据英国《新科学家》网站近日报道，随着病菌对抗体的抵抗力与日俱增，人们寻找新药的渴望也日益迫切，有胆大心细的探险者已经踏上了前往深海、极地和海沟的旅程。他们希望，旅程的结束，也意味着医药领域新时代的开始。

  生物勘探刻不容缓

  国际科研团队由英国阿伯丁大学的化学家马赛尔·贾斯帕领导，他们就像排头兵一样，专门探索海洋深处那些人迹罕至的地方。他们认为，在这些地方繁衍生息的稀有微生物可能会成为人类的好帮手，帮助我们对抗最大的敌人：从癌症到拥有抗药性的细菌等。

  科学家们表示，人类现在处于无抗生素可用的危急时刻，形势刻不容缓。如果没有这些微生物，我们可能陷入一场抗体大灾难中。

  为了解决这个问题，制药公司开始采用人工合成的办法来制造新药，但是，人工合成出来的产品无法与自然界历时数十亿年演化而成的天然产品相媲美。

  微生物绝佳的适应能力或让人类受益

  其实，早在约40年前，我们就已经意识到，这些物种非同凡响的适应能力和化学性能或许能为我们所用。最早发现这一点的是美国华盛顿大学的微生物学家托马斯·布洛克。40年前的一天，当布洛克驾车经过黄石国家公园回到他的实验室时，或许是热水池和间歇泉太诱人了，他情不自禁地停下车来欣赏它们并取回了水体样本带到实验室。

  结果，他震惊地发现，在接近沸腾的液体里，仍然有生命在生长。因此，他开始了长达十年的研究，专门研究耐热微生物。当然，他的研究成果也让人类获益良多。其中一种水生栖热菌（Thermus?aquaticus）被人们用来制造聚合酶，这种酶在增强少量DNA的自动化方法中至关重要。这种酶将一个非常需要技巧和劳动力的过程变成了在任何实验室都可完成的工作，有效地引领了基因组学的变革。

  但直到几年前，我们才开始意识到，某些微生物的这种适应性或许也能成为我们对付疑难杂症的“利器”。美国加州卡尔斯巴德龙舌兰洞穴的酸性湖水能让金属融化，照说此处应该寸草不生，但科学家们仍在其中发现了细菌，他们在其中发现的一种强大的青霉菌菌株能产生一种抑制肺癌细胞生长的化合物，这真让我们大跌眼镜。

  另外，在距离美国蒙大拿理工学院校园不远处荒废的柏克利露天矿坑内，是一条流淌着有毒液体的湖泊，湖水高度酸性，里面处处是重金属，长满了奇异的菌类，比如一种被科学家们称之为“伯克利酸”的微生物。科学家们表示，其或许可以成为治疗卵巢癌的良药，研究表明，其能将卵巢癌细胞的生长减缓50%（《有机化学杂志》第171期第5357页）。

  这还不算最令人惊讶的。英国肯特大学的微生物学家艾伦·布尔已经对地球上最干燥和海拔最高的沙漠——位于智利的阿塔卡马沙漠进行了地毯式的搜寻工作。阿塔卡马沙漠的环境与火星类似，在这里生活的微生物时时刻刻都面临着极度干燥的折磨和密集紫外线的狂轰猛炸，布尔希望能在此处发现其一直苦苦寻求而未得的微生物群：放线菌，这种细菌富含制药所必需的分子。

  布尔原本认为他在阿塔卡马沙漠这么严苛的环境下只能发现少量物种，但在最近的一次统计中，他们收集到了1000种微生物。有些微生物拥有抗菌、抗癌以及消炎功能。其中的有些微生物算得上是我们的老朋友了，但有些对我们来说还是陌生人。布尔说：“大多数物种可能都是新物种，其医学应用还是一片未被开发的处女地。”

  当然，并非只有这个沙漠能称得上是医学材料的“聚宝盆”，另外一个还未被开发的医学金矿就是我们熟悉的陌生人—南极。南极这片广袤的土地还很少有人探索，现在，它也向生物勘探者们敞开了热情的双臂。

