苦心制良药 惠及千万人——记西安交通大学药学院副院长王嗣岑
2014-11-20鲁长国
本刊记者 鲁长国
人生在世,除了生活中的磕磕绊绊,还有伤病对身体的困扰,这时各种药物就会像我们的三餐一样必不可少。我们都知道,对症下药才能药到病除。当药物发挥作用病痛消失的那一刻,我们不禁感慨药物的神奇疗效。但我们不知道的是,要研发出一种治疗某种疾病的药物是一个非常漫长且复杂的过程,多少药物学家为此付出了艰辛的劳动。而王嗣岑教授正是这样一位知名的药物学家。今天,就让我们跟随他的脚步走进药物研发的世界。
王嗣岑教授现任西安交通大学药学院副院长,又是博士生导师,同时担任国家自然科学基金审评专家、《西安交通大学学报(医学版)》责任编委、
《Chinese Journal of Biology》编委。此外,他还是陕西省药学会理事、陕西省药学会药物分析专业委员会委员。近年来,他主要从事细胞膜色谱研究、中药物质基础分析、手性药物色谱分析研究,为筛选出各种活性化合物而不懈努力并做出了突出贡献,保证了各种新药物合成的可靠性。
兴趣指引未来
1993年的夏天对于别人来说可能与往常无异,但对于王嗣岑来说却是一个充满期待和异常激动的夏天。正是在那一年,他顺利考上了西安医科大学(西安交通大学医学院前身),实现了自己渴望已久的愿望。那一年的9月,19岁的少年背起行囊,昂首阔步地踏进大学校园,开始全新的生活。大学的时光总是稍纵即逝,很快王嗣岑就毕业了。由于各方面表现优秀,他被学校留任,开始了教学生活。在教学中,王嗣岑很快就感觉到自己知识的匮乏。对知识的渴望促使他在两年的工作后毅然选择继续深造攻读硕士学位,之后又攻读了博士学位,导师均是著名药物分析教授贺浪冲。在采访中,王嗣岑表示,贺浪冲教授对他的影响极大,不管是学术上还是为人处事上,他对自己的影响足以使自己受益终生。正是因为贺浪冲教授的影响,他才真正爱上药物分析这个专业,也找到了毕生为之努力的方向。
博士毕业后,王嗣岑完成了学业,更加全身心地投入到科研和教学中去。近5年来,由于自己的勤奋努力,王嗣岑在细胞膜色谱新方法、中药活性成分筛选及物质基础分析等研究方面取得了令人瞩目的成果。首先,他主持国家自然科学基金2项,十二五“重大新药创制”重大专项课题1项及子课题1项等。其次,他主要参与申请国家发明专利23项(4项为第一发明人),国际发明专利2项,其中授权国家发明专利11项;发表学术论文49篇,其中以通讯/第一作者在J Chromatogr A、Food Chem等国际权威杂志发表SCI论文24篇,他引274次,还在国际会议特邀报告2次、国内学术会议特邀报告3次。再次,他获得2010年中国药学会科学技术奖励二等奖1项(第二完成人)、2012年国家技术发明奖二等奖1项(第二完成人),并于2008年入选教育部新世纪优秀人才支持计划,于2010年被评为陕西省青年科技新星,于2014年入选陕西省中青年科技创新领军人才,并获得“科学中国人(2013)年度人物”杰出青年科学家奖。
人们看得见的是他身上的荣誉和光环,而这背后需要付出多少艰辛和汗水估计只有王嗣岑自己才会懂得。多少个周末,多少次挑灯夜读,多少个不眠之夜,他都在实验室里度过。没有亲人的亲切陪伴,没有朋友的欢声笑语,唯有书本和仪器相依,他乐在其中,不知疲倦,只为能多研发一种药物,多拯救几个生命。
创新铸就辉煌
创新是科研的生命所在,许多科学家都深知创新的重要意义,当然王嗣岑教授也不例外。他时刻不忘创新,围绕中药及天然药物等复杂体系分析重要科学问题,在十二五“重大新药创制”重大专项、国家自然科学基金、教育部新世纪优秀人才等项目的资助下,在天然药物活性成分筛选及物质基础分析等方面不懈努力,取得了大量的创新性成果。
首先,他建立了天然药物活性成分“识别—分离—鉴定”为一体的CMCHPLC/MS联用技术,发展了细胞膜色谱技术,为中药药效物质与作用机制研究提供了有效手段。
