推薦單位：北京化學(xué)會(huì)受訪專家：盧忠林采編：羅穎娟

盧忠林

北京師范大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，北京化學(xué)會(huì)理事、監(jiān)事長(zhǎng)。2008年入選教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃”，2015年獲得寶鋼教育基金會(huì)優(yōu)秀教師獎(jiǎng)，2017年獲得北京市高等學(xué)校教學(xué)名師獎(jiǎng)。2020年獲得北京師范大學(xué)“四有”好老師金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)拢白钍鼙究粕鷼g迎的十佳教師”，獲批主持國家級(jí)一流本科課程建設(shè)項(xiàng)目（有機(jī)化學(xué)-線下課程）。目前擔(dān)任化學(xué)學(xué)院黨委書記。

人類很多疾病是由遺傳變異造成的，基因治療不僅可以解決遺傳疾病問題，對(duì)心血管疾病等也具有一定的治療效果，因此基因治療受到人們廣泛關(guān)注。在2022年首都前沿學(xué)術(shù)成果報(bào)告會(huì)（化學(xué)生物學(xué)領(lǐng)域）上，科協(xié)頻道、《科研成果與傳播》雜志就我國基因治療及科研成果轉(zhuǎn)化等話題，對(duì)北京師范大學(xué)教授，北京化學(xué)會(huì)理事、監(jiān)事長(zhǎng)盧忠林進(jìn)行了專訪。

自然界最好的催化劑——酶

如何將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞？簡(jiǎn)單做個(gè)比喻，需要一個(gè)類似卡車的東西，把貨物運(yùn)到城里去，從而合成一些化學(xué)的分子，然后把生物基因片段組裝起來，組裝完成后運(yùn)到細(xì)胞甚至細(xì)胞核里，讓它發(fā)生功能表達(dá)，從而緩解疾病的癥狀，這就是基因治療和基因載體。盧忠林團(tuán)隊(duì)的主要研究方向就是發(fā)展一類基因載體。

“科學(xué)研究沒有固定范式，會(huì)有很多偶然性，我進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域就具有一定的偶然性。團(tuán)隊(duì)剛開始做催化的時(shí)候，考慮到自然界最好的催化劑就是酶，于是我們就做了一些酶的模擬，比如核酸的降解?！北R忠林說。

實(shí)際上基因的載體就是核酸，它是由許多核苷酸單體聚合成的生物大分子化合物，為生命的最基本物質(zhì)之一，分為兩大類：一類是脫氧核糖核酸（DNA），另一類是核糖核酸（RNA）。脫氧核糖核酸（DNA）非常穩(wěn)定，諺語“龍生龍，鳳生鳳，老鼠的兒子會(huì)打洞”就是指遺傳，而遺傳主要載體就是DNA。正因DNA具有極強(qiáng)的穩(wěn)定性，如果讓它降解可能需要花費(fèi)上億、上萬億年時(shí)間。但這種穩(wěn)定性也是相對(duì)的，比如核酸酶可以幾分鐘就把DNA降解掉。

盧忠林團(tuán)隊(duì)早期的研究方向是化學(xué)酶的模擬，希望合成出像核酸酶這么高效的催化劑。但在研究過程中發(fā)現(xiàn)核酸不再被降解而是被凝聚了，于是轉(zhuǎn)而研究凝聚的新功能。自然界核酸的儲(chǔ)存就是凝聚的，比如核酸在染色體里通過組蛋白（染色質(zhì)的主要蛋白質(zhì)組分，作為DNA纏繞的線軸，并在基因調(diào)控中發(fā)揮作用）纏繞成一個(gè)致密的結(jié)構(gòu)，用于信息的儲(chǔ)存及保護(hù)DNA的穩(wěn)定。正是這次偶然的發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)變了他們的研究方向，盧忠林團(tuán)隊(duì)自此開始了基因載體的研究。

高效和安全性是關(guān)鍵

化學(xué)家最大的貢獻(xiàn)就是合成分子，將小的化學(xué)構(gòu)件連接在一起，以此創(chuàng)造新分子。為了實(shí)現(xiàn)基因傳遞的功能，就需要合成多功能分子。在合成分子的過程中，要把核酸凝聚成一個(gè)納米顆粒。為了能看到這些顆粒的行動(dòng)軌跡，便引入了一些發(fā)光的單元，可以使用單光子熒光和雙光子顯像進(jìn)行觀察。為進(jìn)一步發(fā)展新型非病毒基因載體奠定了良好基礎(chǔ)。

