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創(chuàng)新,不走尋常路———記朱東亞教授和他發(fā)明的抗腦卒中新藥





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朱東亞,教授,博士生導(dǎo)師,南京醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院院長,江蘇省基因藥物技術(shù)中心主任,國家新藥評審專家。
  致力腦損傷與再生修復(fù)的分子調(diào)控和腦血管病創(chuàng)新藥物研究。承擔(dān)過國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目:nNOS與腦損傷后的神經(jīng)發(fā)生與突觸形成;國家重大科技專項(xiàng)“重大新藥創(chuàng)制”:抗腦卒中多肽類似物Tat-HA-NR2B9C研制;國家973計(jì)劃課題:神經(jīng)干細(xì)胞分化及其神經(jīng)環(huán)路的整合。
2010年12月8日,美國《NatureMedicine》雜志發(fā)表了一篇題為 《阻斷缺血誘導(dǎo)的nNOS與PSD95相互作用治療腦缺血損傷》的論文,文章中提出了一個(gè)治療腦中風(fēng)的新藥物作用靶點(diǎn),進(jìn)而研究出了一種小分子藥物,這種新藥既能夠起到有效的治療作用,又可避免其他藥物普遍存在的副作用過大的缺陷。當(dāng)年影響因子達(dá)到27.136的 《Naturemedicine》雜志社特邀該領(lǐng)域的科學(xué)家為此發(fā)表評論,稱這種小分子藥物的出現(xiàn) “讓我們看到了腦卒中等神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療的新曙光?!倍@篇論文的作者,正是我校藥學(xué)院院長、博士生導(dǎo)師朱東亞教授。
“科研有時(shí)需要奇想”:不尋常的科研思路
腦卒中俗稱腦中風(fēng),這種疾病發(fā)病率高且后遺癥大,包括偏癱、認(rèn)知障礙等。目前,除了一種溶栓性的組織纖溶酶結(jié)合物(tPA),還沒有好的藥物,而tPA又要求發(fā)病后立即給予治療,所以即使在美國也僅有小于5%的人適用這種藥物。在我國,因?yàn)榘l(fā)病人口普遍集中在農(nóng)村,交通不便等原因更加導(dǎo)致tPA的適用性大打折扣,只能依靠后期康復(fù)等支持療法。
  傳統(tǒng)的抗腦卒中藥物研究強(qiáng)調(diào) “靶點(diǎn)明確”,即針對某一個(gè)受體和酶或離子通道進(jìn)行研究。而這些靶標(biāo)通常具有記憶、情感、認(rèn)知等功能,藥物會(huì)導(dǎo)致這些生理功能受損甚至遭到破壞,有時(shí)其毒副作用危害甚至大于疾病本身。
  如何才能找到一種療效好又無副作用的抗腦卒中藥物?這是朱東亞教授一直以來研究的課題。在多年研究的基礎(chǔ)上,一個(gè)獨(dú)辟蹊徑的設(shè)想使他將研究的目光從抑制靶標(biāo)本身移向了“下游”———細(xì)胞內(nèi)蛋白間的相互作用。
  根據(jù)國際上的研究成果,腦卒中病理現(xiàn)象的產(chǎn)生可能與細(xì)胞漿內(nèi)的神經(jīng)元型一氧化氮合酶 (nNOS)與細(xì)胞膜上的突觸后密度蛋白(PSD95)相結(jié)合有關(guān),這兩種蛋白結(jié)合形成復(fù)合物,從可溶性變成顆粒狀的不可溶性,傳達(dá)有毒信號(hào),從而導(dǎo)致細(xì)胞死亡。朱教授由此展開思考:神經(jīng)元型一氧化氮合酶(nNOS)原來處于細(xì)胞漿,突觸后密度蛋白(PSD95)位于細(xì)胞膜,這兩者為什么會(huì)結(jié)合?是否有可能是腦損后,細(xì)胞漿內(nèi)的nNOS因刺激而發(fā)生了移動(dòng),從而到細(xì)胞膜上與PSD95相結(jié)合?如果阻斷了這種結(jié)合,能否使神經(jīng)細(xì)胞免受損傷?在經(jīng)過一系列復(fù)雜的動(dòng)物和細(xì)胞實(shí)驗(yàn)之后,這種設(shè)想得到了驗(yàn)證。
  “下一步需要設(shè)計(jì)一種小分子藥物,來阻斷它們的‘接頭’?!敝旖淌诮榻B說,新藥物的設(shè)計(jì)思路需要根據(jù)兩種蛋白的本質(zhì)和性質(zhì)來決定。從本質(zhì)上說,蛋白質(zhì)是化學(xué)物質(zhì),而化學(xué)物質(zhì)分子之間的結(jié)合需要靠鍵的作用。正如“接頭”需要“地點(diǎn)”、“暗號(hào)”等關(guān)鍵因素一樣,研究化學(xué)鍵的相互作用也需要搞清“形成什么鍵?”和“在什么位置上形成?”的問題,然后才能設(shè)計(jì)出合適的分子來取代原有的片段,達(dá)到破壞“接頭”的效果。
