唐鳳 仇夢斐 王晨
覆蓋地球表面四分之三的“藍色領(lǐng)土”,是一片幽深而富饒的神秘世界。壯美遼闊的海洋不僅給予人類寶貴的物資財富,也給了史大永無盡的研究資源。
中國科學院海洋研究所研究員、“萬人計劃”青年拔尖人才史大永的研究“伙伴”正是種類繁多的海洋生物?!昂Q笾谐錆M了古老而又神奇的生物,這些生物會在時間的推移中慢慢進化出令人驚奇的特點?!笔反笥勒f。
致力于海洋藥物和生物制品研究的史大永有著溫和謙虛的笑容,已經(jīng)擁有諸多榮譽和頭銜的他只把自己的工作簡單地概括成“4個1”:一個生物活性信息庫、一個苗頭化合物、一個抗糖尿病候選藥物和一個海洋生物制品。
但這看似簡單的“4個1”,不僅包含了數(shù)個國內(nèi)第一,而且達到了世界先進水平,而這背后與史大永團隊孜孜不倦地刻苦攻關(guān)是分不開的。
“4個1”
史大永提到,海洋環(huán)境與陸地環(huán)境有極大的區(qū)別,海水高鹽低溫低氧,新生境容易產(chǎn)生新物種,而新物種在海洋環(huán)境中又會產(chǎn)生新結(jié)構(gòu)代謝物,新結(jié)構(gòu)化合物通常具有新活性,這也是該團隊選擇研究海洋天然產(chǎn)物的原因。
針對極具海洋特色的鹵代化合物,史大永團隊開展了13種海藻活性成分的分離、鑒定與結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究,發(fā)現(xiàn)512個單體化合物(包括101個溴系化合物),化學合成獲得574個溴系化合物,其中新化合物454個,構(gòu)建了溴系化合物生物活性信息庫(共600余種,其中新化合物555種,本課題組分離與合成溴系化合物占國際上此類化合物總數(shù)的56%),為海洋創(chuàng)新藥物的研制提供了源頭化合物。
“鹵代化合物非常具有海洋特色,而且在成藥性上,相比其他結(jié)構(gòu)更易成藥,例如萬古霉素、金霉素等鹵代藥物被廣泛用于臨床,海洋鹵代化合物極具新藥開發(fā)潛力。我們構(gòu)建信息庫希望能篩選出更多具有藥用前景的化合物?!笔反笥勒f。
史大永團隊還計劃在此基礎(chǔ)上,開展智慧海洋鹵代活性物質(zhì)利用工程研究,構(gòu)建海洋鹵代活性物質(zhì)研發(fā)的“121”工程,即1個體系(建立鹵代物利用體系),2個信息庫(建設(shè)鹵代物生物來源種質(zhì)資源庫、海洋鹵代活性化合物庫),1個服務平臺(構(gòu)建鹵代海洋藥物研究與開發(fā)平臺)。
此外,該團隊獲得了一個以eIF4E為靶點的抗腫瘤苗頭化合物。實驗顯示,該化合物不僅在體外表現(xiàn)出很好的活性,在體內(nèi)也具有很好的抑制腫瘤效果。
一開始,史大永團隊通過實驗室模型發(fā)現(xiàn)一種苗頭化合物針對腫瘤細胞有很好的細胞毒活性,之后就通過酶以及細胞學實驗,發(fā)現(xiàn)它針對eIF4E靶點具有一定的抑制活性?!拔覀兊玫竭@個發(fā)現(xiàn)后十分興奮,因為目前市面上還沒有針對eIF4E靶點的藥物?!彼f。
而該團隊研發(fā)的另一個候選藥物適應癥為Ⅱ型糖尿病。糖尿病己成為當今嚴重威脅人類健康的世界性公共衛(wèi)生問題。蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)是胰島素信號轉(zhuǎn)導通路中的重要負性調(diào)控因子,已成為治療Ⅱ型糖尿病的極具吸引力的靶點。PTP1B抑制劑是研發(fā)降糖藥物的重要方向。
在“十一五”國家“863”項目和重大新藥創(chuàng)制支持下,該團隊對溴系化合物庫進行酶水平、細胞水平的體外活性篩選,發(fā)現(xiàn)具有顯著PTP1B酶抑制活性的化合物12種。其中,以天然溴化物BPN為先導,經(jīng)結(jié)構(gòu)修飾得到的化合物海普諾(HPN),不僅結(jié)構(gòu)新穎,而且對PTP1B具有更強的抑制活性。
小鼠實驗顯示,HPN效果優(yōu)于臨床一線用藥二甲雙胍,且毒性較低,代表了一類全新的、口服有效的小分子,可用于治療Ⅱ型糖尿病。該化合物已授權(quán)國際PCT專利1項(美國)、國家發(fā)明專利12項。
