應的酶[2];建立了一種測定藤壺附著誘導物質的簡單方法,研究了Chlorophyta和共生細菌之間附著所必需的形態上相互作用,研究了珊瑚抗附著物質(dterpene)類似物的抗附著和麻醉作用[3];分析了海岸環境中污著的起始過程,并對沉積物和附著物的影響進行了檢測[4]。
4.展望與建議
【關鍵詞】黃河三角洲;濕地;生態變化;保護
濕地是地球上獨特的生態系統,是自然界最富生物多樣性的生態景觀和人類最重要的生態資本之一,與森林、海洋并稱為全球三大生態系統,有“地球之腎”的美譽。我國是世界上濕地類型齊全、分布廣泛、生物多樣性豐富的國家之一,但是目前我國濕地消失和退化極度嚴重,濕地生態系統已經遭受到了嚴重破壞,盲目圍墾和過度開發造成天然濕地面積削減、功能下降,而濕地的縮減和破壞,又造成生態災害日益頻繁。濕地面臨的各種威脅已經成為我國生態建設中最關鍵的問題之一。
黃河三角洲地區有我國暖溫帶最廣闊的河口濕地,是物種保護、候鳥遷徙和河口生態演替的重要地點。地處暖溫帶,同時具備河口濕地、三角洲濕地、濱海濕地的特點,其生物資源豐富,但生態環境異常脆弱,對黃河、氣候、海洋和人類活動影響有很強的敏感性。本文主要介紹黃河三角洲濕地的歷史現狀和未來變化趨勢。
1 黃河三角洲濕地的形成
黃河是黃河三角洲自然保護區地貌類型的主要塑造者,也是形成和維持該地區水資源的主導因素。泥沙是黃河三角洲形成的物質基礎,河流是輸送泥沙的重要動力,黃河尾閭流路是建造三角洲的基本“工具”,流路的行水與擺動則是三角洲的“生產工藝過程”。黃河尾閭頻繁改道,大的改道10次,小改道50多次,10次大的改道擺動沖淤沉積泥沙都基本上形成一個亞三角洲堆積體,現代的黃河三角洲就是由1855—1934 年的第一次大循環和1934 年以來的第二次大循環塑造而成的亞三角洲堆積體鑲嵌而成。據利津水文站1950—1999年資料統計,黃河三角洲地區多年平均徑流量為3.43×1010m3 ,平均來沙量8. 68×1011kg。1976—2000年黃河口地區共造陸330km2 。由于該地區特殊的河、海、陸的交互作用,形成了現在的黃河三角洲濕地。
2 黃河三角洲濕地資源狀況[1]
2.1 水資源
地表水:流經黃河三角洲的客水河道有黃河、小清河和支脈河,合計平均年徑流量3.52×1010m3,其中,黃河的平均年徑流量達到3.43×1010m3 ,是該地區最主要的客水資源??刂屏饔蛎娣e在100km2 以上的支流有廣蒲河、武家大溝、小河子。區內控制面積在100km2 以上的排澇河道有11 條。
地下水:淺層地下水礦化度在5~20g/l范圍內,地下水礦化度由南向北、由西向東遞增。該區平均地下水資源量為4627.28萬m3 ,多年平均深層地下水資源量為1219.96萬m3 。
2.2 生物資源
黃河三角洲灘涂、濕地面積15.3萬hm2 ,植被為原生性濱海濕地演替系列,生態系統類型獨特,濕地生物資源豐富。據綜合科學考察認定:區內有各種生物1971種,其中水生生物800多種,鳥類269種,其中國家重點保護野生動物有丹頂鶴、白頭鶴、白鸛、金雕、大鴇、大天鵝、小天鵝、灰鶴、蜂鷹等32種,各種鷺類、雁鴨類水禽不但種類多,數量也極為豐富。植物種類40多科、110多屬、160多種,以禾本科、菊科草本植物最多。在草本植物中,以多年生根莖禾草為主,尤以各種鹽生植物占顯著地位。屬國家重點保護的瀕危植物野大豆分布廣泛, 有天然草場5.1萬hm2 , 天然實生柳林700hm2 ,天然怪柳灌木林8100hm2。是生物的天然基因庫。
黃河三角洲有350km長的海岸線,12多hm2的灘涂洼地,-15m 等深線淺海水域面積約4800km2 ,約占整個渤海面積的7% ,海洋資源十分豐富。以黃河為主的20多條徑流河流攜帶豐富的有機質和營養鹽入海,給海洋生物造就了天然索餌和洄游、育肥的優良環境。文蛤、毛蚶、青蛤、四角蛤、牡蠣、雜色蛤等蛤類中上品貯藏量大,對蝦、毛蝦、梭子蟹、鱸魚等經濟魚、蝦、蟹類在這里棲息、繁育、生長。
2.3 氣候資源
