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抵御细菌的"灵丹妙药" 探秘寻找抗生素的北极之旅

时间:2019-09-06 11:09:00 浏览:

在海默汉森号返回港口后,我造访了位于特罗姆瑟的马尔比奥实验室,团队成员正在处理这次航行所采集的数百个样本。他们对每个样本进行筛选以确定其结构信息、元素组成和生物活性,然后根据国际数据库对照检查。他们是否已经在其中找到了一种已知化合物?他们是否已经发现了一种具有新活性的已知化合物?如果是这样的话,他们需要更仔细地进行研究。他们是否发现了一种具有新生物活性的新型化合物?如果是这样的话,他们的工作才刚刚开始。尽管研究人员和新药之间往往存在多年的反复试验,但对于这项工作的价值似乎非常坚定,没有任何疑虑。

自2007年以来,马尔比奥团队参加了一个名为MabCent的项目,花费超过一年的时间从斯瓦尔巴群岛周围的1000多个不同地点采样。他们收集了1200种不同的无脊椎动物和数百种微藻,生物重量总计超过3,000磅。虽然这项研究还没有形成任何商业上可用的药物,但研究小组已经做出了有希望的发现,例如从海洋海绵体中分离出了一种分子,具有与癌症和糖尿病相关的强抗氧化活性。事实上,它的效果已经在小鼠实验中得到了验证。而且逐渐地,Marbio的工作正在帮助缩小搜索范围:例如,他们的样本分析表明,北极无脊椎动物对抗癌化合物具有更大的潜力,并且真菌更可能产生抗生素。

将一种新药推向市场 - 在陆地或海上发现一种新化合物并将其发展成一种准备吞咽的药丸 - 平均花费超过25亿美元,花费大约10年的时间。即使有足够的资金和时间,成功的可能性也很大:在全球范围内开发的用于临床测试的药物中,只有约12%被批准用于商业销售。抗生素价格不高,可能因快速发展的细菌而无法使用,对于喜欢投资于生活方式药物研发的药物制造商而言,是一种高风险投资。糖尿病药物,意味着一生中每天都要服用,比仅在极端情况下服用的抗生素更有利可图。

当我和安德森走下实验室的一个无菌走廊时,她承认新药绝不是解决抗生素危机的最终方案。 “我认为我们通过寻找新的抗生素来解决所有问题的方式过于天真,因为我们知道它最终会对特定的分子物质产生抗药性,”安德森严肃地说,“但我认为我们应该找到新的东西,因为在发展中需要有一些东西作为最后的手段。”

这次航程本身也充满了即兴表演:当外部环境使得船只无法按照既定航线前进时,海默汉森号被迫改变航向,为寻找新的样本而继续前进。我们这次旅行的主要目的是利用夏季对北冰洋的解冻尽可能地抵达最北端。但是当我们到达北纬81.5度,距离既定目标还不到1度时,研究团队寒冷的大风肆虐着整个海洋,目之所至海洋已经被冻成一个冰面。我们站在紫色北极光中的甲板上,目前是一个令人毛骨悚然的风吹雪场,头顶宝石般的光线消失在地平线上。

为了对这里的环境进行取样,科学家们必须站在海浪中摇摆不定的冰面上。研究人员通过一个摇摇晃晃的跳板前往冰面,用手中的铲子保持平衡和。

当他们到达冰面上的一个裂缝时,一些研究人员趴下来,用小刀在冰面上刮着,而另一些研究人员则用铲子敲打着冰块。大约45分钟后,这群人带着水桶和刨冰回来了,准备扔进船上的实验室冰箱保存。我们在极北地区停留的时间依旧是短暂的。船员们一致认为,冰块很快就会包住这条船,使其不可能退到开放水域。那天晚上,海默汉森号掉头转向南方,埃勒特森开始规划一条新的航线。

