用科技让“神草”走入寻常百姓家——记中国产业化冬虫夏草研究成功第一人柯传奎教授
2015-11-18舒鹏
○文/舒鹏
冬虫夏草是我国几百种中药材中唯一可以阴阳双补的药材,故被古人称为“神草”。这种“神草”由于生长环境恶劣,寻找难度大,导致产量极低,造成市场供不应求。
现代科学技术的发展,冬虫夏草的产业化研究被人们提上了日程,让冬虫夏草走入寻常百姓家成为众多冬虫夏草研究专家的目标。毕业于复旦大学生物学系的柯传奎教授,经过潜心研究,成为中国产业化冬虫夏草研究领域的“领头羊”,为更多的人能够健康长寿打开了一扇绿色之门。
特殊时代,上下求索
1945年出生于福建省永泰县一个书香家庭的柯传奎,凭着自己的聪明才智,考上了国内重点大学——复旦大学生物学系。在这里,他记忆最为深刻的一句话就是老师在第一堂课上说的“二十一世纪是生物学世纪。”(那是1963年),这也让他坚定了自己未来的研究方向。同时,“博学而笃志,切问而近思”的校训让他对如何做学问有了更加深入的理解。
1968年12月,大学毕业后柯传奎被分配到浙江军垦农场。思维活跃的他自己动手制作了一种真菌920(赤霉素)用于水稻增产实验。从此,他一头扎进微生物技术研究领域。
后来,柯传奎一行8位复旦生物学系毕业生被分到了杭州制药厂工作(杭州民生药厂的前身)。在这期间,为了便于研究,他主动要求从原定分配的植物提取车间改到离城较远的生产抗生素的车间工作(杭州华东制药厂的前身)。在接下来的八年当工人期间,除了车工和钣金工外,他几乎做过所有与抗生素生产设备有关的制作和抗生素生产工序。他先后参加过庆大霉素、井冈霉素、灰黄霉素、链霉素、VB12、四环素、春雷霉素、利福平、青紫霉素等“新”抗生素的试生产,了解传统和最新的各种抗生素分离方法,以至于他看一眼抗生素化学结构式,就能估计出该抗生素的提取工艺。
1978年,柯传奎主动承担了全国第一届庆大霉素协作大会提出的“提高庆大霉素质量标准”攻关项目。期间,他主持了提高庆大霉素硫酸盐成品效价的质量研究,使用了离子层析技术,发明了“庆大霉素生产低氨洗涤”新工艺。在当时厂长的支持下,在生产车间中试放大,成功地使庆大霉素成品达到了《美国药典》标准,并获浙江省科委学术论文奖和350元奖金。这也为他赢得了组建杭州第二制药厂第一个实验室的机会,有了从微生物菌种筛选、培养、发酵、纯化到制剂的基本科研设备和6个实验员,为他后来从事产业化冬虫夏草研究打下了坚实的基础。
1983年柯传奎等在青藏高原考察
1979年,在哈尔滨召开的第二次全国庆大霉素协作会上,柯传奎作了题为《提高庆大霉素成品效价的研究》的报告,公布了“低氨洗涤新工艺”,并无偿向全国同行推广了新工艺,在《医药工业》上发表了用柯传奎署名的关于庆大霉素产品质量研究论文。从此,柯传奎开始在中国医药界崭露头角,也是从那时起他开始对冬虫夏草这一名贵中药展开了研究,这一干就是30多个春秋。
潜心科研,成就中国产业化冬虫夏草研究成功第一人
柯传奎介绍说,冬虫夏草既不是虫、也不是草,而是一种微生物、一种真菌,我们吃的冬虫夏草就是吃这种真菌的菌丝体。在1979年出版的《辞海》中,有着这样的记载:在我国青藏高原雪线下,在海拔3500米至5000米的高山上,生长着一种叫“蝙蝠蛾”的幼虫。它长在地下,由于气候寒冷,降水量稀少,它从幼虫长成为成虫,需要3到7年的漫长时间。但每当夏天过后,有些幼虫会感染一种奇怪的真菌。所谓“感染”,就是真菌侵入幼虫,将幼虫变成了自己的食物和营养的来源。初冬将来时(9~10月),真菌将幼虫体内的营养全部吃完,变成真菌的菌丝体,幼虫死亡——形成虫型的“菌核”,长出“子座芽”。到了第二年初春时,真菌的子座芽生长发育并开始准备繁殖自己的后代。由于虫体的形状没有变化,就形成人们所说的“冬虫”;到初夏子座芽长出地面,形成草型的子座(实为棒状),便成为人们所说的“夏草”,冬虫夏草由此而得名。寄生在蝙蝠蛾幼虫上的真菌繁殖后代的形状是十分罕见的,它起初是子座芽开始生长,顶端膨大长出黑黑的子囊果,然后在某个瞬间,以弹射的方式从子囊果里向四周射出白色雾状的子囊孢子。未来,这些子囊孢子发芽又将寻找新的蝙蝠蛾幼虫,作为自己入侵的对象。
