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【十五周年院庆·发展记】化学生物学与生物技术学院:引领创新 中国“智”药
日期:2016-12-02 10:47:41   来源:南燕新闻社   点击:

  编者按:

  当大沙河蜿蜒穿行于深圳西丽大学城,浮云掠过塘朗山顶,热烈的阳光铺满了五四塔与“大鹏”,镜湖流动着金色的波光粼粼,北京大学深圳研究生院又迎来新的一天。这个别名“南国燕园”的地方,已经走过了十五年的光阴。2001年1月,北京大学与深圳市人民政府签署《合作创办北京大学深圳校区协议书》,共同创办北京大学深圳研究生院。从此,北京大学深圳研究生院成为百年北大探索高教改革的先行军与试验田。十五年砥砺前行,十五年春华秋实。如今的北京大学深圳研究生院,融合了百年北大的传统精神与鹏城深圳的创新激情,已成为一所独具魅力、国际化的校区。2016年8月29日,北京大学与深圳市政府签约共建北大深圳校区,成为北大深研院发展历程中的又一重要节点。值此十五周年院庆与北大深圳校区筹建的重大历史时期,南燕新闻社通过为期2个月的采访,访谈了深研院8个学院的16位老师、14名在校学生代表(包括6名留学生和交换生)、11名优秀校友代表,以及行政教辅人员、科研人员等近60人,形成“北京大学深圳研究生院建院十五周年发展记”系列报道,通过鲜活的人物、故事,详实的数据、资料展示八个学院的发展历程、丰硕成果及未来展望,献礼南国燕园十五周年。

 

  创新,是一种使命

  “我们有个梦,想把学院做成中国最好、世界领先。并且在这个平台上做中国人自己的新药。”———化学生物学与生物技术学院院长 杨震

  生物医药技术与产业的发展具有重大的社会效益和经济效益,进入21世纪以来,世界生物技术异军突起,生物经济正在以每5年翻一番的速度发展,是世界平均经济增长率的10倍。生物医药产业作为医药领域内的朝阳产业,正处于迅猛发展阶段。自1983年以来,世界主要制药强国都在加快创新药物研制步伐,而在我国医药行业,创新药物研发处境尴尬。在医药领域,创新是一个永恒的主题,处在产业最底层的仿制药生产企业永远面临低利润、竞争激烈的困扰,而处在产业最上层的创新药生产企业则可获取高额利润。尽管现已成为全球第二大医药市场,我国生物医药产业发展却依然相对落后,过去一直以仿制国外产品为主。新药设计和筛选基础薄弱,技术条件落后,缺乏具有国际竞争力的新药研究开发机制,致使产业经济效益低下。目前国内研发生产的药物中仿制药占到96%以上,我国拥有完全自主知识产权的创新药只有 5 种,且仅有的5种创新药在国外几乎没有市场。

  一方面,随着综合国力的提升,国际市场对中国创新能力的要求日益提升,另一方面,我国肿瘤、心血管病等慢性病成为了威胁国民健康最主要的疾病,老百姓对疗效好、价格优的新药提出了迫切需求。生物经济时代的来临,使我国医药产业面临前所未有的机遇和挑战,要改变我国医药产业的现状,必须大力提高我国创新药物研究开发的实力和水平,建立符合国际规范的新药研究和生产体系,实现医药产业从仿制为主到创新为主的历史性转变。中国要研究开发更多的创新药物,必须从源头抓起,必须营造创新药人才成长的文化氛围和土壤。

  2003年,北京大学深圳研究生院创立化学生物学与生物技术学院,学院立足于重大疾病的化学基因组学研究,旨在建设现代化的创新药物研究平台,培养交叉复合型高层次生物医药研发人才。同年,化学生物学与生物技术学院成立了第一家化学基因组学实验室,实验室于2006年立项为深圳市重点实验室,2007年立项为广东省重点实验室,2007年成为全国第一个教育部“化学基因组学”专业二级学科博士授予点,2010年获批成为深圳市的“化学基因组学省部共建国家重点实验室培育基地”,并成为“深圳市十大创新工程”之一,2012年在科技部的评估中获得“优秀”,在广东省科学技术厅关于2017年度广东省重点实验室考评中获评“优秀”。在创新之都鹏城深圳,这种创新精神也被编进化学生物学与生物技术学院的“基因”里,矢志不渝做创新药物研发。

