過去，我們使用的天然藥物幾乎都來自陸地，像青黴素、紫杉醇、奎寧等，它們改寫了醫學史，也拯救了無數生命。但研究的累積也讓科學家意識到一件事：陸地生物能提供的化學組合，其實已經飽和了。於是，尋找新藥的方向開始轉向另一個更巨大的世界—海洋。

海洋生物長期待在高壓、低溫、黑暗與高鹽度的環境中，為了生存會產生一些額外的化學成分。科學家把這些物質稱為「次級代謝物」，這些成分通常具備陸地上少見的特徵，像是鹵素元素，或是多環、螺環等獨特結構。這讓他們擁有高脂溶性、高化學穩定性與強大的膜通透性。

這些特徵讓分子能更容易穿透細胞膜，與疾病靶點結合，並發揮更強的效果。因此，海洋天然物在抗癌、抗菌、抗病毒等領域都展現了巨大潛力，國際上更是有多款新型抗癌藥的靈感，都來自海洋分子。

那麼，四面環海的我們，在海洋新藥探索上做了哪些努力？而這些海中的化合物，又可能變成什麼樣的抗癌藥物呢？

臺灣的海洋藥物研究，可追溯至 1980 到 2000 年初。那是科學家形容為「尋寶時代」的年代。當時對海洋生物的化學成分知之甚少，沒有資料庫、沒有標準化流程，連哪一類生物具有研究價值，都只能靠經驗判斷。研究團隊常搭船出海，手工採集樣本—海綿、軟珊瑚、海藻，甚至泥沙中的微生物，每一份都可能藏著未知化合物。
國立東華大學海洋生物研究所呂美津教授表示：「這段尋寶時代奠定了海洋天然物最早的基礎。許多現今已上市的海洋來源藥物，如 Yondelis（友待凍晶注射劑）、Halaven（賀樂維注射液）、Cytarabine（賽德薩注射液），都是在那個時期首次被找到。」不過，初期的浪漫探索很快就面臨現實挑戰。
最大的問題是「斷貨」。海洋生物受季節、氣候與棲地變動影響巨大，一旦野外樣本不足，研究往往被迫中斷。其次是技術限制，早期儀器解析度有限，許多結構複雜、含量極低的活性分子難以被完整鑑定。再者，捕撈式採集也引發生態壓力，讓研究本身面臨可持續性的疑慮。
在這些限制下，臺灣的研究模式開始轉型：從依賴運氣的探索，走向可長期運作的開發系統。首先被解決的是原料問題：研究團隊建立模仿原生環境的軟珊瑚養殖平台，使重要物種能像農作物一樣量產、穩定供應。從2016年開始至2025年，共建立 180 株可靠培育的品系，其中 29 株已確認具有抗癌活性，成為國內重要的海洋天然物原料庫。
穩定的「量」解決後，下一步是提升「質」。研究者需要理解軟珊瑚在何種環境條件下會產生不同化合物。光照、水溫、營養鹽等因素都會使次級代謝像開關般切換。為增加研究可控性，團隊開始系統性調整養殖環境，使珊瑚能在固定條件下穩定產生目標成分，甚至在特定誘導下提升目標代謝物。當化合物產生具可預測性後，我們才能進一步理解它的詳細構造、進行動物試驗，以及著手改良成更有效的藥物。
而在「量」與「質」皆具備後，研究還需要提高效率。於是資料庫系統被建立起來。過去每發現一種化合物，都需重新分析；現在，研究者能即時比對結構、活性與來源，判斷其是否為新分子、是否值得深入研究，或是否已有前人資料。這不僅提升效率，也避免反覆發現相同天然物。
透過養殖平台、環境調控與資料庫三者串聯，臺灣的海洋天然物研究逐漸從隨機探索，轉變為可持續的工程化流程。真正具有抗癌潛力的活性分子，也因此更有機會邁向新藥開發。