  英国诺森比亚大学的戴维·皮尔斯一直在分析从南极霍奇森湖冰河下水域的沉积物那儿提取出来的样本。据国外媒体报道，去年9月份，皮尔斯领导的研究团队发表论文指出，冰封了近10万年的霍奇森湖湖底土壤样本中含有大量的细菌生物体，其中就包括一些极端微生物。

  在霍奇森湖的样本中，湖水中本身并没有生命存活，但研究人员在大约100米深的湖底沉积物样本中发现了一系列的细菌，主要是放线菌和变形菌，而且只有大约77%的DNA序列能够与已知的物种相匹配。他们在一篇论文中写道：“微生物分析表明，样本中存在丰富的生物多样性。另据报道，南极著名的沃斯托克湖的湖底样本中也含有3507种生物体的DNA。”

  科学家们在南极的最新发现与布尔的发现遥相呼应：生物群落比以前所认为的要更多。布尔说：“或许有些环境压力并非我们以前所认为的那么严重，而且，这些压力似乎非常有助于生命的繁衍生息。”

  海沟或是一块医学“金矿”

  如果我们认为生命处于极端温度下很难存活的话，那么，科学家们确信，在我们脚底深处的岩石内绝对不会出现生命的踪迹。然而，在过去几年内，科学家们再次证明这种想法错得离谱：岩石深处驻扎着另外一个大型的微生物生态系统，就像南极那样未被开发，而且，几乎遍及全球。

  据英国《每日邮报》2013年12月9日报道，美国密歇根州立大学的研究人员已经发现了在地下深达五千米处生活和繁殖的微生物，这表明，这些微生物可能已经在与地表隔绝的情况下生活了几十亿年。报道指出，这些生命形态不是依靠太阳光为生，而是通过氢与甲烷获取能量，这些化学燃料可以通过高温高压下的某些种类的岩石获得。

  贾斯帕一直认为，深海沟拥有生命，去年，他的这一想法得到了证实：丹麦微生物生态学家罗尼·格鲁德和他领导的南丹麦大学的研究团队在去年3月份发表论文表示，他们发现，在世界最大海沟、位于太平洋的马里亚纳海沟深达11000米之深的海底，即使压力巨大、毫无光照，但生活在这里的微生物仍然显现出一派生机盎然的景象。科学家们带回来的每立方厘米泥土样本中平均包含有1000万个微生物，这一数量是从位于该海沟顶部的高原收集到的泥土中所含微生物数量的10倍多。

  如何安置这些极地来的微生物

  除此之外，还有一个终极障碍并不那么容易克服，那就是：如果我们捕获到这些微生物，我们如何安置它们呢？

  幸运的是，贾斯帕得到了一个这样的高压室，其能够模拟水下4000米的高压，这一环境应该能让那些不那么强壮的细菌维持生命。但他计划从很多深海提取样本，而且，他认为其中的有些细菌能够适应海面的压力。

  只有当这些样本被小心翼翼地取回并置于冰冷的地方保存，从来自深海的黏性半流体物质到新药的漫漫征途才真正开始。“海洋药物”团队希望，在该项目于2016年完成时，能够让一些候选药物进入动物测试阶段。

  首先，他们会将细菌隔离，接着，他们会从中提取出需要的成分并让它们制成的数百种化合物与感染了各种各样疾病的细胞作斗争。贾斯帕说：“如果有化合物能对抗疾病，那么，我们接着会对这种化合物进行分析提纯，并进一步测试其性能和功用，直到最终得到我们所需要的药物。”

  目前，有些先进的筛选方法或许可以加速这一过程。例如，为了发现对抗神经系统疾病的活性物质，贾斯帕的团队中也有来自比利时鲁汶天主教大学的研究人员，这些研究人员已经研发出了新奇的化验斑马鱼的方法。斑马鱼很适合科学家们测试新药，因为它们拥有与人类类似的遗传、生理和药理属性。最重要的是，使用这种鱼意味着筛查更快而且用小样本就可完成。

  最后的一站将是制药公司大规模地研发新药。尽管有些大型制药公司已经不再研制抗体，但有些小公司正在进入这个领域。位于美国麻省的卡毕斯特制药公司的药物研发主管罗纳德·法夸尔对“海洋医药”项目的前景非常乐观。他说：“多样而新奇的环境对于发现新的抗体至关重要。”

  《科技日报》2014.3.2文/刘霞