  如今,化学生物学与生物技术学院已有化学基因组学实验室、转化医学中心和纳米微米材料研究中心,融合现代有机合成化学、计算化学、化学生物学、转化生物学等四大前沿领域,引进复合型生物医药研发人才,推动多领域科学家协同攻关,整合所有资源推动自主创新,做中国拥有自主知识产权的原创药物。以创制一批具有完全自主产权的中国一类新药为使命的科研团队,作为新时期中国新药创新研究开发的先行者,开始了构建符合国际标准的前沿领域的化学生物学应用学术研究体系的努力,开始了在深圳这片创新的沃土上的深耕厚植。

 

  创新,需要冒险

  “组里的学生或多或少都有过失败的经验。每次都成功的就不算是做研究了。从事全合成研究方向的人员都知道最后的成功一定是来自坚持。”——合成化学课题组组长、深圳孔雀团队负责人 叶涛

  众所周知,药物研发投入高、周期长、风险高。一般来讲,创新药物的自主研发过程指的是从新化合物的发现到新药成功上市的过程,主要包括四个步骤:首先通过计算机药物分子设计或通过对植物、动物、矿物、微生物、海洋生物等各种生物分子的提取,获取新的物质;进而将这些化学物质在特定的体外或体内药理模型上进行筛选评价,以期发现具有新颖结构类型和显著药理特性的先导化合物;然后合成一系列与先导化合物结构类似的物质,并对合成化合物进行构效关系研究,以优化化合物的治疗指数,选择其中最佳的化合物作为临床候选药物;最后提出新药临床研究申请,并严格遵循GCP进行Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期临床试验,只有证明新药是安全、有效、稳定的,才可申请注册,进入药物市场。欧美国家的创新药物研发往往经历10到15年的时间,耗资数十亿美元,而成功率仅为 1/5000。随着新药研发难度和成本增加、各主要疾病领域产品竞争愈发激烈,创新药物研发的难度越来越大,越来越多的药物生产企业将目光转向仿制药领域。

  创新药物研发不是有钱就能立刻有的,当今科学界的每一项创新的背后都有着十几甚至几十年的积累。创新药物研发领域曾流传着这样一种说法:如果现在有一款创新药,说明相关研究和临床试验十年前就开始了,需要的基础理论二十年前就开始研究了,相关研究人员三十年前就进入大学学习了,四十年前他们的导师已经在相关领域小有成就了。

  坦白来讲,在当今的中国做新药很苦,你极有可能付出多年的努力,却做不出令人瞩目的成绩。但创新药物研发是一个大的系统,有关全人类的健康生活,尤其对于老龄化程度不断提升的中国,做药是一件重要的事情,对国家和人民都有益处,总要有人去做,而科学家要有这种担当。张欣豪博士就是其中的一位:“我选择了做科研。国家在慢慢的崛起,作为北大的人其实能够站在一个前沿的位置,我们应该去思考怎么做出一些有影响力的东西。” 2011年,在柏林工业大学盘桓三年的张欣豪博士充分信任导师吴云东院士全职回归北京大学深圳研究生院的判断,也来到化学生物学与生物技术学院开展科研和教学工作,彼时,张欣豪博士是化学生物学与生物技术学院最年轻的副教授。“但是去做这些原创的、独特的东西不是一朝一夕的。每当你走到前人没有走过的地方,总是要先探清楚。我现在甚至不知道前方是否光明,前方可能是空的,那我就去走走看,也许走的出来,也许走不出来,但是一定要走下去。”

  创新药物研发横亘化学生物学基础科学和应用科学领域,是一个系统的工程,当时创新药物研发圈子里大都有这样一种共识,距离中国真正意义上的“超级重磅炸弹药物”的产生,至少还有十年;距离中国真正意义上的成熟的现代化创新药物研发体系的建成,至少还有二十年,所以这一代的创新药物研发工作者是在为后来者打基础。五年过去了,当初放弃了更加优渥的生活环境的张欣豪博士继续在科研教学的道路上行进着,每周六天,每天十四五个小时扑在科研教学上。虽然仍难免对于挚爱的亲人微有歉疚,既因为这个生活成本高昂的城市,也为时间被更少的分配在与亲人的相伴上。责任感和使命感,当然是最初的动因,但能支持人长期的专注在一件事情上的,更多是对科研教学的兴趣。执着不悔,乐在其中。