黃河三角洲地區氣候資源的基本特征是降水和熱量資源季節變化較大,夏季熱量充足,冬季較少;干季和濕季分明,雨季多集中在夏半年,干季在冬半年;光照資源全區較為豐富,屬我國光資源豐富區,夏半年明顯多于冬半年,有明顯的季風氣候特征。這些氣候特點決定著該區氣候的有利和不利方面,有利的是:光、熱、水資源的年變程同位相,即輻射、溫度和降水的峰值在夏半年同時出現,共同形成十分有利于作物生長的季節。不利的是:溫度年變幅很大,冬季寒冷,農作物生長期較短,限制了多年生作物的栽培;干旱、洪澇、冰雹等氣象災害較多,限制了氣候資源的開發利用。
3 濕地氣候環境變化趨勢及保護措施
3.1 氣候環境變化趨勢
黃河三角洲濕地形成年代較短,生態平衡脆弱,而且受氣候變化、自然災害、黃河影響、人類活動、海平面上升、海岸侵蝕、地下海水入侵等影響。
據IPCC(1996年) 預測:全球最近100年里氣溫升高了0.3~0.6℃,而中國升高了0.6~0.8 ℃,預計未來氣溫升高,降水增加。氣候變化將引起海平面上升,在1959—1989年30年里,中國東部沿海平均每年上升2~3mm ,未來黃河三角洲周圍海面將以8mm/a 上升, 到2050 年將上升48cm。這將導致頻繁的風暴潮等,使濕地退化,海水入侵,土地鹽堿化加重,生產能力下降。
另外,人類活動對黃河三角洲濕地的影響不斷加大。上世紀60年代開始,勝利油田開始建設開發,現在又迎來了黃河三角洲新一輪大開發,黃河三角洲濕地受到人類活動的影響越來越大,近幾年區內河流的水質都是中度或嚴重污染,濕地生態環境受到嚴重的威脅。
3.2 濕地保護措施
針對黃河三角洲濕地面臨的氣候變化、海洋災害、人類活動、黃河水沙等因素的影響,提出如下保護措施:
(1)擴大濕地保護的范圍,建立靈活多樣的保護小區。以黃河三角洲自然保護區濕地為核心,向擴展,設立緩沖保護區。
(2)規劃建設濕地生態地區氣候觀測站,對濕地區域氣候環境、生態環境等進行監測,有效防御氣象災害和抑制生態環境惡化的加劇。
(3)穩定黃河入海流路,黃河全流域統籌調度水沙,保證黃河常年不斷流,保持黃河水及濕地境內河流的清潔,發揮地表水源的生態效益。
(4)濕地環境的開發與保護并舉,適當開發合理應用,人類活動要在保護區外進行,對開發項目實施前要進行充分的環境論證,保證廢水、廢氣、廢物不影響生態環境。
(5)對沿海堤壩進行加固,以防御風暴潮、海浪和海平面上升對濕地環境的破壞。
關鍵詞:海洋生物;抗腫瘤活性;進展
中圖分類號:R979.1文獻標識碼:A文章編號:1672-979X(2007)03-0055-05
Advance on Marine Antitumor Active Products
WANG Shu-yuan, WANG Su-ying
(College of Biotechnology and Food Science, Tianjin University of Commerce, Tianjin 300134, China)
Abstract:Marine organism is likely to be a prolific source of new natural antitumor products. So far, a number of natural antitumor products with unique chemical structures have been isolated from marine sources and many of them have been identified as peptides, macrocyclic lactones, polysaccharides, alkaloids, terpenes, polyethers etc. Some of these marine products are expected to become new anticancer medicines. In this review, the recent research on marine antitumor products classified by chemical structures and physiological activities was summarized in china and abroad.