针对细胞膜色谱法(cell membrane chromatography,CMC)存在的问题和研究需求,王嗣岑教授提出利用柱切换技术将细胞膜色谱模型与HPLC/MS相结合建立集“活性识别-色谱分离-分析鉴定”于一体的CMC-HPLC/MS分析系统,构建了双捕集环和双富集柱2种系统,实现了成分“活性识别-色谱分离-分析鉴定”的同步完成,提高了筛选效率,并成功用于红毛七、苦参、钩藤等数十味中草药中可与EGFR、α1A受体、FGFR4等相互作用的活性成分的筛选鉴定,结合分子生物学、药理学实验技术对活性成分进行验证,共确定了12种有效成分。他们的研究结果发展了细胞膜色谱方法,拓展了细胞膜色谱的应用,实现了活性成分的“活性识别-色谱分离-分析鉴定”的同步完成,提高了筛选效率,为细胞膜色谱从单纯的活性识别研究拓展到“识别-分离-鉴定”一体化提供了思路,并为中药复杂体系中有效成分的快速直接筛选提供有效方法,为进一步研究中药药效物质基础并发现具有潜在活性天然化合物及开发原创性药物奠定基础。此研究内容作为核心内容之一获2012年度国家技术发明奖二等奖和2010年度中国药学会科学技术奖励二等奖,并为国家自然科学基金“重大科研仪器设备研制专项”课题“天然药物中目标物快速“识别鉴定”二维色谱仪研制”(81227802)CMCHPLC/MS联用二维仪器流路设计及方法学研究奠定了前期基础。
相关研究结果发表在J Chromatogr A、J Pharm Biomed Anal及Chromatographia等国际专业性期刊上。Chromatographia主编意大利帕维亚大学终身教授G. Massolini、浙江大学Wang Yi教授以及复旦大学Jianying Liang教授等分别在《J Pharm Biomed Anal》、《Biomed Chromatogr》上发表相关研究论文,引用申请人多篇论文认为:利用生物亲和色谱筛选活性化合物取得了新进展,如CMC结合LC/MS识别、分离、鉴定中药中活性成分。
其次,王嗣岑教授带领团队建立了活性成分的整体柱快速分析方法及多种活性成分的体内药动学分析方法,对红毛新碱进行了结构确证、系统的候选药物研究及全合成和结构改造研究,为以药用植物为来源开发I类抗心肌缺血创新药物提供了研究思路和模式。
天然药物有效成分是其发挥药效的物质基础,也是创新药物的重要来源。王嗣岑在国家自然科学基金青年项目的支持下,采用细胞膜色谱技术,建立大鼠主动脉平滑肌、心肌细胞膜色谱模型,对10余种陕西“七药”进行了筛选分析,成功筛选和首次发现并分离制备了红毛七中可作用于大鼠主动脉平滑肌及心肌细胞的活性成分,对其结构进行了鉴定,并命名为红毛新碱(caulophine),通过药理学实验证明其为红毛七中具有抗心肌缺血有效成分。他还建立了高灵敏度的红毛新碱分析方法,对其在体内代谢过程进行了系统深入的研究,具备开发中药I类新药的条件,完成了红毛新碱提取制备工艺和全合成路线研究,并已申请国家发明专利,合成了2个系列的红毛新碱活性衍生物,申请了2项发明专利。通过对红毛新碱抗心肌缺血活性进行整体药理学研究,王嗣岑教授为将红毛新碱从实验室推向临床提供了详实的实验依据。红毛新碱获十二五科技重大专项“重大新药创制”候选药物研究课题立项,研究结果为中药物质基础分析及天然来源创新药物研究提供了新思路。
相关研究结果发表在J Pharm Biomed Anal、Food Chem及Chromatographia等国际著名性期刊上,获授权发明专利2项。国立台湾大学李水盛教授等在《Fitoteraoia》及密西西比大学Dasmahapatra教授等在《Chem Res Toxicol》发表相关研究论文,引用候选人论文认为:红毛新碱是从红毛七(类叶牡丹)中发现的抗心肌缺血芴酮类新化合物。
再次,王嗣岑和科研团队还建立了天然活性成分与受体相互作用研究方法、活性成分体内分析方法,为中药药效物质、作用机制与质量控制研究提供了有效手段。他们成功建立了细胞膜色谱区带流出分析法,并用于6种α1A受体拮抗剂以及7种活性生物碱与α1A受体的亲和作用分析。前沿置换试验证实坦索罗辛和特拉唑嗪作用于α1A受体的同一位点,而羟甲唑啉却作用于受体的其它区域。测定结果与文献报道的放射配体受体结合分析的结果一致。他们建立了非线性色谱模型“一次进样”解析配体的亲和与解离常数,将计量置换模型应用到CMC中,表征塔斯品碱衍生物与EGFR的相互作用,对分子间的弱作用力进行解析。研究结果为研究药物-受体相互作用提供了新的“动态”分析方法,发展了细胞膜色谱理论及方法,为天然药效物质、作用机制与质量控制研究提供了有效手段,为明确化合物结构特征、与受体作用力类型及生物活性之间的关系提供理论依据,并拓展了药物分析在相关学科中的作用,促进了学科的发展。