可以说,冬虫夏草的“虫”并非一条枯虫,如果将一条晾干的虫体扳断,可以看到里面是白色丝状的冬虫夏草菌丝体,人们吃冬虫夏草就是吃冬虫夏草菌丝体,它具有很高的医疗和营养价值。柯传奎说:真菌有几十万种,青霉素也是来自一种真菌的产物,真菌或将再次为人类的健康带来划时代的革命。这一名贵中药冬虫夏草的产业化发展一直牵动着柯传奎的心。
1980年1月4日,毕业于北京大学农学系的沈南英从初冬的虫草蝙蝠蛾幼虫的“僵虫”(菌核)中,从春天新鲜的冬虫夏草体内,从冬虫夏草子座中,从冬虫夏草单个子囊孢子,分离到了相同的冬虫夏草菌种。这一消息使身在杭州同样在关注冬虫夏草研究的柯传奎精神振奋,并隐隐感到对冬虫夏草的研究即将进入一个全新的领域。一年后,沈南英怀揣着视为命根的冬虫夏草菌种,到杭州找到柯传奎,因为当时只有柯传奎凭着真菌知识和直觉认为这菌种就是冬虫夏草菌种,所以他把当时世界上唯一的一份冬虫夏草菌种留给了柯传奎,希望柯传奎利用自己便利的科研条件为产业化冬虫夏草的研究铺设一条崭新的道路。
功夫不负有心人,经过不断的反复试验终于在1983年5月4日,从4个100毫升的三角瓶中收集到1克冬虫夏草菌丝干粉,这是向产业化冬虫夏草研究迈出的一小步,也是至关重要的一步。第二年,杭州第二制药厂有史以来第一次有了18公斤发酵冬虫夏草菌丝体干粉,接着开展了一系列以天然冬虫夏草为对照的药学、药理和临床研究,成为新中国成立后第四个国家一类新药——百令胶囊的原料和制剂(第一代产业化冬虫夏草产品)。
1983年,虽然用了“种瓜得瓜、种豆得豆”的生物学鉴定方法鉴定冬虫夏草菌种,但直到2005年各界对冬虫夏草和虫草的概念还非常模糊。2005年10月29日,由中国科学院院院士魏江春牵头,全国10多所科研院校的19位教授召开冬虫夏草专题会,魏江春院士等用基因鉴定法证明了蝙蝠蛾被毛孢(学名叫中国被毛孢)菌种是冬虫夏草菌种,并联名给国家食品药品监督管理局药品注册司和监督管理局保健品审评中心及中国科协学会学术部打报告,说明只有蝙蝠蛾被毛孢才是真正的冬虫夏草菌种。这让默默付出20余年产业化研究的成果真正得到了科学权威认证。
随后,柯传奎又用了八年(2004~2012)研制出了第二代产业化冬虫夏草——2012年获得了中国卫生部保健食品的批准证书G20120617——柯氏牌蝙蝠蛾被毛孢菌丝体胶囊。有报道说,“一种利用高科技微生物技术和最新两个专利生产的冬虫夏草,日前在浙江投入规模化生产。这意味着名贵的冬虫夏草不久后有望进入寻常百姓家。经中国科学院微生物研究所测试,所用菌种和天然冬虫夏草相同,基因图谱与天然冬虫夏草一致:相关药理研究证明,产业化冬虫夏草的免疫调节作用更强,价格却大大降低”。中科院院士、国际著名遗传学家谈家桢亲自服用后,表达了充分赞誉之情,在病床上欣然命笔题辞:“柯氏冬虫夏草 人类健康瑰宝”。柯传奎将这视为一位治学严谨的国际著名遗传学家对一项科研成果的高度肯定。
柯传奎说,第二代产业化冬虫夏草“柯氏牌蝙蝠蛾被毛孢菌丝体胶囊”,这个名称虽然很长,但是可以让消费者了解“蝙蝠蛾被毛孢菌”就是冬虫夏草;冬虫夏草就是蝙蝠蛾被毛孢菌。冬虫夏草菌长在蝙蝠蛾幼虫上,这菌属于被毛孢属的真菌,所以,在学术上取名蝙蝠蛾被毛孢。