  藥物作用的機(jī)理聽上去簡單,但實(shí)施起來卻并非一帆風(fēng)順。從蛋白間結(jié)合的角度進(jìn)行抗腦卒中藥物的研究非常困難,在世界范圍也鮮有先例可循。同時(shí),這種藥物還需要具有唯一性,也就是說,它只能對nNOS與PSD95的結(jié)合起阻斷作用,卻不會(huì)阻斷這兩種蛋白各自與其他伴侶蛋白的結(jié)合,這一點(diǎn)非常重要,確保了唯一性才能夠排除其他不明確的潛在副作用。
  在仔細(xì)研究了兩種蛋白的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,朱教授設(shè)計(jì)了一百多種化合物,并最終篩選出了“ZL006”———一種一端親水、另一端疏水的小分子化合物。通過動(dòng)物及細(xì)胞實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,該化合物確實(shí)可以阻斷兩蛋白的結(jié)合,而且在若干種腦卒中模型中都顯示了它的療效,更為重要的是,實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)這種藥物不會(huì)影響認(rèn)知、學(xué)習(xí)和記憶,也不會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物具有進(jìn)攻性等行為異常,它不具有其他藥物針對受體的副作用。
  “我們貢獻(xiàn)了一種全新的理念?!敝鞏|亞教授說,“不一定直接給臨床提供一種藥物,但或許能為國內(nèi)外同行們提供借鑒,進(jìn)而研發(fā)出更好的藥物,造福腦卒中患者。”
  當(dāng)被問到為什么在經(jīng)歷多次失敗后會(huì)想到現(xiàn)在的研究方向并取得巨大的成功的時(shí)候,朱教授笑了笑說:“其實(shí)科學(xué)研究有時(shí)候是需要一些奇想的,不能一直按照常規(guī)思路走,那樣不容易有創(chuàng)新和突破?!?br>“從治療的角度來研究藥物”:不尋常的治學(xué)之路
近二十年的抗腦卒中藥物研究歷程,朱東亞教授一路走來的,如果沒有對自身事業(yè)的巨大熱情支撐是無法理解的。然而讓人沒有想到的是,他當(dāng)年高考填報(bào)志愿時(shí),專業(yè)志向居然是理論物理。
  1977年,高考恢復(fù)。當(dāng)時(shí)有句流行語叫做“學(xué)好數(shù)理化,走遍天下都不怕”,這也正是考生心理的普遍寫照———只有數(shù)理化才被認(rèn)為是真正的科學(xué),所以朱教授也是立志要學(xué)理科。但是命運(yùn)卻開了個(gè)奇妙的玩笑,他服從分配被調(diào)配到了蚌埠醫(yī)學(xué)院的臨床醫(yī)學(xué)專業(yè),從未想過要學(xué)醫(yī)的他當(dāng)時(shí)非常沮喪,大學(xué)一年級幾乎都是荒廢了。
  而命運(yùn)在他二年級時(shí)又發(fā)生了轉(zhuǎn)折,那一年,朱教授的父親患了腫瘤,看著做完手術(shù)躺在病床上的父親,他的內(nèi)心焦急不已。若是有能治腫瘤的特效藥,若是醫(yī)學(xué)技術(shù)足夠發(fā)達(dá),那將減少多少家庭的痛苦?那一刻,朱教授彷佛被猛然驚醒:學(xué)好醫(yī)術(shù),治病救人,何嘗不是對社會(huì)的貢獻(xiàn)。正是這段經(jīng)歷讓他意識(shí)到醫(yī)學(xué)的重要性,進(jìn)而開始對醫(yī)學(xué)產(chǎn)生了興趣,從此開始“鐵了心”要鉆研醫(yī)學(xué)。1982年,朱東亞大學(xué)畢業(yè),順利成為第三軍醫(yī)大學(xué)研究生,開始做藥物研究。1990年轉(zhuǎn)業(yè)到中國藥科大學(xué)的朱東亞開始做心腦血管領(lǐng)域的藥物研究。
  “因?yàn)槌錾砼R床醫(yī)學(xué)專業(yè),所以我一直是從治療的角度來研究藥物的。”朱東亞教授說,藥物研究的源頭性創(chuàng)新,制藥公司解決不了,單純從化學(xué)的角度研究也解決不了,“過去我們習(xí)慣‘從藥到藥’的研究,研究藥學(xué)的人對醫(yī)學(xué)了解不足,而研究醫(yī)學(xué)的人又對藥學(xué)知之甚少,這是藥物研究的困難所在。既然藥是用來治病的,那就得搞清楚這病到底是怎么回事”。只有以醫(yī)學(xué)研究為基礎(chǔ),了解疾病的內(nèi)在機(jī)理,并把臨床應(yīng)用和藥學(xué)很好地結(jié)合起來,才能夠真正做到。