相关研究结果发表在J Chromatogr B、Comb Chem High T Scr及J Pharm Biomed Anal等国际著名期刊上。黑龙江中医药大学校长匡海学教授在《Evid-Based Compl Alt》发表综述文章引用王嗣岑多篇论文认为:CMC结合区带流出法是研究活性化合物与受体相互作用特性的有力技术;CMC联用HPLC、HPLC/MS是以天然药物为来源的药物发现的有力工具。2013年,王嗣岑应邀参加“药物分析创新发展论坛”并作题为“天然生物碱与受体相互作用研究”的报告。
合作缔造成功
一个科研成果的诞生不可能只是一个人的作用,它需要整个科研团队成员的相互协作,共同努力。王嗣岑教授取得的成功更离不开科研团队合作的力量。作为国家中医药管理局“中药分析(三级)”实验室主任、“天然血管药物筛选与分析”国家地方联合工程中心副主任,王嗣岑教授领导的团队由14名中青年学术骨干组成,其中教授2人,均为博士生导师;副教授5人、讲师7人,平均年龄36岁。在团队成员中不乏佼佼者,其中,卫生部有突出贡献中青年专家1人,教育部新世纪优秀人才2人,陕西省中青年科技创新领军人才1人,陕西省青年科技新星2人,享受国务院特殊津贴2人,陕西省三秦人才津贴5人。此外,团队中以第一完成人获国家技术发明奖二等奖1项,陕西省科学技术奖一等奖3项,先后承担国家级科研项目20余项,发表论文400余篇(其中SCI收录172篇),授权发明专利26项。这是一支涵盖细胞生物学、分析化学、药物分析学、药理学、药物化学等多学科融合的研究队伍,他们均具有博士学位,研究技术较为全面且具有可持续发展性。
在王嗣岑的带领下,团队的研究方向以药物分析新方法(包括筛选发现、药物受体相互)和创新药物研究为中心,在此基础上进行天然活性成分筛选分析、仪器开发。重点研究领域有:1)秦巴山区特有药用植物活性成分筛选发现;2)复杂体系目标物筛选发现二维色谱仪研制;3)活性成分-受体相互作用新方法开发;4)中药安全性和有效性评价新方法研究。
此外,团队围绕“血管性药物”开展科学研究和应用开发研究,形成了富有特色、优势明显的研究方向:1)创新天然药物筛选与开发;2)抗心脑血管新药开发与转化;3)抗肿瘤新药开发。近5年来,团队筛选5个天然来源的单体候选药物(2个获得国家“重大新药创制”专项资助);开发2个中药新药(正在进行三期临床试验;已转让给清华德人西安幸福制药有限公司),3个保健食品(已转让给清华德人西安幸福制药有限公司,其中自然静已上市);并与陕西步长制药有限公司、陕药集团、西安盛康制药有限公司、西安正大制药有限公司等制药企业,通过多种合作方式为企业的相关产品筛选、研究和开发提供服务。
除了团队内部合作,与其他团队的合作与交流对于科研成果的诞生也很关键。尺有所短,寸有所长,唯有取长补短才能不断进步,屹立于历史发展的潮流之中。近年来,王嗣岑带领团队与日本武库川女子大学Haginaka教授(J Biomed Pharma Anal主编)、美国环境分子科学国家实验室Rui Zhao研究员、日本大阪大学Ozasa教授、澳门大学李绍平教授等建立了良好的合作关系,长期进行合作与学术交流,相互促进了彼此的科研发展。
谈到未来的发展方向,王嗣岑教授指出,首先,未来几年团队将依托“天然血管药物筛选与分析”国家地方联合工程研究中心平台,面向国家重大战略需求和国际科学与技术前沿,积极争取并主持国家重大科研项目,在药物筛选与分析新方法、创新药物开发等相关领域开展原创性和关键技术攻关,力争取得重大标志性成果。其次,将以“药物分析学”博士点为支撑,以创建的固定化细胞色谱及细胞膜色谱分析技术、药物受体相互作用色谱分析技术以及基于天然活性成分结构优化与开发等的基础及应用基础研究为突破,形成天然活性成分生物色谱分析研究的特色方向,提高药物分析学科在国内外的影响力。
而关于科研团队的建设目标,王嗣岑教授指出,经过未来5年的努力,争取把研究团队建设成为在国内药物分析领域具有重要影响并在国际生物医学与药物分析技术领域具有知名地位的创新团队之一,培养一支学术水平高、团结创新的中青年科研团队,为我国创新药物研发和药物分析技术提供技术和理论支持。
药物研发是一项社会福利事业,更是拯救生命、惠及后代、造福万年的事业。王嗣岑教授在这项科研事业上的道路还有很长,还有很多的药物等待着他去研发,还有很多的病人等待着他去拯救。我们坚信,在他的领导下,这支年轻的科研团队必将取得更多璀璨的成果,必将带领中国的药物分析学科冲出亚洲,走向世界。