本刊記者 王銀鳳 張欣浪

用“執(zhí)著”書寫生長因子基因新藥壯麗篇章
——記教育部長江學(xué)者特聘教授暨長江創(chuàng)新團(tuán)隊負(fù)責(zé)人李校堃教授

本刊記者 王銀鳳 張欣浪

2009年1月11日，北京人民大會堂氣氛熱烈，2008年度國家科學(xué)技術(shù)大會伴隨著雄壯的國歌聲拉開了帷幕。有一位中年科學(xué)家，在與國家領(lǐng)導(dǎo)人胡錦濤主席握手時，深邃的眼神掩蓋不住眼角激動閃爍的淚光，他就是獲2008年度國家技術(shù)發(fā)明二等獎的第一完成人李校堃教授，其實在這之前李校堃教授已經(jīng)擁有了諸多光環(huán)，諸如教育部長江學(xué)者特聘教授、教育部長江創(chuàng)新團(tuán)隊首席科學(xué)家、“新世紀(jì)百千萬人才“國家級人選等，但此時此刻，為何他顯得如此激動呢，后來他告訴大家“本次獲得國家發(fā)明獎是對從事成纖維細(xì)胞生長因子研究幾代人的工作最好的肯定和認(rèn)同，是近二十年辛勤汗水澆灌的璀璨花朵。作為一個長期專注于成纖維細(xì)胞生長因子領(lǐng)域的學(xué)者，感到由衷的喜悅和激動……”

應(yīng)該說，人類與疾病的斗爭貫穿于人類文明發(fā)展史的全過程，從古老的中草藥到后來的化學(xué)藥，無不在改善人類的健康方面作出了積極的貢獻(xiàn)。而生物制藥作為近幾十年來醫(yī)藥發(fā)展的新方向，由于其作用特異、效果強大、安全性能好等突出優(yōu)點，日益成為了醫(yī)藥科技工作者追逐的焦點。成纖維細(xì)胞生長因子FGF作為眾多生物制藥中的一個重要成員，是一種對來源于中胚層和神經(jīng)外胚層的多種類型細(xì)胞具有廣泛的生物學(xué)活性的重要功能蛋白。在臨床上，F(xiàn)GF對人體的骨骼系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、血液系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)都具有非常重要的作用，具有廣泛的應(yīng)用前景。FGF家族至今已有23個成員，而且這23個家族成員，具有著各自獨特的作用特點和臨床應(yīng)用價值。研究得最多的FGF-1和FGF-2對大面積燒燙傷、難愈性潰瘍等具有極其重要的促愈合作用；而對于骨骼系統(tǒng)，F(xiàn)GF-8可以促進(jìn)生成大量的成骨細(xì)胞、抑制破骨細(xì)胞，治療骨質(zhì)酥松、股骨頭壞死、關(guān)節(jié)炎、風(fēng)濕病和因鈣缺乏導(dǎo)致的疾??；對內(nèi)分泌系統(tǒng)，F(xiàn)GF-19,21,23可以促進(jìn)人體荷爾蒙生長，加強各種酶、荷爾蒙的分泌，增強腎功能，加強水的代謝，幫助體內(nèi)排毒；F-11對于免疫系統(tǒng)，可以刺激胸腺再生，加快淋巴T細(xì)胞、B細(xì)胞、吞噬細(xì)胞的生成，提高免疫功能，吞噬病毒病菌和癌細(xì)胞，治療癌癥和腫瘤；對神經(jīng)系統(tǒng)，F(xiàn)GF-1,10可以加快恢復(fù)神經(jīng)系統(tǒng)功能，促進(jìn)腦神經(jīng)細(xì)胞、樹突生成，逆轉(zhuǎn)腦萎縮，加快深度睡眠，治療老年性癡呆、神經(jīng)衰弱、記憶力減退、神經(jīng)性頭痛……在臨床上，F(xiàn)GF可用于創(chuàng)傷修復(fù)和治療心腦血管疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病等，具有廣泛的應(yīng)用前景。美國FDA已批準(zhǔn)將FGF用于治療冠心病進(jìn)入Ⅱ/Ⅲ期臨床，國外專家預(yù)計FGF在未來十年的全球市場潛力可達(dá)50億美元。

