□ 魯長(zhǎng)國(guó)
專家簡(jiǎn)介:
李士明,黃岡師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院教授,湖北省“百人計(jì)劃”、楚天學(xué)者特聘教授,美國(guó)新澤西州羅格斯大學(xué)食品科學(xué)系客座教授,F(xiàn)ood Science and Human Wellness雜志科學(xué)主編。在美國(guó)羅格斯大學(xué),他取得博士學(xué)位并持續(xù)開展了博士后研究,而后任職于美國(guó)強(qiáng)生公司、瑞士羅氏美國(guó)分部、美國(guó)萬(wàn)勁公司,具有豐富的醫(yī)藥研究與開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。其致力于天然植物營(yíng)養(yǎng)保健品、功能食品及醫(yī)用食品的研究與產(chǎn)品開發(fā)多年,在藥食兩用植物活性化合物的萃取、分離、鑒定和生物活性以及天然產(chǎn)物研究和西藥研發(fā)等方面卓有建樹。先后于該領(lǐng)域核心刊物發(fā)表SCI文章百余篇,申請(qǐng)專利30多項(xiàng),其中包括已獲授權(quán)的中國(guó)、美國(guó)、日本專利。
從青蒿中擷取的青蒿素,經(jīng)系列研究與臨床實(shí)驗(yàn),被公認(rèn)為治療瘧疾的強(qiáng)有效藥品;在姜科植物中,作為食品著色劑和酸堿指示劑普遍存在的姜黃素,同時(shí)還有抗炎、抗氧化等藥理功能;紫杉醇,可由紅豆杉植物體內(nèi)提取,也可采用半合成法獲得,是目前已發(fā)現(xiàn)的最優(yōu)秀的天然抗癌藥物,在臨床上已經(jīng)廣泛用于乳腺癌、卵巢癌和部分頭頸癌的治療……天然植物從不匱乏珍貴之處待人發(fā)掘,一種化學(xué)成分、一類活性物質(zhì),極有可能助力未來功能性食品、保健品、特殊醫(yī)療食品乃至藥物的穩(wěn)健發(fā)展。
在譜寫食品、醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展宏圖的過程中,還需要有人從研發(fā)源頭、轉(zhuǎn)化應(yīng)用等多角度出發(fā)。既擁有扎實(shí)的基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí),又能夠打磨概念,為理論和市場(chǎng)架接橋梁,從業(yè)30余年,李士明積累了豐厚的藥物化學(xué)、天然產(chǎn)物化學(xué)等學(xué)科經(jīng)驗(yàn),能夠熟練地將理論用于解決實(shí)際問題。與此同時(shí),得益于在美國(guó)強(qiáng)生制藥公司和瑞士羅氏制藥的參研經(jīng)歷,他熟練掌握西藥研發(fā)的概念邏輯,促使西藥的藥物化學(xué)知識(shí)、思維方式合理應(yīng)用于天然植物藥的研發(fā)。
“我所做的不是純粹的基礎(chǔ)科學(xué)研究,也不是專門為企業(yè)產(chǎn)品投入市場(chǎng)的開發(fā)。介于二者之間,我研究的最終目的是把科學(xué)成果轉(zhuǎn)化為商品,讓它們更加科學(xué)、安全地服務(wù)于老百姓?!币恢币詠恚鎸?duì)科學(xué)研究與宣稱具有科技含量的產(chǎn)品生產(chǎn)之間嚴(yán)重脫節(jié)等境況,李士明認(rèn)定并始終堅(jiān)持:科學(xué)研究勢(shì)必為大眾服務(wù),科學(xué)立項(xiàng)必定對(duì)社會(huì)有所貢獻(xiàn)。
功能性食品最先誕生于20世紀(jì)80年代的日本??茖W(xué)技術(shù)水平的提升,使多種疾病的發(fā)病機(jī)制、對(duì)人體有增益效果的食品成分被逐漸闡明,進(jìn)而建立了疾病預(yù)防、治療同食品種類及劑量、品質(zhì)等因果關(guān)系的對(duì)應(yīng)體系。漸漸地,有人開始想方設(shè)法在飲食上做文章,利用食品的生理調(diào)節(jié)功能催生出功能性食品、保健品、特殊醫(yī)療食品等產(chǎn)業(yè),從某種程度上改善了人們的身體健康素質(zhì),降低了部分醫(yī)療費(fèi)用開支。