Key words:marine organisms; antitumor activity; progress
海洋環境的特殊性和多樣性使海洋生物具有獨特的代謝途徑和遺傳背景,并產生特殊結構和功能的活性物質。早在1578年明代醫學家李時珍著的《本草綱目》就已收錄了90多種海洋藥物。海洋藥物一直是海洋生物資源開發的熱點,1967年世界第一屆海洋藥物研討會標志著大規模研究海洋藥物的開始。到目前為止,已從海洋生物中獲得抗腫瘤、抗病毒、抗心腦血管疾病的新藥,其中海洋生物抗腫瘤活性物質研究進展很快,是海洋藥物開發的重要方向。現以化學結構為依據,海洋生物為對象,對肽類、大環內酯、多糖、生物堿、萜類、聚醚等抗腫瘤藥物的生理功能和開發現狀作一綜述。
1 活性肽(active peptide)
海洋生物來源的抗腫瘤活性肽化學結構奇特、新穎并具有高活性、高藥效性、穩定性好等特點,是海洋藥物開發中研究的最早、最活躍的領域之一。
1976年Pettit首次從海兔(Dolabella auricularia)中發現環肽類抗腫瘤活性成分,其后從海兔中分離出一系列含量很低的小分子肽dolastatin 1~18,并對dolastatin 3,10,15的生理活性進行了深入的研究[1],發現dolastatin 10對小鼠P388淋巴細胞白血病細胞的IC50為0.04 mg/L,其中dolastatin 10和15在美國已經合成并進入Ⅰ期和Ⅱ期臨床試驗,主要用于小細胞肺癌、卵巢癌、黑色素瘤和前列腺癌的治療[2]。
除海兔外,因海綿含有大量的寄居微生物而成為抗腫瘤活性肽的又一重要來源。目前已從海綿中提取到結構新穎的肽類有70多種,其中以太平洋婆羅洲海綿Pseudaxlnyssasp中分離得到的環肽malay-siatin,對P388、KB細胞抑制率分別達到82%和70%。從日本采集的蒂殼海綿屬海綿中分離得到5種雜環多肽theopederins A~E,對P388鼠白細胞具有強烈的細胞毒性,其IC50<1μg/L。其中最有潛力的theopederin A對P388鼠白細胞有顯著的抗腫瘤活性[3]。易楊華等[4]從我國西沙群島永興島棕色海綿中用乙醇提取到一種新的phakellistatins類環肽化合物cycloheptapeptide,該化合物具有抗腫瘤活性。
繼海兔、海綿后,海鞘也是抗腫瘤活性肽的重要資源。自1980年Ireland等從海鞘Lisso-clinum patella中分離到第一個具有抗腫瘤作用的環肽化合物以來,已發現的膜海鞘素系列環肽化合物達10種以上,其中didemnin A和didemnin B在體內外都具有抗腫瘤活性,didemnin B的Ⅰ期和Ⅱ期臨床藥理實驗表明,對L1210白血病細胞的IC50為0.35 mg /L,主要功能是抑制黑色素瘤,卵巢癌,乳腺癌,腎癌等[5]。
研究者不僅在海兔、海綿和海鞘等低等動物中發現了多種抗腫瘤的活性肽,而且在海洋藻類和魚類中也發現了高活性的抗腫瘤肽,如粗壯紅翎藻凝集素和凍沙菜凝集素在體外能抑制白血病細胞L1210及小鼠乳腺癌細胞FM3A的增生,有望成為新的抗癌藥;由鮭魚、鰻魚、鱒魚等鰓體組織中提取的由32種氨基酸組成的鮭降鈣素(salcalctionin)比豬降鈣素活性高20倍,主要用來治療骨轉移性腫瘤的高鈣血癥及早期診斷甲狀腺髓樣;軟體珊瑚Micromonaspora產生的一種新的縮酚酸肽thio-coraline,可抑制P388細胞的RNA 合成,對人黑色素瘤A-549,MEG-28和人結腸癌HT-29均有抑制作用,IC50值分別為0.008 μg/mL,0.002μg/mL,0.002 5μg//mL和0.01μg/mL [6-8];李祺福等[9]從中國鰲血細胞中提取的相對分子質量小于14 400 的鰲素,對人肝癌SMMC-7721細胞的生長抑制率為55.5%;屬于多肽類的鯊魚軟骨劑(SCP)對人紅白血病K562細胞,人胃癌MGC803細胞和肝癌SMMC-7721細胞均有顯著的抑制作用,IC50值分別為0.7 g/L,1 g/L和1 g/L。