“我們的研究目標(biāo)主要有兩點(diǎn)：一是要高效，目前在細(xì)胞層面上轉(zhuǎn)染效率可以超過商業(yè)試劑的幾十倍。二是要考慮它的安全性，載體中引入了很多生物分子的片段，比如氨基酸、綠色熒光蛋白的發(fā)色團(tuán)，保證了生物相容性。目前，我們申請(qǐng)了一系列專利，研究方向是動(dòng)物實(shí)驗(yàn)方面，但進(jìn)入臨床的前提是具備動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，我們正在產(chǎn)學(xué)研方向努力?！北R忠林說。

提及基因治療、基因載體在我國目前的研究情況，盧忠林表示：“部分已經(jīng)進(jìn)入了臨床與市場(chǎng)，比如新冠肺炎疫情期間美國輝瑞制藥有限公司所生產(chǎn)的疫苗，原理是將一個(gè)mRNA讓核酸通過一個(gè)脂質(zhì)體包裹起來運(yùn)送到細(xì)胞里?；蜉d體研究雖然已經(jīng)有市場(chǎng)化的相關(guān)應(yīng)用，但目前更多地還處于基礎(chǔ)研究階段?！?/p>

在基因遞送過程中有兩類載體：一類是病毒載體（主要包括慢病毒、腺病毒、逆轉(zhuǎn)錄病毒等），這一類進(jìn)入臨床上市的非常多，但病毒載體具有一定免疫原性的一些缺陷，還需要不斷進(jìn)行研究和改進(jìn)。另一類是非病毒基因載體（主要包括脂質(zhì)體、聚合物、納米顆粒等），它的安全性較高，但效率較低。

在孩子心中埋下科學(xué)的“種子”

“今年是北京師范大學(xué)建校120周年，也是化學(xué)學(xué)科創(chuàng)立110周年，我們開展了系列活動(dòng)來慶祝學(xué)校華誕，也是慶?；瘜W(xué)學(xué)科的建立?；顒?dòng)包括了系列學(xué)術(shù)研討會(huì)的舉辦以及系列科普活動(dòng)的開展?！北R忠林說。

在盧忠林看來，研討會(huì)對(duì)于青年科學(xué)家來說是一個(gè)展示的舞臺(tái)，讓他們能分享科研成果，與同行進(jìn)行互動(dòng)和思維碰撞，為公眾帶來一場(chǎng)場(chǎng)精彩的學(xué)術(shù)盛宴。

而科普活動(dòng)的舉辦主要出于兩個(gè)方面的考慮：一方面，無論是科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展還是我們賴以生存的物質(zhì)環(huán)境，都離不開化學(xué)，化學(xué)與我們生活中的吃、穿、住、行都息息相關(guān)。但是化學(xué)在公眾面前的形象有時(shí)是負(fù)面的，比如污染、爆炸，主要源于公眾對(duì)化學(xué)以及化學(xué)產(chǎn)品的片面認(rèn)識(shí)甚至是錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，以及基本化學(xué)常識(shí)的缺失。要想改變化學(xué)被誤解的現(xiàn)狀，普及大眾化學(xué)知識(shí)十分必要。盧忠林希望通過普及大眾化學(xué)知識(shí)，從化學(xué)角度分析生活中的日?，嵤?，讓人們了解化學(xué)對(duì)人類的貢獻(xiàn)，同時(shí)避免化學(xué)帶來的危害，使我們的生活更美好。另一方面，化學(xué)學(xué)科是不斷在發(fā)展的。北京師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院也會(huì)針對(duì)年輕人以及中學(xué)生，在科普活動(dòng)中注重融入前沿科技內(nèi)容，引導(dǎo)他們從奇妙的科學(xué)現(xiàn)象中體驗(yàn)到前沿科技，為他們埋下一顆科學(xué)的“種子”，為其創(chuàng)造更多可能性，培養(yǎng)他們的科學(xué)興趣，用科學(xué)的影響、科學(xué)的態(tài)度、科學(xué)的方法，塑造其科學(xué)精神。

響應(yīng)國家號(hào)召，書寫有為人生，如何發(fā)揮青年人才的力量？盧忠林表示還有很長(zhǎng)的路要走。一方面，要讓他們沒有后顧之憂，從而靜下心來好好地去做科研。另一方面，需要為他們創(chuàng)造更多交流的平臺(tái)與機(jī)會(huì)。科學(xué)研究不是孤立的，尤其是交叉科學(xué)，只有大家一起交流，才能碰撞出更多的火花，讓青年人才或者青年科學(xué)家發(fā)揮更大的力量。

“青年科技工作者站在科學(xué)的最前沿，也是我們國家實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略主要的力量，希望他們能響應(yīng)國家號(hào)召，書寫有為人生。”盧忠林感嘆道。