  至于实验中的失败,更是在所难免。失败大量的存在于创新药物研究的每一环节。从第一次发现某个分子可以治病开始,在浩如沙海的化合物库里一个个筛,然后筛出几个结构稳定、效能突出的分子,再慢慢尝试改进;多番尝试后假如终于做出药物候选,还要拿到动物上去做实验,动物实验的效果可以,还需要三轮的临床人体试验,人体试验后才有可能申请注册并进入药物市场。而这其中但凡一个环节出错,都要推倒重来,前期的投入多半都要记入沉没成本中。“如果我真的离开这里了,最怀念的大概还是待在实验室里的那段日子,遇到一个问题,会想尽办法去解决它,大量的文献搜索,与同学交流,不停的尝试,几个月的时间都扑在上面,你会不断的受挫,但当你终于验证你的想法,你是会特别开心的。”梁学峰,化学生物学与生物技术学院即将毕业的博士研究生,在研究生的学习阶段有过太多实验失败的经历,从最初的焦虑与惶惑,到坦然视之,淡然处之,磨着磨着就磨出来了。实验失败在近5年的学习生涯中已微不足道,化学生物学与生物技术学院的研究生已被磨砺的愈挫愈勇,尽管这个过程有些难熬。

动物中心

斑马鱼房

  创新药物研发科研的系统,同时也是社会经济的系统工程。实验室研发之外,也与国家药物研发生产的基础设施、投资环境、法律制度、医疗体系紧密相关,知识产权的注册与保护同样也是一个关键的问题。这也是中国建立符合国际规范的新药研究和生产体系,推动医药领域产学研用融合所急需协调的事宜。

 

  创新,在路上

  “虽然当前与国外还有些差距,但我们仍然能做出自己的特色,我们现在的研究策略在国际上也是独特的。我很想做些独特的东西,有的路上人多,有的路上人少,但总要有人去走,总要有人坚持。”——计算化学课题组副组长 张欣豪

  十几年的发展与优势积累,化学生物学与生物技术学院的科学家们凭借着在基础研究领域的贡献,获得了众多的赞誉:吴云东院士于2013年获得国家自然科学奖二等奖,2014年成为国内首位Fukui Metal(福井奖章)获奖者,并于今年获得2016年度德国洪堡基金会科学家科研奖(Humboldt Research Award);杨震教授团队因其在有机合成化学领域的贡献,于2014年获得深圳市自然科学奖一等奖和2015年广东省自然科学一等奖,同时杨震教授因其在五味子化学研究方面的贡献,于2014年获得云南省自然科学特等奖;黄湧教授以首位中国获得者身份于2014年获得美国化学会Organic Letters 年度最佳文章作者荣誉,同时他也是《自然》杂志中国增刊公布的自然指数贡献最高的研究者之一。截止2015年,化学生物学与生物技术学院在国内国际的知名化学生物学的期刊上发表学术论文527篇,均被SCI收录,平均影响因子6.86,其中44篇代表性论文平均影响因子高达12.2。

  化学生物学与生物技术学院拥有一批精干的全职科研与师资队伍:中科院院士、入选国家“千人计划”的吴云东院士,长江学者杨震院长,新世纪百千万人才国家级人选翟宏斌教授,教育部新世纪优秀人才黄湧教授,千人计划青年学者韩伟博士、黄昊博士、彭涛博士等一流学者。实验室的中青年学者绝大多数拥有海外一流大学教育背景,极具创新活力。化学生物学与生物技术学院还将继续引进10-15名具有生物和化学交叉学科背景、具有领军潜质的青年人才,并以领军人才为核心,形成多个高效、高能的研发团队,在加强化学生物学博士研究生培养的同时,促进创新药物研发实力的持续稳健提升。