2 大環內酯(macrocyclic lactone)
海洋生物體內的大環內酯類化合物大多具有抗腫瘤活性,主要分布在苔蘚蟲、藻類、海綿、軟體動物和被囊動物中。
苔蘚蟲素是Pettit小組于1982年從草苔蘚(Bugula neritina)中發現的大環內酯類抗腫瘤活性成分。累計發現的苔蘚蟲素有19種以上,其中化合物Ⅰ有很好的抗腫瘤活性,它不僅抑制RNA合成,而且可與蛋白激酶結合,刺激蛋白激酶磷酸化及激活完整的多核形白細胞,對P388白血病細胞IC50值為0.89μg/mL[10]。林厚文等[11]從中國南海產的總合草苔蟲成功地分離出9種草苔蟲內酯成分,其中bryostatin 19 對U937人單核細胞白血病細胞株具有顯著的殺滅作用,IC50為2.8?0-3 μg/mL。經體外抗癌實驗證明,總合草苔蟲內酯對K562人紅白血病細胞具有超強抑制作用,IC50<1 fg/mL,是目前對此種癌細胞作用最強的天然產物,同時,對U 937人單核細胞白血病細胞株也有明顯的抑制作用,IC50為1.7 μg/mL??偤喜萏οx廣泛分布于我國渤海到南海的西沙群島多鹽水域,資源豐富,值得開發研究。
amphidinolides 是從前溝藻屬甲藻中分離得到的大環內酯類化合物,此類化合物都具有抗腫瘤生物活性,如amphidinoketideⅠ對人類克隆的腫瘤細胞HCT-115的體外IC50為4.98μg/mL,amphidinoketideⅠ則相對較弱,其IC50為73μg/mL;體外活性實驗表明,amphidinolide B 對小鼠白血病細胞L1210 和KB人類上皮癌細胞的IC50為0.000 14μg/mL和0.004 2μg/mL,amphidinolide L對以上2種細胞的IC50則為0.092μg/mL和0.1μg/mL[12]。
Tapiolas等從加利福尼亞海溝一種珊瑚Paci figugia.sp的表面分離到的鏈霉菌培養物中發現了結構新穎的octalacions A和B,這2種化合物分別是寡霉素A的20-羥基衍生物和腸菌素的5-脫氧衍生物,是含有少見八元環內酯官能團的19碳酮基化合物。octalacions A在體外有抗B16-F17鼠黑色素瘤和HCT-116人胃瘤細胞活性,其IC50值分別為0.007 2μg/mL,0.5μg/mL。
Takahashi等[13]在海魚Halichkoeres bleekeri的胃腸道中分離到S.hygroscopicus,此菌在人工海水培養基中可產生一種新的大環內酯類化合物halichomycin,此化合物在體外有抗P388細胞活性,其ID50值為0.13μg/mL。
從新西蘭一種深水黃海綿Lissodendorgx.sp中獲得一種具有極強抗腫瘤活性的聚醚大環內酯化合物isohomohalichondrin B,對P388細胞株的IC50為0.18 ng/mL,美國國立癌癥研究所(NCI)對60種人腫瘤細胞株的體外篩選表明,其IC50平均為0.115 nmol/L[14]。從日本采集的大田軟海綿(Halichondr-iaokadai)分離到一種聚醚大環內酯-大田軟海綿素(halichondrin)B在體內有潛在的抗P388白血病細胞及B-16黑色素瘤細胞的活性[4]。
3 多糖(polysaccharide)及其衍生物
多糖除了參與體內各種生理活動的調節,刺激免疫細胞提高機體免疫功能外,還可特異性地抑制某些腫瘤細胞的增生。如海參黏多糖對MA-737乳腺癌和T-795肺癌的抑制率分別高達79%和60%以上,并能抑制MA-737乳腺癌的轉移和Lewis肺癌的自然轉移。刺參黏多糖能抑制小鼠S180肉瘤和乳腺癌細胞DNA的合成,促進正常肝細胞DNA的合成[15]。