呂美津教授指出，團隊挑選海洋抗癌素材時，遵循一套明確且務實的原則。首先，生物本身必須具備強而有力的「化學防禦」。這代表它在生態系中會依賴化學物質保護自己，體內往往也可能藏有具有藥理活性的分子。其次，候選物種需要具備高度的分子多樣性，化合物類型越豐富，越有機會找到全新結構。最後，也是最現實的條件：材料需能長期取得，最好能透過人工養殖，而不是仰賴野外採集。
在這些條件下，Lobophytum 屬軟珊瑚（俗稱「米粉珊瑚」）脫穎而出，成為研究中的主要物種。這類珊瑚富含西松烷型二萜類化合物（Cembranoid-type Diterpenoids），在乾燥後的重量中可占到約 0.5%。這些分子的種類與結構多變，是牠們抵禦掠食的重要化學武器。過去研究也證實，這群化合物具備抗癌、抗菌、抗發炎與神經保護等多種活性，是極具潛力的新藥來源。
選定物種之後，真正費工的階段才開始。研究團隊會先從種原庫取出少量珊瑚組織進行粗萃，初步測試萃取物是否能抑制癌細胞；若活性明顯，再進行放大培養，累積足夠材料以進行更細緻的分析。研究人員運用有機溶劑萃取、層析與高效能液相層析（HPLC）分離活性成分，再透過質譜（MS）與核磁共振（NMR）確認結構，最後回到各種癌細胞株中檢驗其效果與作用機制。
呂美津教授表示，目前最突出的成果來自粗皮扁軟珊瑚（Lobophytum crassum）（如圖 2）萃取物（LCE）。研究顯示，LCE 會影響癌細胞分裂時所需的結構，並干擾與細胞生長相關的路徑，例如 Topoisomerase II（Topo II），讓癌細胞無法正常複製與擴散。

在體外（in vitro）（註1）試驗中，LCE 對多種前列腺癌細胞（PC3、Du145、LNCaP）展現強烈抑制效果；對血癌細胞（Molt4、K562）同樣有效，能啟動細胞凋亡，使癌細胞停止生長。
在動物實驗（in vivo）（註1）中，研究團隊將人類腫瘤植入小鼠體內，觀察 LCE 是否能抑制腫瘤成長。結果顯示，小鼠腫瘤的體積與重量皆明顯下降，抑制幅度約落在 44% 到 49%；腫瘤細胞的移動與侵襲能力也大幅降低。
呂美津教授表示，這些結果意味著海洋來源的抗癌成分，已從「在實驗室中看到活性」進一步走向「具備進入臨床前研究的條件」，正朝成藥之路邁進。

海洋天然物的應用並不只限於抗癌領域。近年的研究指出，海洋生物能產生許多特殊化學成分，這些物質在不同疾病與應用上都展現出新的可能性。
以褐皮軟珊瑚（Sarcophyton glaucum）（如圖 3）為例，科學家從中分離出多類天然物，具有抗菌能力，也能保護神經細胞。這些分子被視為神經退化性疾病的新候選物質，包含阿茲海默症與帕金森氏症。
2024 年的研究則把焦點放在花環肉質軟珊瑚（Sarcophyton trocheliophorum）（如圖 4）。研究者從中找到肉芝軟珊瑚醇（Sarcotrocheliol）及其膽固醇衍生物（Cholesterol Derivative），對蚊子、家蠅等害蟲具有明顯致死效果。這些化合物有機會成為更環境友善的殺蟲成分來源。

整體來看，海洋的化學多樣性遠比過去認為的更豐富。相關化合物不僅能為抗癌藥物提供新方向，也可能應用於抗生素、神經退化性疾病、公共衛生與環境管理等領域。海洋天然物正在為各種重大疾病與社會問題，提供新的化學工具與研究方向。

註 1：In vivo為拉丁文「在活體內」之意。在科學文獻中，in vivo常指進行於完整且存活的個體內的組織的實驗，以區別在生物體上移除下來的組織或死亡的組織上進行的實驗（對應的拉丁文為in vitro）。