  2001年開始的留學(xué)經(jīng)歷使他對國外同行們審視醫(yī)學(xué)問題的高度和科研思維的方式深有感觸,“我開始站在國際視角上思考問題,發(fā)現(xiàn)之前在國內(nèi)考慮的問題往往是小問題,”朱東亞教授這樣描述著自己出國后的感受,“當(dāng)時(shí)國內(nèi)的科研往往偏重于對一般現(xiàn)象的觀察和羅列,產(chǎn)生的結(jié)論也多為概括性的,缺乏嚴(yán)密的邏輯證明;而國外則注重找到現(xiàn)象內(nèi)部的邏輯關(guān)系,并非簡單的現(xiàn)象羅列?!边@種反差促使朱教授的科研思路發(fā)生了重大的轉(zhuǎn)變,也讓他對源頭性創(chuàng)新的問題有了更深刻的認(rèn)識(shí)。2003年回國之后,朱東亞教授一直在我校從事抗腦卒中新藥的研究,談到留學(xué)經(jīng)歷對科研工作的幫助,他說:“這讓我們在關(guān)注表象的同時(shí),注重探究深層次的機(jī)理,在源頭阻止病變的發(fā)生,而不是片面強(qiáng)調(diào)利用現(xiàn)有靶點(diǎn),這將是人類研發(fā)藥物的全新理念?!?br>  沒有創(chuàng)新的想法,就沒有思路,但要把思路付諸實(shí)施,則需要長期的研究和知識(shí)的積累。朱東亞教授進(jìn)行抗腦卒中藥物的研究已近20年,從1991年開始,他就開始著手研究抗血小板聚集及抗血栓形成的藥物,但最終因?yàn)槌伤幮圆疃坏貌环艞墶?0年代后期,得到國家重點(diǎn)項(xiàng)目資助,他開始進(jìn)行 “抑制誘生型NO合酶對抗腦卒中影響”的研究,但深入研究后發(fā)現(xiàn),雖然抑制誘生型NO合酶對早期抗腦卒中有效,但由于該酶對腦損傷的后期修復(fù)至關(guān)重要,抑制該酶則可能影響腦損傷的后期修復(fù),所以不再進(jìn)行研究。
  90年代是一個(gè)人人經(jīng)商的年代,而他當(dāng)時(shí)所在的新藥研究中心不允許橫向研究,并且由于保密原則,在新藥沒有開發(fā)出來之前是不能發(fā)表論文的,所以那十年朱教授幾乎沒有重要的科學(xué)論文發(fā)表,也沒法通過橫向研究獲得經(jīng)濟(jì)效益。說起這段經(jīng)歷,朱教授頗為感慨:“當(dāng)時(shí)覺得很失敗,不知道前途在哪里。但是回顧起來才發(fā)現(xiàn),那是重要的十年。正因?yàn)槟鞘晡夷茉谀莻€(gè)環(huán)境里沉下心來潛心科研,才能有今天的我。”正是這些失敗、挫折和寂寞,為他現(xiàn)在的成功打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
  “醫(yī)、藥的合作,新思路的誕生和實(shí)施,更需要團(tuán)隊(duì)的力量。我個(gè)人的成功經(jīng)歷只是一種偶然?!彼苤t虛地說。然而這偶然背后,我們又分明看到了一些必然。
“不要把科研做死”:不尋常的育人思路
在朱東亞教授眼中,科研不是一件痛苦的事,而是一種游戲,就好像在和科學(xué)的真相捉迷藏?!芭d趣是最好的老師”,這句話不僅是朱東亞教授獲得成就的最好印證,也是他引導(dǎo)和鼓勵(lì)青年科研工作者和研究生的信條?!叭巳硕加泻闷嫘?,就要用好奇心來做研究?!?br>  “我自己也不習(xí)慣刻板的工作方式,工作只是生活的一部分?!鄙钪械闹鞏|亞教授是個(gè)多才多藝的人,身邊的人介紹說,他很會(huì)享受生活,業(yè)余時(shí)間喜歡看“雜書”、打羽毛球,興致上來了還愛賦詩兩句。學(xué)生和他在一起也沒有壓力,雙休日的時(shí)候,他經(jīng)常跑到實(shí)驗(yàn)室和同學(xué)們聊天,交流生活和科研上遇到的問題。
  當(dāng)然,強(qiáng)調(diào)工作心態(tài)的輕松并不意味著對學(xué)生科研要求的放松,僅有興趣也是不夠的,他常常對實(shí)驗(yàn)室的研究生說:“既然讀了研,本科所學(xué)的一切都要全部歸零?!彼J(rèn)為,本科生的教育是為了適應(yīng)職業(yè)需求和社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況,而研究生的培養(yǎng)是以科研為目的,所以研究生應(yīng)該多接觸國際最前沿的東西,訓(xùn)練獨(dú)立思考的能力,站在世界的角度看待問題?!皩τ谧约翰痪邆涞闹R(shí)結(jié)構(gòu),需要不斷學(xué)習(xí)才能有所突破,這是跟隨性的,讓自己有國際的視野;但更重要的是創(chuàng)造出自己的知識(shí)體系,這才是基礎(chǔ)性和源頭性的,才能讓自己得到世界的承認(rèn)!”