  在成果转化方面,潘峥婴团队发展的新一代PLS系列Btk抑制剂已经获得了中国和多个国家的专利,并已成功转让给北京睿熙生物科技有限公司,转让合同金额1550万元,Btk激酶是近年来出现的美国“重磅炸弹级”明星靶向药物,其第一代抑制剂依鲁提尼在淋巴瘤、白血病等表现出突破性的疗效,获得美国FDA三项“Breakthrough Therapy”的认证。相比于依鲁提尼,新一代抑制剂在活细胞和动物模型上都表现出了更加出色的性质。全军民教授团队发现天然产物芒果素类化合物能有效地激活人源STING蛋白以及下游I型干扰素通路。在此基础上研究新一代的人源STING蛋白小分子激动剂。该工作最近以2500万元里程碑付款方式,与杭州阿诺生物医药科技股份有限公司开展合作研发。

  不断取得的突破和进步让人欣喜,尽管真正意义上的创新药物的诞生,还不知需要等待多久,但庆幸的是,有着这样的一批人在不断的坚守,不断的朝着创新药物的方向行走。创新药物的诞生是不确定的,但创新药物的研发中的许多的艰难是确定的,化学生物学与生物技术学院相信在攻克了许多确定的艰难后,就确定的离创新药物的成功更近了一些。化学生物学与生物技术学院一直在努力完善创新药物研发体系,加强在研发设备等的配置,构建高水平的现代化研究平台,加强综合性科研人才的培养,发挥高校作为人才高地的集聚效应。

  当前化学生物学与生物技术学院拥有2个省部级重点实验室、3个深圳市重点实验室、3个深圳市工程实验室、3个深圳市公共技术平台、2个南山区科技平台,分别是:化学基因组学重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地、广东省纳米微米材料重点实验室、深圳市计算化学与药物设计重点实验室、深圳市功能结构生物学重点实验室、深圳市细胞生理学重点实验室、深圳市功能化微尺度材料工程实验室、深圳多能干细胞分化技术工程实验室、深圳市手性药物合成化学工程实验室、深圳市以模式动物斑马鱼为主的药物研发公共技术平台、深圳药物筛选和临床前药效评价公共服务平台、深圳市功能分子X射线单晶结构分析测试公共技术服务平台、南山区实验动物中心、南山区计算生物学重点实验室。

  在未来的规划中,化学生物学与生物技术学院现有课题组的基础上设立分子化学研究部(分子水平研究/化学)、疾病机制研究部(生物、病理)、新颖疗法研发部(药物、诊断)三个研究部门,并将在研究部门之下,设立合成化学中心、绿色化学中心、信息学中心、药物化学中心、化学探针中心、神经科学中心、生物工程中心、生物检测中心、疾病模型中心、基础生物学中心十个技术中心,技术中心下设若干独立的课题研发小组,完善化学生物学与生物技术学院现代化的创新药物研究平台的建设。

  化学生物学和生物技术学院一直致力于国际化发展,致力于建设有国际竞争力的化学生物学研究平台。学院现与美国加州大学洛杉矶分校,Scripps研究所,犹他大学,瑞典哥德堡大学,香港科技大学,德国柏林工业大学等科研机构保持着合作,并已共同发表研究成果。在未来的规划中,学院将继续增进与哈佛大学医学院和Scripps 研究所的深度合作,积极推动与MIT的Broad研究所,UCSF医学院和香港大学的合作关系的建立,力争将学院建设成为“化学生物学”的重要交流平台。同时学院积极承办国际性质的学术研讨会,支持学院教师和学生递交作品参与国际顶级学术会议,促进学术交流,推动深圳高端医药研发人员的教育和培养。

  高速发展的深圳,高速发展的深圳生物医药产业,为化学生物学和生物技术学院提供了较好的发展支持。2016年8月29日,北京大学与深圳市政府签约共建北大深圳校区,其中规划愿景中包含对未来医学院的畅想:“未来的北大深圳医学院将会是不断推进生物医学科学技术发展进步的医学院,是培养更具人文素养和科学精神医学人才的医学院,是将与深圳健康事业和产业发展紧密结合的医学院。”生物医学科学技术的进步,离不开当前的化学生物学与生物技术学院十几年在此领域的深耕,而这也是一个巨大的发展契机,为实现成果转化、科研与实践结合提供更大的空间。

  相信在未来,化学生物学与生物技术学院会有一代又一代人坚守创新药物的研发。创新,依然在路上;创新,也将永远在路上。

 

文/王晓明

化学生物学与生物技术学院采访小组成员:齐悦如、郭柏宏、王晓明

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