尽管团队还没有抵达北纬82度,但似乎没有人感到失望。生物勘探的偶然性质和富矿的稀有性通常会降低人们的期望值。

当我们在北冰洋连续航行三天返回挪威大陆后,有一天晚上的餐后喝茶时间,我问微生物学家克拉拉·斯坦斯瓦格(Klara Stensvag),这次旅行是否算得上成功。

斯坦斯瓦格并没有直接回答我的问题。她翻开自己手机的粉色皮革套,手指开始在屏幕上滚动,翻看着一张张照片。最终,她在一张橘红色球状物体的照片上停下来。“这个,”她说,指着物体上像青春痘一样的斑点 ,“我们找了它好几年,最终在熊岛(Bj?rn?ya)一带我们得到了它。”这是一种名为Synoicum pulmonaria的海鞘,以其对细菌的生物活性而闻名,斯坦斯瓦格想要找到它已经很长时间了。该团队在这次航行中只收集了一个,但正如斯坦斯瓦格所说:“即使一个也是好的。”

熊岛这个位于斯瓦尔巴群岛和挪威大陆之间的半岛,并没有列在最初的行程中。只是因为不可预见的外部环境条件,团队才决定在这里停下来。 斯坦斯瓦格凝视着手机上的图像,放大了它,惊叹于自己的运气。 “它感觉就像一个橘子,”她说,回想起潜水员从寒冷的海水中回来的时候,给了她一个小球。

我清楚地了解到,海洋中的任何发现,既需要坚持,又需要运气。在仪表室的一次夜间谈话中,埃勒特森承认:“坦率地说,一次完整的全程巡航可能是一种浪费——但我们事先并不知道会收获什么,所以我们必须继续。”尽管这对于收集样本终归有用,但并不是说每一次旅行都会得到新颖的东西。 “这就像买彩票,你必须一次又一次购买。”

在这次航行的早期,也就是离开朗伊尔城约一周后,我们造访了一个名为Moffen的岛屿,其位于斯瓦尔巴德西北角。这个岛地势平坦,形状像一个日冕,在其中心有一个泻湖,整体看来就像一个漂浮的海滩,几乎没有破坏海洋表面。在18世纪,这个特殊的岛屿是海象屠宰的中心;到20世纪中叶,斯瓦尔巴群岛周围的海象群体几乎濒临灭绝。 1983年,挪威政府将该岛辟为保护区,以便海象能够在此重新安家。

埃勒特森坚持我们都下船上岸。他认为这是一次千载难逢的好机会。此外我们也需要进行锻炼。当24个人登上这座小岛时,就四处分散开来。科学家两人一组对岩石进行研究,或者蹲下来检查飞盘大小的鲸鱼脊椎骨。一小群博士生们检查了一只死鸭的冰冻尸体。在远处,我发现有两个被冲上岸的西伯利亚原木。 埃勒特森催促我们动作快点。但因为我们穿着笨重的救生服,又刚吃完一顿丰盛的挪威午餐,因此这很困难。海风像火车一样呼啸而过,淹没了彼此的谈话声。我们来到一片被海象骨头覆盖的区域,这里在几个世纪以前是屠宰场。骨头上覆盖着软藻,这是我几天以来见过的第一片绿色。

走了大约一个小时后,我们看到三只海象并排躺在一起,就像是停在路边的汽车一样。每个人都会与海象一起自拍,这偶然的相遇让他们兴奋不已。从技术角度讲,研究人员已经下班了,但他们总是对新事物保持兴趣。对他们来说,搜索是永恒的。

“冰上有什么特别的东西,”其中一名博士生在航行初期就这样对我说, “我第一次来到这里,我无法入睡,只是盯着冰面。”每个在北纬80度以上旅行的人似乎都有同样的痴迷感。对许多人来说,北极的巨大虚空中似乎充满了潜在的生物——仍然未知的生物体,尚未达到的极限。那天下午,在海象的家园Moffen,我明白了这个咒语。我们的行程才刚刚过去一般,但我已经错过了整个北冰洋。海洋属于那些在海面下不断游动的生物,而不是暂时浮在其上的我们。但是我知道,在未来某一天,若我期望归来的时候,是期望重新体验那种冰冻的感觉,寻找尚未发现宝藏的感觉。

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