海洋生物千奇百怪，有的攀附于海岸岩石，有的黏附于珊瑚礁，有的则深埋于海底泥沙之中。越来越多的证据表明，海洋生物——包括海绵动物、海鞘、微生物等——可产生扼杀癌细胞的化学物质。随着七种海产药物进入临床试验阶段，海洋产物展现出比陆生植物更有希望成为抗癌药物来源的潜力。
科学家已研究了许多陆生植物，最新面市的抗癌药紫杉醇（Taxol）就是1972年直接从一种植物中提取的。然而，在海洋生物中发现的新化学物质往往是前所未见的。由于海洋生物需要避免被捕食，它们在没有牙齿、爪子或移动能力的情况下，选择分泌化学物质来保护自己。这些化学物质对自身无害，但对捕食者则是致命的剧毒。由于海水会稀释这些物质，它们必须高效且快速起效。
探索海洋
人类研究陆地生物已有上千年历史，但对海洋生物的研究最多追溯到20世纪60年代。2004年12月，美国食品药品监督管理局（FDA）批准了第一个完全源自海洋生物的药品：齐考诺肽（Prialt），用于治疗严重慢性疼痛。该药物由Elan制药公司生产，模拟了一种在印度洋和太平洋发现的海鞘分泌的剧毒，其镇痛作用比吗啡更强。
此外，还有几种药物正在临床试验阶段，全球实验室中研究的此类药物数以千计。目前进展较快的是曲贝替定（Yondelis，也称ET-743或Trabectedin），由西班牙公司PharmaMar与强生（Johnson & Johnson）药学研发所共同开发。该药物来源于加勒比海和地中海的一种海鞘，是一种化疗药物。它通过与部分DNA结合，干扰细胞分裂和DNA修复，从而促进细胞凋亡。目前，该药物正处于卵巢癌III期临床试验、软组织肉瘤IIb期临床试验，以及前列腺癌和乳腺癌II期临床试验。
PharmaMar公司还研制了另一种药物Aplidin，也从地中海海鞘中提取，目前处于血液系统恶性肿瘤的II期临床试验。该药物通过诱导快速凋亡、抑制血管内皮生长因子（VEGF）和阻断细胞分裂来发挥疗效。
同样处于II期临床试验的还有软海绵素B（Halichondrin B）的合成衍生物E7389（艾立布林，Eribulin），来自一种海洋海绵动物，由卫材（Eisai）研究所研发。它通过抑制细胞分裂所必需的微管，阻止新癌细胞形成，最终导致凋亡。在最近12月的圣安东尼奥乳腺癌论坛上，卫材公布了E7389的II期临床试验结果：对71名严重乳腺癌女性患者治疗，在评估的65名妇女中，10名在4-11个月有持续的局部反应，部分反应可持续到治疗后1年；2名妇女有约2个月的短期反应。同时，该药物表现出副作用，包括胃肠道反应和手指、脚趾刺痛的神经病变，有时可发展为烧灼感。卫材临床研究副总裁Sandra Silberman博士认为，在疾病早期给予治疗，效果会更好。
前景
目前大部分海洋研究局限于浅海，Harbor Branch海洋学研究所（HBOI）已将研究重点转向深海。去年，HBOI科学家在巴哈马群岛和佛罗里达海岸进行了两次探险，使用204英尺长的船只和潜水艇潜至3000英尺深的海底。负责HBOI海洋生物药品研发的Amy Wright表示，他们收集了大量海绵动物和软体珊瑚，与乙醇一起研磨后进行各种测试，以了解它们对癌细胞的作用。自1984年以来，HBOI已收集了约30000种用于制药的海洋有机物，其中多种药物具有广阔前景，包括从巴哈马深海海绵动物中提取的Discodermolide。
与深海生物共存的微生物也十分有用。研究者可以分离微生物进行研究，而无需研究整个动物。微生物就像一个小型化学制药厂。Fenical最近的工作重心放在微生物上。他和团队在2005年11月的《癌细胞》上发表研究成果，报道了一种在4000米深海沉积物中的微生物可产生对癌细胞有致死性的化合物。通过基因测序，他们发现了一种新菌株，其产生的化合物NPI-0052是一种蛋白酶体抑制剂，今年即将进入多发性骨髓瘤的I期临床试验。
开拓基因之路
Eric Schmidt不仅研究微生物，也致力于研究产生特殊化合物的微生物基因。去年夏天，犹他大学的基因研究所克隆了合成Patellamides的基因。这些小肽被认为具有抗癌作用，由热带太平洋中一种海鞘体内生活的微生物产生。他们通过将Patellamide基因插入大肠杆菌进行表达，产生各种Patellamide。另一个澳大利亚和英国的研究团队使用不同方法，利用大堡礁的一种被囊动物也产生了这种肽。Schmidt对这些初步成果深入研究，收集了所有与Patellamide相关的基因，发现了产生该物质最重要的亚基所需的最小基因数，这一发现可大大提高产量。Schmidt认为，基因工程方法将成为推动海洋药物研发的主要动力，使科学家能通过更简捷的步骤合成更复杂的分子。
存在的问题
尽管一些海洋药物在临床或临床前研究中表现出乐观前景，但化合物从海洋到临床试验的飞跃仍充满困难。例如，通过FDA监管标准很难，因为这些化合物对人类也可能有毒。此外，研究耗资巨大：为提取300毫克软海绵素（Halichondrin），美国国家癌症研究所（NCI）花费了35万美元，新西兰政府提供了25万美元，还不包括后续分子结构研究的花费。由于海洋生物产生的化合物微量，研究提取比陆生生物更困难。作为海洋药物研发主要带头人的NCI，每年收集500种海洋生物样品，每种约1千克，每千克平均耗资1000美元。
有的公司尝试通过人工水产业生产化合物，但过程价值不菲。科学家则试图通过人工合成生产，但研究正确方法充满困难。例如，卫材为研究E7389，经历了200种类似物的失败。Fenical及其团队为培养海洋微生物，历时近10年，耗资900万美元。标本收集也充满挑战：有的动物今天生活在此区域，明天可能迁移，还涉及生物伦理学问题。
尽管充满挑战，丰富多彩的海洋仍吸引着科学家继续研究。Fenical说：“在陆地上要想再发现新物种几乎不可能，可在海洋里，你每天都能找到新物种。”