良心产业的迅猛发展之路
柯传奎介绍说,历代中医药古籍、《中华人民共和国药典》和临床使用都证明:冬虫夏草的有效剂量是3~9克/天,“用得足”是冬虫夏草服用有效性的第一关键。他研制的第一代产业化冬虫夏草制品,一天需服15~45粒(胶囊)。而他开发的第二代产业化冬虫夏草,经专利菌种选择和专利工艺,所用的菌种与冬虫夏草ITS基因相似性达99.39%,效果更加惊人,一天只要吃4粒(胶囊),而价格却不到冬虫夏草的十分之一。
临床研究证明,冬虫夏草对神经系统、免疫系统、心血管系统、呼吸系统、消化系统、泌尿系统、生殖系统等人体的各系统都具有特殊的养生、保健、治疗作用,所以,柯传奎教授发明的产业化冬虫夏草制品,不仅对众多病人意义重大,对广大亚健康人群、中老年人来说同样意义重大。同时,低廉的价格让这一名贵中药不断走入了寻常百姓家,为促进全民健康做出了有益的贡献。
另外,柯传奎还总结了产业化冬虫夏草和天然冬虫夏草的“三同三不同”。三同是“相同的基因,相同的成分,相同的效果”;三不同是“不同的形态,不同的吃法,不同的价格”。尤其从价格方面看,柯氏牌蝙蝠蛾被毛孢菌丝体胶囊还不到同样用量的冬虫夏草价格的十分之一,是任何一个普通家庭都可以接受的价格。
用柯传奎自己的话来说,30多年来他只做了两件事:一是利用生物技术使冬虫夏草这一濒临灭绝的物种得到保护性利用;二是运用制药技术实现冬虫夏草的产业化发展,让普通老百姓也能够买得起、用得起。而正是这说出来简单的两件事,却耗费了这位已到古稀之年的老人一生的精力。
虽然取得了斐然的成绩,但柯传奎认为中国产业化冬虫夏草的路还很长,他希望有人来超越自己,有年轻人来接着攀登新的高峰。他做了一个粗略的统计,目前中国产业化冬虫夏草产量已经达到三百多吨(包括百令胶囊),已经超过天然冬虫夏草。未来人们的需求将可能达到4000吨甚至10000吨,因为人们对健康会越来越重视。
创新不止,再攀高峰
除了在产业化冬虫夏草研究方面取得的成绩,柯传奎还曾在1985年提出用联通量测量生命力;1990至1993年主持完成器官移植用药——环孢素口服液(赛斯平)研制和生产,1993年与时任副委员长吴阶平一起在《人民日报》第一版上倡议启动人体器官捐献程序;1993至1997年主持完成重组人粒细胞集落刺激因子(G-CSF,吉粒芬)和低分子肝素注射液(吉哌啉,依诺肝素);2000至2007年主持研究中华隐孔菌(治疗哮喘和肺纤维化)产业化(继续研发);2007至2013年,建立用细胞图谱鉴别中国中药道地药材的方法,并获国家发明专利。2013年11月,他与钟南山等科学家在中国全民阅读联盟第一次代表大会上,联名向全社会发出了“多写多登多读科普文章,努力实现科学兴国梦”的倡议书,引起了巨大反响。
做好科研的同时,柯传奎笔耕不缀,撰写多部科普著作,其中《中国冬虫夏草研究》、《话说冬虫夏草》等著作记录了他30多年来潜心研究中国冬虫夏草的心得和成果。在《中国冬虫夏草研究》中,他写道:世界上有500多种虫草,其中只有生长在中国青藏高原上的叫冬虫夏草;虫草几百种,但只有一种叫冬虫夏草的载入《中华人民共和国药典》。冬虫夏草因其神奇的医疗价值和只出产于青藏高原的极度稀有,使产业化冬虫夏草必然成为中国现在与未来一代又一代科学家和企业家的梦想。如今,他还在继续撰写科普作品,解答生物科学领域里人们关注的热门问题。
“老牛自知夕阳晚,不须扬鞭自奋蹄。”可以说,柯传奎教授将自己的一生奉献给了自己钟爱的生物制药行业。如今,已到古稀之年的柯教授仍奋战在生物制药科研第一线,希望能够为我们共同的“美丽中国梦”尽一份绵薄之力。