縱觀我國(guó)天然產(chǎn)物開發(fā)及功能性食品的研究,李士明表示,不論是概念還是市場(chǎng),我們?nèi)蕴幱诔跫?jí)階段?!皵?shù)據(jù)顯示,2003年以前,西藥制劑銷售額的增長(zhǎng)勢(shì)頭迅猛。2003年至今,西藥制劑發(fā)展速度放緩,公共食品行業(yè)日益崛起,尤其是功能性食品迅速占領(lǐng)了市場(chǎng)。”
而今走進(jìn)任何一家超市,瀏覽購(gòu)物網(wǎng)站,層出不窮的功能性食品都能讓人眼花繚亂。蛋白粉、能量飲品、含益生菌食品、維生素水……這些產(chǎn)品均宣稱富含營(yíng)養(yǎng)成分、植物提取物或膳食補(bǔ)充劑等,標(biāo)榜對(duì)人體發(fā)揮積極影響。近年來,宣傳力度不斷加大,功能性食品的市場(chǎng)需求進(jìn)一步激增,與之相對(duì)應(yīng)的法律法規(guī)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和管理措施卻尚未得到及時(shí)的規(guī)范。
李士明明確指出,國(guó)內(nèi)的功能性食品產(chǎn)業(yè)需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究提供理論指導(dǎo),相關(guān)機(jī)構(gòu)同樣需要清晰的研究完善行業(yè)制度。與此同時(shí),投身功能性食品的研究、產(chǎn)品開發(fā)和質(zhì)量控制,接下來他還要做些不一樣的研究?!澳壳笆忻娴墓δ苄援a(chǎn)品目的無外乎健身或者預(yù)防疾病的發(fā)生。從其他角度而言,我們現(xiàn)在沒有意識(shí)到要用它替代藥品,配合醫(yī)療手段治療疾病。我希望通過科學(xué)研究做一些真正意義上的‘保健品’?!?/p>
到德國(guó)里根斯堡大學(xué)參加國(guó)際運(yùn)動(dòng)與營(yíng)養(yǎng)協(xié)會(huì)年會(huì)
21世紀(jì)以來,我國(guó)人口老齡化不斷加劇,人們對(duì)自身健康狀況的擔(dān)心直接反映在日益增長(zhǎng)的醫(yī)療費(fèi)用以及消費(fèi)者對(duì)飲食與健康之間聯(lián)系的關(guān)注度上。然而,傳統(tǒng)的西藥制劑或多或少含有毒性,且成本高昂,部分藥物對(duì)人體的抗藥性機(jī)制并不明確。為了尋找純天然、無毒副作用的成分,人們的目光自然而然被號(hào)稱營(yíng)養(yǎng)豐富的食品和飲料所吸引,即便其中摻雜著不少夸大乃至虛假的宣傳成分。
“目前市場(chǎng)上的保健品宣傳過分夸大了藥效,導(dǎo)致研究與產(chǎn)品脫節(jié),并沒有實(shí)際的檢測(cè)與跟蹤標(biāo)準(zhǔn)。因此草藥、保健品等功能食品的化學(xué)成分與生物活性的檢測(cè)至關(guān)重要,是不能缺少的?!弊鳛槭状翁岢龌瘜W(xué)成分和生物活性一致性的科學(xué)研究人員,融合中外藥理研究知識(shí)及經(jīng)驗(yàn),李士明采用西藥的化合物與藥性、毒理一一對(duì)照的辦法,研究并開發(fā)草藥、保健品等功能性食品。在此過程中,他強(qiáng)調(diào),明確闡釋產(chǎn)品成分和其所發(fā)揮作用關(guān)系的重要性不可忽視,“例如產(chǎn)品有哪些化學(xué)成分?每種化合物含量多少,以及與這些化合物相對(duì)應(yīng)的生物活性是什么?它們有沒有毒副作用……”對(duì)于任何一項(xiàng)產(chǎn)品,李士明總會(huì)有諸多疑問。
一般而言,化學(xué)研究方面存在一定的精確鑒定方法,生物研究層面也有與之對(duì)應(yīng)的生物檢測(cè)方法,進(jìn)而檢測(cè)生物活性(細(xì)胞實(shí)驗(yàn)、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、人體實(shí)驗(yàn))的一致性。以深海魚油為例,李士明進(jìn)行了詳盡的解釋:“深海魚油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是兩個(gè)不飽和脂肪酸(DHA和EPA)的含量,其生物活性即保健作用。消費(fèi)者選擇魚油產(chǎn)品時(shí)應(yīng)該根據(jù)DHA和EPA的含量,而不是每粒魚油的總重量。相同的邏輯思維應(yīng)用到其他天然產(chǎn)物、保健品中也是一樣的,質(zhì)量與藥效、劑量都與發(fā)揮作用的活性成分有關(guān)?!?/p>