海洋中具有抗腫瘤活性的多糖大多來源于藻類。海洋硫酸多糖聚古羅糖酯(912)是從海藻中提取分離并經化學修飾得到的海洋硫酸多糖類化合物。體內實驗表明,當912的使用劑量為50 mg/kg,100 mg/kg時,對S180肉瘤的抑制率分別為40.2%和56.8%[16]。曲顯俊等[17]對螺旋藻多糖的抗癌作用進行了體內實驗的研究,結果表明,0.30~1.50 g/L時對B-37乳腺癌細胞的抑制率最高,可達68.0%,對K562白血病細胞抑制率為46.0%,IC50分別為1.48 g/L和1.56 g/L。當螺旋藻多糖以300,150,75 mg/kg灌胃給藥時,對小鼠S180肉瘤的抑瘤率分別為55.20%,44.60%,33.0%,對H-22肝癌的抑瘤率分別為47.1%,36.4%和31.0%;對EAC小鼠腹水癌的抑瘤率分別為56.9%,44.7%和22.8%。
除多糖抑制某些腫瘤細胞的增生外,研究還表明,多糖的衍生物糖蛋白也具有抗腫瘤活性。顧謙群等[18]發現櫛孔扇糖蛋白(glycoprotein of chlamys farreri,GCF)能顯著抑制移植性小鼠肉瘤的生長,并通過動物實驗得出給藥劑量為40 mg/kg時,抑瘤率可達47.29%。烏賊墨的抗腫瘤作用最早是由日本青森產業技術中心和弘前大學發現的, 隨后他們又從中分離得到了一種全新結構的糖蛋白,由兩條呈直線交叉形結合的單糖與蛋白質分子相連。我國呂昌龍等也發現烏賊墨及其提取物可提高腫瘤壞死因子α(TNF-α)和白介素1(IL-1)的分泌水平,增加NK細胞的殺傷活性,對Meth-A , S180 2種肉瘤的抑制率分別為95 %,71% ,并一定程度地抑制了移植瘤的形成[19,20 ] 。另外一些不常見的糖蛋白鮑靈、哈素也顯示出一定的抗腫瘤活性,如哈素能抑制小鼠Hella細胞,KB細胞,Krebs-2腹水腫瘤細胞及S-180肉瘤的生長。
4 生物堿(alkaloid)
生物堿是生物體內一類含氮有機化合物的總稱,它們類似堿的性質,能與酸反應生成鹽,有旋光性和顯著的生理活性。自1983年Kirkap等首次從紅藻Martensia fragilis中分離出吲哚生物堿fragilamide后,越來越多的生物堿從海洋生物中發現,相關文獻報道這些生物堿具有抗腫瘤活性。
從南非一種海洋蠕蟲Cephalodiscus gilchristi中提取出一系列甾體生物堿cephalostatins,對多種腫瘤細胞株具有強細胞毒性,美國國立癌癥研究所(NCI)對60種人腫瘤細胞株進行了體外實驗,IC50 cephalostatin 1為(2.20±1.21)nmol/L,cephalostatin 18為(21.7±9.90)nmol/L,cephalostatin 19為(16.6±9.5)nmol/L[21]。
ecteinascidin 743是一種自海鞘Teinascidia turbinata分離出的四氫異哇啉生物堿,對DNA小溝中的鳥嘌呤殘基有選擇性烷基化作用,能與核酸蛋白相互作用,對L1210白血病細胞和小鼠P388細胞的ID50分別為0.000 9μg/mL和0.003 8μg/mL,臨床試驗結果表明對軟組織瘤和乳腺癌有很好的療效[22-24]。
深水海綿Dereitus.sp能產生新的氨基酸吖啶生物堿dercitin。動物實驗表明,dercitin可延長P388腹水瘤小鼠的壽命,并對B-16黑色素瘤細胞及Lewis肺癌小細胞有抑制活性[4]。從Nagai收集的海綿Halichondria okadai中分離出細菌Alteromonas.sp,能產生一種四環生物堿alteramide A,體外實驗表明,alteramide A對鼠白血病P388細胞,鼠淋巴瘤L1210細胞和人表皮樣瘤KB細胞具有細胞毒活性,其IC50分別為0.1μg/mL、1.7 μg/mL和5.0 μg/mL。