最后,史大永團隊還開發(fā)出具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的海藻多糖藥用空心膠囊,獲得了3項國家CFDA藥“準”字生產(chǎn)批件,并成功實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,建立了國內(nèi)首條植物膠囊全自動生產(chǎn)線。
“海藻多糖藥用空心膠囊,也就是感冒膠囊的外殼,通常來源于動物的明膠,而我們以海藻多糖以及膳食纖維為原料,通過二次回熔以及原料配伍技術(shù),最后原創(chuàng)性獲得了海藻多糖藥用空心膠囊。”史大永說。
史大永提到,植物膠囊與動物膠囊相比具有諸多優(yōu)點:第一,動物明膠易與含醛基的藥物發(fā)生交聯(lián)反應;第二,動物明膠易發(fā)生吸濕反應;第三,動物膠囊安全性差,存在動物源傳染病的風險。而且,大多動物明膠來源于豬牛的骨以及皮,存在穆斯林銷售障礙,而植物膠囊則克服了上述問題。
基于這些成果,史大永團隊發(fā)表SCI論文38篇,授權(quán)國際PCT專利1項,授權(quán)發(fā)明專利26項,參與出版專著2部。獲得山東省科技進步二等獎兩項、國家海洋局創(chuàng)新成果二等獎兩項、青島市科技進步一等獎一項。
科技是第一生產(chǎn)力
2018年1月3日,國務院正式批復《山東新舊動能轉(zhuǎn)換綜合試驗區(qū)建設(shè)總體方案》,以期在這個與全國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)高度相似的省份探索行之有效的新舊動能轉(zhuǎn)換之路。
根據(jù)規(guī)劃,山東省將壯大發(fā)展新一代信息技術(shù)、高端裝備、新能源新材料、現(xiàn)代海洋、醫(yī)養(yǎng)健康等五大新興產(chǎn)業(yè),提升發(fā)展高端化工、現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)、文化創(chuàng)意、精品旅游、現(xiàn)代金融服務等五大優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。
“科技是第一生產(chǎn)力,這句話看似簡單做起來卻非常困難,如何讓科技真正在生產(chǎn)生活中發(fā)揮應有的作用?結(jié)合當下與美國的貿(mào)易糾紛以及對中興芯片封鎖七年等,這些對我們科研人員都很有觸動,目前有很多高端技術(shù)還掌握在外國人手中,我們的科技實力還需要提升?!笔反笥勒f。這也是山東省提出新舊動能轉(zhuǎn)換的原因之一。
無疑,在新與舊的轉(zhuǎn)化中,最關(guān)鍵的要素就是科技,科技如何實現(xiàn)舊生產(chǎn)力向新生產(chǎn)力促進、如何弄清和攻克企業(yè)真正亟須解決的技術(shù)難題、如何把基礎(chǔ)研究的科技力量轉(zhuǎn)化到生產(chǎn)里,這些問題激勵著史大永不斷探索。
史大永提到,以藥物為例,目前中國大多數(shù)藥企都在做仿制藥,這樣一來利潤大部分都流到了外企,巨大的風險和漫長的周期,讓很多企業(yè)止步不前不愿意去做原創(chuàng)藥。
“要解決這些問題,我們應當重視全鏈條式的研發(fā),科研單位、企業(yè)、風投以及政府,應攜手共同促進,新舊動能轉(zhuǎn)換更需要的還是原創(chuàng)技術(shù),目前階段我們不需要走得更快,但應有戰(zhàn)略的眼光,要走得更遠?!笔反笥勒f。
史大永相信,任何一個學科的發(fā)展都需要積累,達到一定的積累后就會發(fā)生從量到質(zhì)的突變,藥物開發(fā)也是這樣的。“現(xiàn)在,我們需要了解企業(yè)有哪些技術(shù)難題亟須解決,科研人員有責任和義務去幫助企業(yè)攻克技術(shù)難題,這樣才能有的放矢?!?/p>
做科研是很枯燥的事情,史大永常常鼓勵團隊要耐得住寂寞,同時還要有沖勁兒?!耙欢ㄒ獔猿?,做科研很忌諱追熱點,最重要的還是要沉下心來,做到精,做到深?!彼f。
(本文轉(zhuǎn)自《中國科學報》)