在國外FGF均采用溫控誘導(dǎo)型，表達(dá)產(chǎn)物以不溶的包涵體形式存在，經(jīng)過變性復(fù)性后，導(dǎo)致FGF的活性降低甚至喪失且產(chǎn)量低；同時由于FGF不是糖基化蛋白，易于凝聚沉淀，難提出和保存，另外，F(xiàn)GF存在的穩(wěn)定性和安全性缺陷等尚待解決的問題?；趶V闊的市場前景及FGF開發(fā)中尚待解決的關(guān)鍵工程技術(shù)問題的問題，二十多年來，李校堃教授在生物界如林劍教授等老一輩科學(xué)家的指點下，帶領(lǐng)FGFS科研團(tuán)隊一直專注于成纖維細(xì)胞生長因子的研究并取得了國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)的研究成果及水平。

自上世紀(jì)90年代初以來，科研團(tuán)隊從建立FGFs的E.coli穩(wěn)定表達(dá)體系開始，進(jìn)而建立可溶性高效表達(dá)體系和對FGFs進(jìn)行有效的定點修飾改造，成功實現(xiàn)了FGF產(chǎn)品的三次技術(shù)提升，對國內(nèi)生物醫(yī)藥行業(yè)起到重要的推動和示范作用：早期FGF的來源主要從牛腦垂體中提取，存在提取工藝復(fù)雜、得率低、成本高和難以規(guī)?；苽涓呒兌鹊腇GF蛋白的難題，科研團(tuán)隊在90年代初即以基因工程方法構(gòu)建了重組FGF基因工程菌，采用發(fā)酵方法實現(xiàn)堿性成纖維細(xì)胞生長因子的規(guī)?；a(chǎn)，實現(xiàn)了FGF藥物的第一次技術(shù)提升，在國家“八五攻關(guān)計劃”項目等支持下，于1996年獲得國內(nèi)第一個重組牛堿性成纖維細(xì)胞生長因子rbbFGF一類新藥。在產(chǎn)品應(yīng)用過程中，科研團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)牛源性第一代bFGF可能有免疫原性和誘導(dǎo)免疫排斥反應(yīng)，存在人體順應(yīng)性差的弱點，于是開始克隆人源FGF基因，構(gòu)建穩(wěn)定、高效表達(dá)人FGF的工程菌株，采用高密度發(fā)酵法及改良的二步排阻提純工藝，分離得到純度大于99%的目的蛋白，實現(xiàn)了FGF藥物的第二次技術(shù)提升，成功開發(fā)出第二代人源化bFGF，獲得了重組人堿性成纖維細(xì)胞生長因子rhbFGF一類新藥。后來，科研團(tuán)隊又發(fā)現(xiàn)上述FGF在規(guī)?；a(chǎn)中主要是以包涵體表達(dá)以及FGF蛋白N末端易降解、FGF蛋白易于聚合變性的工藝技術(shù)問題，科研團(tuán)隊遂采取兩種策略：對人源aFGF進(jìn)行遺傳改造，采用N末端遺傳突變的方法，將N末端19個氨基酸刪除，成功構(gòu)建了高效表達(dá)的aFGF135基因工程菌株，實現(xiàn)了可溶性表達(dá)，表達(dá)量達(dá)到20%，在不影響FGF的生物學(xué)活性前提下，三批檢定結(jié)果表明，缺失后重組蛋白的N末端降解和二聚體形成率明顯降低，實現(xiàn)產(chǎn)品的第三次技術(shù)提升！在國家十五863項目等支持下，在2006年再次獲得重組人酸性成纖維細(xì)胞生長因子rhaFGF一類新藥。

二十年的努力，取得了三個國家一類新藥，一舉奠定了李校堃教授的科研團(tuán)隊在國內(nèi)乃至國際上生長因子研究領(lǐng)域的重要地位。

左：李校堃教授向浙江省副省長鄭繼偉和溫州醫(yī)學(xué)院院長瞿佳匯報工作右：李校堃教授與諾貝爾獎獲得者美國加州理工大學(xué)馬庫斯教授合影

在新藥成功開發(fā)的基礎(chǔ)上，科研團(tuán)隊高度重視科研成果的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用，聯(lián)合生產(chǎn)企業(yè)，組織國內(nèi)多家醫(yī)院，首次將FGFs應(yīng)用于臨床創(chuàng)傷、燒傷病人，系統(tǒng)研究了FGF對各類損傷的保護(hù)及修復(fù)效應(yīng)與作用機制，改變了過去單純應(yīng)用傳統(tǒng)藥物通過控制感染促進(jìn)修復(fù)的“被動治療”理念，F(xiàn)GF通過主動修復(fù)方式促使傷口愈合，為創(chuàng)傷修復(fù)提供了新的手段，并提出了“主動修復(fù)”的治療概念。目前FGF已經(jīng)應(yīng)用到燒傷、整形、普外、婦產(chǎn)、皮膚、骨科和五官科等各大科室，為患者提供了快速顯效的主動促愈合新藥，取得了顯著的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