通過普及功能性食品的有效研究成果,李士明要給予消費(fèi)者正確的判斷、選擇方法,同時(shí)為國(guó)家監(jiān)管措施的實(shí)行提供客觀的科學(xué)依據(jù)。他還倡導(dǎo)國(guó)內(nèi)的科學(xué)研究、市場(chǎng)生產(chǎn)及新聞媒體有意識(shí)地引導(dǎo)消費(fèi)者,宣傳正確的食品理念,從而在社會(huì)上形成自覺的行業(yè)監(jiān)管模式,使虛、假、差的產(chǎn)品無處遁形,進(jìn)而整體提升保健品、草藥市場(chǎng)的信譽(yù)和誠(chéng)信度。
2007年8月,在美國(guó)波士頓的美國(guó)化學(xué)年會(huì)上,一篇關(guān)于茶多酚抑制高果糖玉米糖漿碳酸飲料中的活性羰基化合物等報(bào)告在世界范圍內(nèi)被轉(zhuǎn)播,李士明正是該報(bào)告的主要作者之一。3年后的同一時(shí)間,李士明在相同的會(huì)議上作了關(guān)于茶的營(yíng)養(yǎng)保健與茶飲料的報(bào)告。報(bào)告內(nèi)容被美國(guó)、法國(guó)、加拿大等多個(gè)國(guó)家媒體競(jìng)相報(bào)道,李士明與此同時(shí)也收到了數(shù)家雜志的撰稿邀請(qǐng)。
與茶結(jié)緣,將茶視作研究的重點(diǎn)范疇,身赴海外工作多年的李士明與祖國(guó)傳統(tǒng)文化的距離無形中拉近了。
出生于全國(guó)中藥材集散地,也是如今全世界的中藥材集散地之一——河北省安國(guó)縣,李士明在藥材味道的浸潤(rùn)下成長(zhǎng),并與天然產(chǎn)物、醫(yī)藥食品等化學(xué)成分和生物活性之間產(chǎn)生了斬不斷的聯(lián)系。在國(guó)內(nèi)扎實(shí)了化學(xué)研究基礎(chǔ),出于自身學(xué)習(xí)的需求,他前往美國(guó)深造并展開工作。那段時(shí)間,他快速地汲取專業(yè)學(xué)科營(yíng)養(yǎng),越發(fā)明白了中西方研究藥物的思維差異,清楚了擴(kuò)寬知識(shí)面和跨領(lǐng)域鉆研的重要意義?!八幬锖褪称返拈_發(fā)需要多學(xué)科背景,可以不專業(yè)但必須要了解?!?/p>
一個(gè)偶然的機(jī)會(huì),在導(dǎo)師的引導(dǎo)下,李士明接觸到茶文化?!安杵鹪从谥袊?guó),現(xiàn)今遍布于全世界,大多數(shù)人喜歡茶,也了解一定的茶文化。我對(duì)茶的研究很多,成果也不在少數(shù)。例如,茶能夠抗氧化,高效清除活性氧化合物、活性自由基、活性羰基化合物;能夠調(diào)節(jié)腸道菌群使腸道益生菌含量和活性升高;能夠消除慢性炎癥;增強(qiáng)免疫的同時(shí)抗癌活性也很高。但是眾多研究中,大部分缺少茶的化學(xué)成分與生物活性的關(guān)系?!睘榇?,李士明將茶所含植物化學(xué)成分與生物活性直接聯(lián)系起來,提出了其生物活性與化學(xué)成分密不可分的觀點(diǎn):研究茶的活性必須指出其所含化學(xué)成分;反之亦然,即茶的化學(xué)成分的種類、含量多少等直接影響它的生物活性。
實(shí)驗(yàn)室儀器,可用來檢測(cè)大部分的藥品、保健品中活性物質(zhì)的成分和含量。
具體到紅茶的研究中,他針對(duì)紅茶成分和茶黃素的分析分離、高效率高含量生成及工業(yè)產(chǎn)業(yè)化展開工作,圍繞茶黃素的標(biāo)準(zhǔn)化、生物活性及在人類健康中的應(yīng)用(保健食品、特殊醫(yī)療食品、功能性健康飲料和運(yùn)動(dòng)型飲料)等進(jìn)一步深化研發(fā),從理論分析到市場(chǎng)調(diào)研,由實(shí)踐成果檢驗(yàn)至應(yīng)用生產(chǎn)指導(dǎo),李士明實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)創(chuàng)新成果的發(fā)展,各項(xiàng)成果皆達(dá)到國(guó)際前沿水平。