6-硫代鳥嘌呤(6-thioguanine, 6-TG)是從帶魚鱗中提制的抗代謝藥物,對各種類型的急性白血病有一定的效果,對其他抗白血病藥物產生抗藥性的病例尤其有效。若與阿糖胞苷等藥聯合用藥,對胃癌、淋巴腫瘤、慢性粒細胞性白血病與骨髓硬化癥等更加有效。在此基礎上研制的6-巰基嘌呤(6- mercaptopurine),對白血病及絨毛膜上皮癌效果更好。
5 萜(terpene)
萜類是異戊二烯首尾相連的化合物,是具有抗腫瘤活性的新型碳骨架海洋萜類化合物,主要來源于海洋紅樹植物、藻類和海綿。印度Babu等[25]報道,紅樹植物老鼠的乙醇提取物(濃度250~500 mg/kg)能有效地抑制腫瘤的生長和致癌物誘導的老鼠皮層瘤的生成;日本Konoshima[26]從海漆木分離8種labdane型二萜化合物之一,在腫瘤催進劑TPA(12-O-四癸?;?佛波-13-乙酸酯)和激動劑DMBA(7,12-二甲基苯并蒽)協調作用的雙階段小鼠腫瘤模型中顯示出顯著的抗腫瘤活性;紅樹植物海漆二萜類化合物主要通過阻斷信號傳導起到抗腫瘤的作用。從南海耳殼藻Peyssonnelia caulifera分離得到的一種高單萜化合物caulilide對艾氏腹水瘤(EAT)及S180腫瘤細胞的IC50分別為2.4 mg/mL和0.5 mg/mL [27]。
Tsuda等從海綿(Jaspis stellifera)中分離得到6種抗腫瘤的isomalabaricane型三萜。其中stellifenin A對L1210細胞和KB細胞的IC50分別為0.57μg/mL,1.4μg/mL。stellifenin B對L1210細胞和KB細胞的IC50分別為0.60μg/mL,2.10μg/mL。
6 聚醚(polyether)
來自海洋生物的聚醚類化合物多數是毒素,具有強烈的生理活性。最具有代表性的聚醚類化合物是沙群??舅?,是非蛋白毒素中毒性最強的,有顯著的抗腫瘤作用。Tachibana等從日本海綿Halichondria okadai中分離出一種聚醚類化合物大田酸(okadaic acid),對P388和L1210白血病細胞的IC50分別為1.7?0-3μg/mL和1.7?0-2 μg/mL。后來,Uemura等[28]從此種海綿中又分離出軟海綿素norhalichondrin A和halichondrin B,也是一類聚醚類化合物,它們對B-16黑色腫瘤細胞的IC50分別為5.2μg/mL和0.093ng/mL,5.0μg/kg的halichondrin B對接種B-16黑色腫瘤細胞和P388白細胞的小鼠的延命效率(T/C)高達244%和236%,是一類很有希望的抗腫瘤化合物。
7 類胡蘿卜素(carotenoid)
許多類胡蘿卜素有抗氧化,防治腫瘤D的作用,能阻止或延緩因紫外線照射引起的皮膚癌。目前已從海洋生物中發現了數百種類胡蘿卜素。其中從蝦殼中提取的蝦青素是比β-胡蘿卜素和維生素A更有效的防治腫瘤的物質,當濃度為1?0-9及1?0-8 mol/L 時,對人大腸癌SW- 1116細胞株增生抑制率分別為23.14% 和39.0%,當濃度為1?0-7 mol/L時,可以完全殺死培養的瘤細胞。
綜上所述,近年來隨著物質分離純化和結構分析技術的發展,人們已有從海洋生物中發現了數百種新的具有細胞毒性或抗腫瘤活性的天然產物,其中十幾種抗癌效率高、毒性低的海洋天然藥物或其結構改造化合物進入臨床試驗階段,阿糖胞苷已開發成抗癌新藥。但更多的天然產物仍處于基礎研究階段。我國的研究水平還較低,一些關鍵性的技術問題如深海采樣技術,從復雜生物系統分離純化微量生物活性物質的技術,高通量活性篩選技術等尚待突破性進展。另外,體外篩選模型的局限性導致細胞毒性鑒定不能全面地反映化合物的抗腫瘤活性,而體內活性篩選不僅耗時,而且成本較高,在活性追蹤分離過程中經常難以應用,最終造成我國新藥的開發精力和財力不足。因此,加快我國對該領域的基礎研究和產品開發,對有效利用海洋生物資源具有重要的意義。
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