目前，圍繞生長因子基礎(chǔ)和應(yīng)用開發(fā)研究，李校堃教授及其帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊已經(jīng)取得了較為豐碩的成果：他圍繞重組成纖維細(xì)胞生長因子家族(FGFs)開展蛋白藥物的分子設(shè)計、結(jié)構(gòu)修飾、靶點篩選，對FGFs新突變體從分子、細(xì)胞、動物模型水平進(jìn)行系統(tǒng)研究，闡明FGFs促創(chuàng)傷修復(fù)、神經(jīng)保護(hù)及心肌保護(hù)等藥理作用機制。他帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了FGF參與調(diào)控糖尿病并發(fā)癥，也發(fā)現(xiàn)FGF對生殖發(fā)育的影響及調(diào)控新機制，為該類藥物廣泛應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，發(fā)表了有關(guān)生長因子方面的論文200余篇，其中SCI收錄的有120篇，包括PNAS，JACC，BLOOD等國際著名學(xué)術(shù)刊物；圍繞工程技術(shù)研究，申請了42項發(fā)明專利，獲得授權(quán)9項；承擔(dān)了一大批國家863、國家新藥創(chuàng)制、國家科技攻關(guān)等科技項目；相關(guān)科研成果先后獲得2009年度國家技術(shù)發(fā)明二等獎、2008年度中華醫(yī)學(xué)科技一等獎、2007年度中國藥學(xué)會科學(xué)技術(shù)一等獎、2004年度國家科技進(jìn)步二等獎等重大獎項。

在開展科研工作的同時，李校堃教授高度重視產(chǎn)學(xué)研有效結(jié)合的發(fā)展模式，先后將所承擔(dān)完成的科研成果與企業(yè)進(jìn)行了捆綁式合作，孵化了三個國家發(fā)改委高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)示范基地、推動了三家企業(yè)分別在境內(nèi)外上市，為社會創(chuàng)造了巨大的財富，為推動我國生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作出了積極的貢獻(xiàn)。

科學(xué)研究永遠(yuǎn)是一個無止境的旅程，為了保持國家領(lǐng)先，李校堃教授圍繞生長因子研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化仍在繼續(xù)著充滿挑戰(zhàn)和希望的征程：

1、與美國紐約大學(xué)國際FGF權(quán)威MOOSA團(tuán)隊合作，開展生長因子家族新成員FGF-9,FGF-19,FGF-21,FGF-23的結(jié)構(gòu)分析和構(gòu)效研究，該研究不僅會在基礎(chǔ)理論領(lǐng)域產(chǎn)生諸多創(chuàng)造性成果，還將為創(chuàng)新藥物開發(fā)提供重要的理論依據(jù)，進(jìn)而為我國乃至國際上創(chuàng)造更多高效安全的基因工程新藥。

2、與美國哈佛大學(xué)和路易斯維爾大學(xué)共同圍繞生長因子新成員FGF-21在糖尿病方面的治療作用及機制研究。

3、團(tuán)隊正在開展FGF-2治療心肌梗死后血管修復(fù)的研究，及神經(jīng)修復(fù)機新方向。并不斷進(jìn)行新的藥理機制的研究。

4、利用生長因子抗體（FGF-Atibody）對腫瘤靶向親和，研究新型的人源化的單克隆抗體融合蛋白治療膀胱癌及前列腺腫瘤。

5、與國家跨國醫(yī)藥公司合作進(jìn)行FGF受體特異性小分子拮抗劑的研究。篩選更好的作用更獨特的靶點。

6、利用噬菌體展示技術(shù)篩選具有特異活性的小肽（P7，P9）達(dá)到高效藥理作用的新藥。

另外，目前以李校堃科研團(tuán)隊的現(xiàn)有科研項目為支撐，通過與地方政府和資本嫁接，成功組建了格魯斯特產(chǎn)業(yè)平臺，開創(chuàng)了地方民營資本進(jìn)入生物醫(yī)藥高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的先河，同時，也加速了科研成果向生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化的速度。