如果說茶研究拉近了李士明與故土的距離,那么陳皮研究則是他貼近中草藥研究的一大跨步。陳皮是橘皮干燥成熟的狀態(tài),被普遍認(rèn)為具有理氣健脾、燥濕化痰的藥理功能。同日本橘皮研究所合作多年,李士明對(duì)橘皮抗癌的生物機(jī)理和產(chǎn)品開發(fā)表現(xiàn)出濃厚的興趣。早期在前人的橘皮研究基礎(chǔ)上,他對(duì)橘皮進(jìn)行了深入的探索,且因創(chuàng)新性發(fā)現(xiàn)為自身科研贏得更多寶貴的時(shí)間。原本4~6年的學(xué)業(yè)深造時(shí)長(zhǎng),李士明憑借自己的努力與優(yōu)越的研究成果,僅用兩年半的時(shí)間便博士畢業(yè)。得益于此,他也有了更多自由的時(shí)間去廣闊的空間施展、踐行自己的想法。
2013年對(duì)李士明而言是格外特殊的。一次偶然的機(jī)會(huì),他在李時(shí)珍的故鄉(xiāng)——黃岡遇到一批志同道合、治學(xué)樸實(shí)的科學(xué)研究從業(yè)者。李士明對(duì)中草藥研究葆有熱情,且在國(guó)外從事西藥研發(fā)的過程中越演越烈,在黃岡學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的幾番盛情下,他響應(yīng)湖北省教育廳發(fā)起的“楚天學(xué)者計(jì)劃”,于2013年正式擔(dān)任楚天學(xué)者特聘教授。
“自小的生長(zhǎng)環(huán)境一直告訴我,真正的資源和中草藥財(cái)富在國(guó)內(nèi),一直以來,我也期待著在國(guó)內(nèi)開發(fā)中草藥的機(jī)會(huì)?!崩钍棵髡f。在2014年湖北省“百人計(jì)劃”的牽引下,他決定扎根黃岡師范學(xué)院,將研究重心從國(guó)外全面轉(zhuǎn)移到國(guó)內(nèi),借助地域優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步加大對(duì)陳皮的研究力度。在國(guó)家自然科學(xué)基金的項(xiàng)目資助下,李士明面向“陳皮黃酮抑制腸道菌群TMAO生成及預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化機(jī)理研究”開展工作,旨在對(duì)桔皮黃酮的分離、鑒定、生物活性檢測(cè)、代謝及藥物動(dòng)力學(xué)研究有所突破。
值得一提的是,他們的桔皮陳化前后化學(xué)物質(zhì)種類及含量的變化、與之對(duì)應(yīng)的生物活性和加速陳化的研究,在國(guó)內(nèi)外均屬首例。“以前對(duì)桔皮黃酮的認(rèn)識(shí)停留在混合物,與其他上萬(wàn)種黃酮等同。這一次,我親自分離出10多個(gè)橘皮黃酮單體,例如大量的陳皮素、川陳皮素,尤其是七多甲氧基黃酮,5-去甲基多甲氧基黃酮。”在李士明的介紹中不難了解,此次分離的部分黃酮單體實(shí)現(xiàn)了國(guó)際上的首次和大量分離,促進(jìn)了后續(xù)研究的有的放矢及完善?!敖燮ざ嗉籽趸S酮的生物活性,包括細(xì)胞實(shí)驗(yàn)、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、人體實(shí)驗(yàn)。在植物化學(xué)和天然產(chǎn)物與藥物活性的研究中,我們希望建立一個(gè)新的研究領(lǐng)域,開發(fā)產(chǎn)品的潛力,為中草藥的深化研究開創(chuàng)出一條道路?!?/p>
桔皮研究和產(chǎn)品開發(fā)中,李士明團(tuán)隊(duì)針對(duì)桔皮黃酮的分離合成、藥物化學(xué)、桔皮陳化機(jī)理研究和生物活性,以及其在人類健康中的應(yīng)用等開展系列攻關(guān)。切實(shí)結(jié)合市場(chǎng)需要,他們用國(guó)際前沿的研發(fā)水平助推抗癌藥品、輔助抗癌藥、保健食品、特殊醫(yī)療食品、功能性健康飲料等多領(lǐng)域的發(fā)展。
2017年,憑借與一線抗癌藥物——紫杉醇的結(jié)合用藥治療肺癌,李士明團(tuán)隊(duì)得到極大的認(rèn)可,快速獲得了美國(guó)授權(quán)專利。此外,他們所申報(bào)的國(guó)家自然科學(xué)基金和湖北省對(duì)外科技合作基金項(xiàng)目順利獲得批準(zhǔn),近年來的系列成果也受到多家企業(yè)的青睞。
李士明說,選擇回國(guó)便要帶領(lǐng)大家做些實(shí)實(shí)在在的事情?!拔覀儗W(xué)校地處大別山山區(qū),硬件條件相對(duì)較差,但不論是教師還是學(xué)生都有一種寶貴的品質(zhì)。他們肯學(xué)肯干,我認(rèn)為這是最重要的?!?/p>
