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发掘纳米生物效应之蕴

发布时间:2021-01-05 10:29:11 阅读: 来源:玻璃钢冷却塔厂家

发掘纳米生物效应之“蕴”

阎锡蕴(右)与杨东玲讨论工作。

他们是“有肝胆之人”,为了高效“共事”,便开始钻研对方的学科,不断磨合,尝试从对方角度理解问题,“从无字句处读书”,实现了学术上的创新。 ■本报记者王庆 “Hiddentalent”——在同行的众多赞誉中,阎锡蕴对这一评价感触最深。 那是2007年,她发现世界首例纳米模拟酶的成果发表在纳米科技顶级期刊《自然·纳米技术》上,该领域的专家曼努尔·佩雷斯(J.ManuelPerez)在同期配发的专题评述中对该成果做出了上述评价。 “Hiddentalent”意为“蕴藏的才能”,恰好与阎锡蕴的名字存在某种微妙的联系。一方面,作为中国科学院生物物理研究所(以下简称生物物理所)蛋白质与多肽药物重点实验室主任,她蕴含的学术才能逐步展现;另一方面,她和团队也正在努力地将科研成果的潜能转化为临床应用产品。 “一种试剂,一个新药” 走进阎锡蕴的办公室,能够感受到一股人文气息,书法和绘画作品装点着她常年工作的地方。 阎锡蕴是我国生物物理学奠基人贝时璋的弟子。上世纪80年代,贝时璋推荐阎锡蕴赴德国海德堡大学深造。在那里,她获得了医学博士学位。 屋内可以看到师徒二人的合影以及贝先生赠与她的题词。在多幅字画作品当中,有一幅正对着阎锡蕴的办公桌,上书“与有肝胆人共事;从无字句处读书”。阎锡蕴坐在电脑前随时就能看到,这是她的座右铭。然而,践行这句话却并不容易。 这位医学出身的生物学家近年来热衷于跨学科研究。例如,去年她作为第一完成人与团队成员合作获得了国家自然科学奖二等奖,该荣誉所涉及的科研项目横跨医学、药剂学、化学、物理学、生物学等多个领域。 “创新难,跨学科合作创新更难。”阎锡蕴对《中国科学报》记者说,“虽然大家说的都是中文,但却不是一套语言。比如,研究生物的说‘表达’,研究物理的说‘表征’,一开始互相之间很难沟通、理解。” 然而,他们是“有肝胆之人”,为了高效“共事”,便开始钻研对方的学科,不断磨合,尝试从对方角度理解问题,“从无字句处读书”,实现了学术上的创新。 然而,阎锡蕴及其团队并不满足于仅在学术层面获得突破。 谈及梦想,她将其概括为“OneKit,OneDrug”(一种试剂,一个新药),也就是将其科学发现转化为一种诊断试剂和一个创新药物。这是其目前工作的两大重心。 发现纳米“新星” 过氧化物酶是重要金属蛋白酶,广泛应用于化工、食品、农药、医学、环境和工业等领域。 阎锡蕴发现过氧化物酶可以有更好的替代品——氧化铁在纳米尺度具有类似过氧化物酶的催化特性,其催化效率、反应动力学参数和催化机制与天然酶相似。 这一发现曾使她和她的伙伴感到惊奇。因为从常识来看,氧化铁被认为是一种惰性物质,不可能具有酶的生物效应。她把该发现告诉中国科学院院士、著名纳米科学家解思深的时候,对方幽默地提醒她:“你没‘诈和’吧?” 要知道,科研人员由于实验设计或操作不当等原因难免会得出一些错误结论。 为了证实上述发现,她让3位学生背靠背做盲试,在同样的条件下重复做实验,得出的是相同的结果。 深入研究后,她发现,上述催化反应发生在磁纳米粒的表面,受诸多因素影响,其中Fe2+/Fe3+转换是关键,而且粒径越小催化效率越高,这种尺度效应正是纳米科学研究的核心问题。 