李教授團(tuán)隊研究開發(fā)的外用重組牛堿性成纖維細(xì)胞生長因子rbbFGF分別在珠海億勝和長春長生產(chǎn)業(yè)化，其系列產(chǎn)品“貝復(fù)舒”、“貝復(fù)濟(jì)”以及“見林”已上市多年。外用重組人堿成纖維細(xì)胞生長因子(rhbFGF)在南海朗肽制藥有限公司產(chǎn)業(yè)化，其產(chǎn)品“蓋扶”于2004年上市。外用凍干重組人酸性成纖維細(xì)胞生長因子（rhaFGF）已獲得新藥證書，于2006年在上海萬興生物制藥有限公司實施產(chǎn)業(yè)化。其中, rbbFGF和rhbFGF新藥產(chǎn)業(yè)化項目分別于2002年和2005年被國家發(fā)改委列入高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程項目。由此項目支持和孵化的企業(yè)珠海億勝、長春長生、上海萬興三家企業(yè)在分別在香港、國內(nèi)和新加坡上市，在資本市場得到融資，進(jìn)一步推動了FGF新藥的國際化應(yīng)用。此外，以FGF為活性功能原料，研制開發(fā)的用于醫(yī)學(xué)美容與整形外科保健產(chǎn)品“細(xì)胞活能bFGF”、“肽能細(xì)胞調(diào)控因子aFGF”等，憑借其良好的修復(fù)效果及優(yōu)良的品質(zhì)，深受廣大顧客的青睞，市場反響十分熱烈，銷售額已超過十億元人民幣。

李校堃教授通過三個新藥的研發(fā)，帶動了教育部和國家基因工程藥物工程中心的建設(shè)，摸索出產(chǎn)、學(xué)、研有機結(jié)合的產(chǎn)業(yè)化道路，在李教授的帶領(lǐng)下，科研團(tuán)隊先后建立了教育部生物反應(yīng)器與藥物開發(fā)工程研究中心、浙江省生物技術(shù)制藥工程重點實驗室等高水平研發(fā)平臺，而這些平臺的建立對于核心技術(shù)服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)、縮小我國在生物醫(yī)藥領(lǐng)域與發(fā)達(dá)國家的差距方面都作出了重要的貢獻(xiàn)。

李校堃教授利用科研國際制高點的資源將科研工作與教學(xué)相結(jié)合，給生物技術(shù)藥物專業(yè)本科生的教學(xué)帶來活力，創(chuàng)造了產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的應(yīng)用式藥學(xué)教學(xué)模式，獲浙江省教學(xué)成果一獎，李校堃教授指導(dǎo)的本科生在創(chuàng)業(yè)大賽中取得國家級二等獎，并獲得生物制藥國家級精品課。

李教授的出色工作吸引了一批國內(nèi)外知名的藥物研究及開發(fā)學(xué)者和工程師加盟科研團(tuán)隊，在生物制藥研發(fā)過程中，已經(jīng)培養(yǎng)了一批學(xué)術(shù)水平高、戰(zhàn)斗力強的人才隊伍，現(xiàn)擁有教育部長江學(xué)者1人、國家百千萬人才1人、教育部跨世紀(jì)優(yōu)秀人才2人、省有突出貢獻(xiàn)中青年專家2人，另外，生物制藥團(tuán)隊有高級職稱20人，博士后10人，博士20人，碩士30人，其他人員20人，包括基因工程技術(shù)、藥學(xué)、藥理學(xué)、中試工藝、生產(chǎn)放大等方面的人才。還有30多名在讀博士、碩士研究生正在從事這方面的研究。另外，科研團(tuán)隊還和眾多生物醫(yī)藥企業(yè)建立了廣泛而深入的合作，有力地推進(jìn)了生物制藥學(xué)科在基礎(chǔ)和應(yīng)用領(lǐng)域的雙跨越式發(fā)展。

對于已取得的成績，李教授說到：對于我們團(tuán)隊盡管在世界上首次獲得對糖尿病潰瘍、創(chuàng)傷、燒傷的外用FGF一類新藥，但目前也有國外公司在針對心腦血管疾病適應(yīng)癥開發(fā)的FGF產(chǎn)品走在了世界前列，我們必須依靠對于FGF產(chǎn)品在技術(shù)工藝改造方面的優(yōu)勢，繼續(xù)在心腦血管疾病適應(yīng)癥上開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的FGF新藥，爭取國際前沿水平。在21世紀(jì)基因工程飛速發(fā)展的今天，我們有足夠的理由相信，李校堃教授一定會在其“鐘愛”的生長因子領(lǐng)域創(chuàng)造更多的針對困擾人類健康的糖尿病，心臟病，腫瘤疾病的特異性治療藥物，為我國生物醫(yī)藥早日走在國際前列做出貢獻(xiàn)！

上：李校堃教授與中共溫州市委書記邵占維、溫州醫(yī)學(xué)院院長瞿佳等合影下左：李校堃教授給研究生授課下右：李校堃教授參加2010年3月在美國舉行的高登會議與全體專家合影