回國(guó)5年,李士明在湖北省人才引進(jìn)、學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下放開手腳,迅速組建學(xué)科專業(yè)團(tuán)隊(duì),搭建科研技術(shù)平臺(tái)。這一點(diǎn)從他們不斷涌現(xiàn)的杰出成果可見一斑。緊跟世界潮流,在充分考察人體腸道菌群與健康、疾病的潛在聯(lián)系后,李士明團(tuán)隊(duì)研究并證實(shí)陳皮能夠調(diào)節(jié)腸道菌群,抑制三甲基胺的生成,減少心血管疾病。相關(guān)工作受到國(guó)家自然科學(xué)基金委的極度重視,其團(tuán)隊(duì)于2015年成功拿到獲批項(xiàng)目后,國(guó)家自然科學(xué)基金委次年便開辟了相關(guān)新專項(xiàng)——腸道菌群與健康。
作為天津商業(yè)大學(xué)客座教授,擔(dān)任該組研究生的碩士學(xué)位論文答辯委員會(huì)主席。
此外,基于對(duì)天然活性物質(zhì)的深度了解和認(rèn)識(shí),李士明率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)探討了中草藥的炮制,攻克了植物藥炮制研究的多項(xiàng)難題。他們分析國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)草藥的加工過程,模擬程序,并進(jìn)一步分析化學(xué)成分、確定生物活性?!氨热绾问诪醯呐谥疲貞c地區(qū)講究九蒸九曬,我們的研究起始于分析為什么采取蒸曬過程。”李士明解釋說。通過對(duì)現(xiàn)有的制首烏化學(xué)分析,對(duì)生首烏提取、分析、光照、分析跟蹤等化學(xué)方法,他們確認(rèn)主要活性化合物的化學(xué)轉(zhuǎn)變,而后利用對(duì)比實(shí)驗(yàn)等找出影響活性物質(zhì)改變的關(guān)鍵因素。由此,簡(jiǎn)化后的生產(chǎn)程序大大縮短傳統(tǒng)炮制所需時(shí)間和繁瑣步驟,還得到了生物活性更為優(yōu)質(zhì)的成品,推動(dòng)了相關(guān)中草藥的科學(xué)化、產(chǎn)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化(量化)。
如今,人才團(tuán)隊(duì)、產(chǎn)業(yè)平臺(tái)的發(fā)展已經(jīng)初具規(guī)模,但李士明并不為此滿足。他確切表示在要做好硬件、軟件銜接,東西方思維、理念和教育銜接,學(xué)術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)銜接的前提下,也要為專業(yè)團(tuán)隊(duì)、學(xué)院學(xué)科建設(shè)制定長(zhǎng)期的發(fā)展規(guī)劃?!笆紫?,我希望能夠研發(fā)‘標(biāo)準(zhǔn)化’的保健食品、保健品、特殊醫(yī)療食品、中草藥成品(功能食品領(lǐng)域),天然藥物、西藥的輔助藥(醫(yī)藥領(lǐng)域);生物功能方向,我們?nèi)蘸蟮难芯恐攸c(diǎn)會(huì)集中在抗癌、抗氧化抗炎抗衰老、提高免疫力及防治‘三高’的代謝疾病層面?!痹诶钍棵骺磥恚艘虻刂埔?,繼續(xù)發(fā)展紅茶、陳皮、何首烏、苦瓜及大別山特有資源研究亦必不可少。
人才提升及產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化方面,李士明表示,會(huì)積極籌辦功能食品研究院,進(jìn)一步推動(dòng)草藥研究和開發(fā)。大力促進(jìn)青年教師對(duì)外交流工作,開展天然產(chǎn)物生物活性物質(zhì)等系列專題講座,他還協(xié)助辦刊Food Science and Human Wellness、創(chuàng)刊Journal of Food Bioactives,積極拓寬宣傳交流成果和實(shí)際應(yīng)用的渠道。同時(shí)助力企業(yè)發(fā)展,從成分和活性標(biāo)準(zhǔn)化等角度,李士明力爭(zhēng)打造優(yōu)質(zhì)、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品,為保健品市場(chǎng)的誠(chéng)信化盡心盡力。