“大自然中有很多天然活性物，拿得出來就是寶貝，拿不出來就是‘廢物’。”在1月8日舉行的國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會上，浙江大學(xué)化學(xué)工程與生物工程學(xué)院教授任其龍領(lǐng)銜的“天然活性同系物的分子辨識分離新技術(shù)及應(yīng)用”獲得國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎。
從過去的制藥原料受制于國外，到如今自主研發(fā)的分離純化技術(shù)成功投產(chǎn)，任其龍團隊用十余年科研攻關(guān)，“變廢為寶”，實現(xiàn)了這場全球制藥界的完美“逆襲”。
一雙科研“火眼金睛”實現(xiàn)提純
“制藥原料被國外壟斷，賣與不賣、賣什么價全憑他們說了算，‘卡’你的脖子，這怎么行？”2003年，當(dāng)浙江東陽一家企業(yè)找到任其龍教授尋求幫助時，以他為第一負責(zé)人的“天然活性同系物分子辨識分離新技術(shù)及應(yīng)用”項目也就此萌芽。
近三十年間，全球有1000余種新藥研制成功并獲批生產(chǎn)，其中一半以上藥物來源可追溯至天然活性物質(zhì)。然而，中國的天然活性物質(zhì)分離制造技術(shù)長期以來受到專利與技術(shù)封鎖，90%以上的高純活性物質(zhì)依賴進口，高端產(chǎn)品市場份額僅占全球的3%。
在這其中，活性維生素D3是肝功能不全患者治療骨質(zhì)疏松類疾病的主要有效藥物。但制備活性維生素D3的核心原料甾醇長期受到外國企業(yè)壟斷。該原料的制備不僅工藝路線長、生產(chǎn)成本高，且中國在該領(lǐng)域技術(shù)的缺失更使得國家的藥物自主創(chuàng)制陷于極為被動的局面。
任其龍團隊在深入研究羊毛脂的加工利用過程中發(fā)現(xiàn)，一種名為24-去氫膽固醇的物質(zhì)，可作為制備活性維生素D3的新原料，它的高純度提取將有望讓中國在活性維生素D3自主創(chuàng)制之戰(zhàn)中實現(xiàn)“突圍”。
但是，24-去氫膽固醇與十余種甾類同系物共存，他們之間分子結(jié)構(gòu)相似，要將兩者分離談何容易。
“這就像從兩個樣貌完全一樣，又身穿同樣衣服，體重還只差了1公斤的雙胞胎中選出特定的一個那樣，只有打造一雙火眼金睛才能辨別得出來。”團隊成員浙江大學(xué)化學(xué)工程與生物工程學(xué)院研究員楊啟煒說，手拉手的幾個親兄弟，其中一個可作藥物治病救人，其他幾個卻沒有藥效，甚至危害人體健康，辨別并分離提取它們迫在眉睫。
經(jīng)過科研攻關(guān)和潛心研究，最終團隊發(fā)明了弱極性甾類同系物分子辨識萃取分離關(guān)鍵技術(shù)，從原本當(dāng)作廢棄物丟棄的原料中，提取制備出幾乎與黃金等價的寶貝，大大提高其“含金量”，實現(xiàn)變“廢物”為“黃金”。
如今，該項目已在浙江花園生物高科股份有限公司正式落地，在國際上率先實現(xiàn)24-去氫膽固醇的工業(yè)化生產(chǎn)。
“有了這項技術(shù)以后，全球最大的維生素生產(chǎn)商荷蘭皇家帝斯曼集團放棄了自己的活性維生素D3生產(chǎn)路線，直接采購了我們的產(chǎn)品，還簽訂了長達十年的采購協(xié)議?！闭憬▓@生物高科股份有限公司副總經(jīng)理錢國平博士自豪地說。
此外，任其龍團隊自主設(shè)計的抗乳化技術(shù)也提升了原料提純的水平。在天然產(chǎn)物中，卵磷脂往往由一系列同系物組成，包括磷脂酰膽堿，不僅分子結(jié)構(gòu)很相似，而且極易乳化，分離極具挑戰(zhàn)。針對這一問題，浙江大學(xué)化學(xué)工程與生物工程學(xué)院教授邢華斌等團隊成員設(shè)計了雙功能萃取劑，有效抑制了工業(yè)萃取過程中乳化現(xiàn)象的發(fā)生，制備得到純度極高的磷脂酰膽堿，從而填補了國內(nèi)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的空白。
協(xié)同作戰(zhàn) 實現(xiàn)“大容量”
從科學(xué)問題到技術(shù)突破，從實驗操作到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，任其龍團隊沒有放松任何一個環(huán)節(jié)。在這其中，成本是企業(yè)生產(chǎn)始終繞不過去的坎。
“從節(jié)約工程成本的角度來說，天然活性物不僅要‘可分離’，還要盡可能‘多分離’?！眻F隊成員浙江大學(xué)化學(xué)工程與生物工程學(xué)院教授鮑宗必解釋說，這是企業(yè)取得良好經(jīng)濟效益的前提所在。
針對部分天然活性同系物溶解度低、分離容量小的難點，團隊提出萃取劑多位點協(xié)同作用的策略，讓眾多藥物原料實現(xiàn)低成本、規(guī)?；a(chǎn)，大大降低了藥價，更多病人也能因此享受到實實在在的實惠。
具有高選擇性、低乳化、大容量等突出優(yōu)勢的天然活性同系物分子辨識萃取分離技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)用，不僅帶來了企業(yè)經(jīng)濟效益的提升，一系列社會效益也隨之而來。
“資源不加以利用就是浪費。”團隊成員浙江大學(xué)化學(xué)工程與生物工程學(xué)院教授張治國說，中國天然資源十分豐富，長時間以來，但卻因缺乏先進的分離技術(shù)而得不到充分利用。該項目技術(shù)突破了天然活性同系物單體制備的技術(shù)瓶頸，極大降低了物耗和能耗，實現(xiàn)了資源的充分利用，既解決了應(yīng)用需求，也從源頭上減少了污染排放，環(huán)境效益顯而易見。
十余年科研攻關(guān)，任其龍團隊不僅完成了追趕，還實現(xiàn)了超越?！皣覐娬{(diào)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，對于核心技術(shù)來說，轉(zhuǎn)型升級就是要比別人更早一步、更快一步?！?任其龍說。
對于未來，任其龍說，在中國醫(yī)藥化工、輕工食品、資源利用等諸多行業(yè)，分子辨識萃取分離技術(shù)都有著巨大的應(yīng)用潛力。“萃取是個共性技術(shù)、平臺技術(shù)，我國還有很多別的資源可以利用，這個技術(shù)可以推廣到更廣闊的領(lǐng)域?！?/p>
浙江新聞客戶端2019年1月8日