更重要的是,阎锡蕴发现其催化效率高,而且稳定、经济、可大规模生产。这些特点不仅弥补了天然酶昂贵且不稳定的弱点,还克服了以往模拟酶催化效率不高的问题。 据此,她提出纳米模拟酶的概念,发表于《自然—纳米技术》杂志,引起医学、物理学、化学、材料学等领域的关注,被认为是模拟酶研究领域的重要突破。 基于纳米模拟酶的发现,她发明了多种新技术,并将其应用于医学成像、环境治理和农药检测等领域。 特别是,她利用纳米模拟酶发展了肿瘤诊断新技术。通过与临床医生的合作,检测了近千例肿瘤标本,结果与常规免疫组化一致,其敏感性和特异性较高,而且简便快速,尤其是突破了免疫组化法依赖于昂贵抗体的限制。 为了将纳米模拟酶转化为肿瘤诊断试剂,阎锡蕴特别邀请有着多年试剂研发和产业化经验的张德玺加入团队。此前,张德玺已在试剂企业担任高管多年,熟知试剂科研成果转化的难点及其突破方法。 目前,张德玺正与团队成员一道逐步推进纳米模拟酶肿瘤诊断试剂的产业转化工作。 研制抗癌新药 阎锡蕴梦想的另一半是研发出一种新药。 研发新药有多难?曾有位业内人士这样说过,“十一五”和“十二五”期间,国家投入了数亿元,航母下水了,飞船上天了,但我们的新药在哪里? 医学出身的阎锡蕴觉得,应该努力把自己的研究成果转化成新药,她愿意为此一试,并且在肿瘤治疗方面找到了突破口。 肿瘤发展依赖于血管提供营养和转移路径,阻断血管供给是肿瘤治疗新策略,其关键是发现肿瘤血管标志物。Avastin是目前国际上唯一阻断肿瘤血管的抗体药物,其靶点是血管内皮生长因子(VEGF)。 阎锡蕴在国际上首次发现了CD146是肿瘤血管新靶点,其抗体能阻断肿瘤血管,抑制肝癌、胰腺癌、黑色素瘤等多种癌的生长和转移,该成果以封面论文形式发表于《血液》杂志。 随后她又证明CD146抗体、siRNA和CD146EC-KO敲除均抑制肿瘤血管生成。这些已成为提出CD146肿瘤血管新靶点的最初实验证据,被同行广泛引用。 随着研究的深入,阎锡蕴发现CD146是目前已知最重要的促血管生成因子VEGF受体的共受体,无论是CD146抗体还是CD146EC-KO敲除均抑制VEGF诱导的信号传导及血管生成。特别是联合使用CD146抗体,能显著提高对Avastin原本不敏感的胰腺癌和黑色素瘤的疗效,降低其副作用。 这一发现再次发表于《血液》杂志,同期配发专题评述,认为该研究丰富了人们对肿瘤血管药物作用机理的认识。 此外,她还证明了CD146促肿瘤转移的分子机制,开发CD146人源化抗体药物,完成了抗体人源化和亲和力成熟工作。 国际著名抗体药物研发机构MRCT经过严格考察,认为该抗体作用机理明确,有望成为新的肿瘤抗体药物,并与生物物理所签订合作协议。 她也因此被推荐为国家“863”计划“肿瘤抗体药物”重大项目负责人。 对于科研成绩,阎锡蕴多次表示这都是团队合作的结果。而且她很注重培养年轻科学家,特别向记者介绍了抗体药物研发团队中的年轻成员王飞。刚刚博士毕业的他已开始在团队中担起重任。 采访过程中,阎锡蕴团队的重要成员杨东玲向记者出示了国家自然科学奖二等奖证书。这比普通尺寸都要大得多的证书似乎是对科研者付出的某种回报。 不过,对于阎锡蕴及其团队而言,这只是追梦过程中的一个逗号,激励着他们去完成科研成果应用转化的最终理想。

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