  “研究生的本質(zhì)是創(chuàng)新的,潛心科研的同時(shí),還要做一個(gè)涉獵廣泛的‘雜家’”。他認(rèn)為“雜”對科研是很有幫助的,不“雜”則思維方式就會(huì)變得呆板,新奇的想法往往不是從科學(xué)本身得到,而是來自“玩”的過程,學(xué)會(huì)當(dāng)“雜家”才有利于拓寬科研的思路?!扒f不要傻讀書,用功是必須的,但是不要把科研做死了?!?br>  在同學(xué)們眼中,他是個(gè)知識(shí)淵博、平易近人的好老師,在教職工眼中,他是個(gè)帶領(lǐng)大家艱苦奮斗、白手起家的好院長。藥學(xué)院是一個(gè)很新的學(xué)院,2002年才開始成立招收第一個(gè)班,2003年,剛剛回國的朱教授來到我校接下了藥學(xué)院院長的重?fù)?dān),擺在他面前的是一個(gè)全部處于草創(chuàng)階段的新生學(xué)院,沒有實(shí)驗(yàn)室,沒有科研團(tuán)隊(duì),一切只能從零開始,完全依靠自己的力量籌建實(shí)驗(yàn)室,逐年引進(jìn)人才組建團(tuán)隊(duì),并在研究生中培養(yǎng)助手。在他的帶領(lǐng)下,2004年,藥學(xué)院終于有了獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)室,2006年開始,藥學(xué)院擁有了一級學(xué)科碩士授權(quán)點(diǎn)。隨后,江蘇省一級重點(diǎn)學(xué)科、博士后流動(dòng)站、一級博士點(diǎn)……七年來,學(xué)院的發(fā)展的越來越好,但朱東亞教授仍然謙虛地把學(xué)院的建設(shè)成就歸功于團(tuán)隊(duì)團(tuán)結(jié)的力量,他說:“我們雖然起步晚,但事情總能一步步地去完成,而內(nèi)部的和諧是學(xué)院發(fā)展的重要保證,對事業(yè)、對家庭都是一樣?!?br>  論文的發(fā)表,對于朱東亞教授來說,既是他多年科研工作所達(dá)到的一個(gè)高度,但更是課題的總體戰(zhàn)略部署的一個(gè)小階段。作為學(xué)科帶頭人,朱教授已經(jīng)為他的團(tuán)隊(duì)規(guī)劃好了前進(jìn)的方向和總體的目標(biāo)。下一步,他將和同事們一起,解決好這種新藥的臨床問題,使之能夠早日應(yīng)用于臨床。隨后,他還將“轉(zhuǎn)戰(zhàn)”神經(jīng)干細(xì)胞領(lǐng)域,在當(dāng)前工作成果的基礎(chǔ)上,研究神經(jīng)干細(xì)胞的移植成活和神經(jīng)回路重建問題,這是又一個(gè)在國際上懸而未決的科研難題。
  “科研不能做‘死’,但科研更需要熱情和付出;科研需要‘奇想’,但科研更需要踏實(shí)的工作?!闭潜е@樣的一種工作態(tài)度,朱東亞教授收獲了今天的成就,并將繼續(xù)在自己的領(lǐng)域里耕耘不輟。路,雖然不尋常,但路上的人卻一直在披荊斬棘,踏實(shí)前行。