長期以來,流感、艾滋病、非典、埃博拉出血熱等致命性傳染病及其周期性暴發,始終危害著人類健康和社會穩定,其背后是結構多樣、變異迅速的病毒。疫苗是預防病毒感染的有效手段。目前臨床疫苗制備仍存在一些問題:病毒滅活導致免疫原性弱,安全性不穩定,制備工藝復雜且不通用,病毒變異導致免疫逃逸失敗;這些問題往往讓人一談到疫苗就臉色蒼白。
那么有沒有精確的“拉直曲線”的方法呢?對于北京大學藥學院院長周德民來說,這是一個一直縈繞在他心頭的問題。
周德民教授
他的研究小組潛心研究,以流感病毒為模型,僅改變病毒基因組的一個終止密碼子,同時保持病毒的完整結構和傳染性,使流感病毒從致命的傳染源轉變為預防性疫苗。如果改變三個以上的三聯體密碼子,病毒就會從預防疫苗變成治療病毒感染的藥物,藥效會隨著密碼子突變數的增加而增加。這項技術幾乎適用于所有病毒,為疫苗制備帶來了新思路。
2017年12月9日,中國生命科學研究領域的權威獎項——第十一屆藥明康德生物化學研究獎公布了評選結果。周德民教授因突破性制備復制缺陷型流感病毒活疫苗獲得2017年藥明康德生物化學研究獎——杰出成就獎。
跨學科融合的科研之美
2016年12月,國際頂級期刊《Science》發表了周德民教授和張麗禾院士研究組的突破性研究進展,題為“復制缺陷型流感病毒活疫苗的制備”。這是第一次人工控制病毒復制,從而直接將病毒轉化為疫苗。
本文合著者,北京大學藥學院張麗禾院士,是我國化學生物學的奠基人。早在1992年,張麗禾就對周德民說:“21世紀是生命科學的世紀。我建議你去外面學分子生物學技術?!贝藭r,周德民已經在北京醫科大學學習了7年,專業是藥物化學。張麗禾希望自己“既懂化學又懂生物”,希望這個勤奮踏實、潛力巨大的學生能“幾年后重返藥學院”。
從1999年到2002年,周德民在斯克里普斯研究所(TSRI)度過了整個博士后生涯,在Peter G. Schultz教授的指導下研究“遺傳密碼擴展”領域。
2009年,周德民從美國回到北京大學醫學院,專注于生物技術藥物的研究?!吧锛夹g藥物是未來的主流。如果不在這方面努力,將來可能很難與世界接軌,會被邊緣化。”
周德民教授也強調了學科的深度交叉?!坝没瘜W家的思維去考慮生命科學家的問題,然后你就會有自己獨立的思想。這項研究向大家展示了化學生物學這門交叉學科的魅力和無限可能。”談及復制缺陷型流感病毒活疫苗的制備,他將此定義為其“更長期的貢獻”。
在這項研究中,周德民教授以分子結構中的一個點作為突破口,這是生物學家很少去思考的。因為只有在化學家眼里,世界才是以分子結構為基礎的。“科研之美在于學科的深度融合和交叉。我們正試圖將傳統的‘化學驅動’藥物發現轉變為‘化學和生物驅動’藥物發現,”周德民教授說。
值得一提的是,發表在《Science》雜志上的研究成果并非一蹴而就。背后是周德民教授課題組多年積累的經驗。他之前的團隊在國家“973”項目的支持下,建立了“基于基因密碼子擴展的蛋白質標記”新方法。利用基因密碼子擴展技術,實現了AAV活病毒的非天然氨基酸定點標記和靶向修飾。這一技術突破解決了活病毒無法任意定點標記的世界性難題,很有希望誕生新一代靶向基因治療藥物。也正是在這些經驗的基礎上,他們將技術應用于病毒疫苗設計,并最終獲得成功。認為這是基礎研究走向應用研究的一個非常典型的例子。
在周德民教授的實驗室里,有藥物化學方面的專家,有臨床醫學背景的學生,也有從事生物大分子藥物和研究腫瘤方向的人才.“不同知識背景的人坐在一起,放下顧慮,敢于發言和交流,這對創新非常重要。腦子里沒有什么條條框框?!敝艿旅窠淌诳偨Y道。
藥學人要敢于夢想
老師,所以傳道授業解惑。冼漢宇的《師說》從一開始就明確了一個老師不僅僅是簡單的老師,更要教給學生與人打交道的道理和主動學習的可貴品質。
教育部長江學者,北京大學藥學院院長,天然藥物與仿生藥物國家重點實驗室主任,科技部973首席科學家.雖然頭上有一大堆頭銜,但周德民教授以平易近人著稱,平日里在實驗室里也是機智過人。
他經常對學生說:“我不需要你告訴我我的論文寫了多少字,發表在什么雜志上。你得告訴我你有什么想法,如何判斷一個想法的價值,就是看它能不能治病救人。”
周德民教授在美國的這10年,看到很多美國大學教授自己創業,每一份工作都在轉型,進而對國計民生產生影響。受此影響,他回國后做的研究更加務實,不僅“影響因子”至上,還要考慮國家的重大需求,未來是否有轉化潛力,是否是國際科學前沿。
有同學做過一個項目叫“ADC藥物定點耦合”。實驗一天要一萬塊錢,一個月收集實驗需要的量,然后進行耦合。如果是耦合,30萬就成功了;如果耦合失敗,30萬元將打到水漂。但是學生經常失敗。最后他們就急了,說:“周老師,這個太貴了。”周德民告訴學生:“這項研究是國家的巨大需求,如此重要,我們不得不做。如果我們成功了,我們可以在世界上占據一席之地,所有的抗體藥物都可以攜帶劇毒小分子,創造出高效的腫瘤藥物。”一年后,研究成功。
“授人以魚不如授人以漁?!边@句話代代相傳,被老師們深信不疑。周德民教授說:“我沒有魚,也不知道怎么釣魚。我所知道的所有釣魚技巧都是幾年前的,但現在技術發展如此之快,以至于我教學生舊的技巧,這反而會限制學生。其實老師的作用就是告訴學生,根據自己的經驗和實踐,魚塘里哪里可能有魚,哪里沒有魚?!?
如今,周德民教授帶領的基于內源性物質化學修飾的藥物研究創新團隊,扎根于天然藥物與仿生藥物國家重點實驗室。圍繞內源性生物大分子結構與功能精準治療中化學干預的分子基礎,整合北大藥學、化學、生物學優勢學科資源,通過跨學科整合探索藥源創新研究。截至目前,團隊已在《Cell》、《Nature》、《Science》等國際一流期刊發表論文300余篇,在難溶性藥物納米給藥、抗體-藥物(ADC)定點偶聯、
“中國藥物研發的土壤越來越好,很多國外大藥企都來中國做臨床試驗。我們要有信仰,要敢于追求夢想?!敝艿旅窠淌谡f。
關注藥明康德微信官方賬號