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国家科技进步二等奖背后的故事:星斗其华,赤子其魂
2019/1/10 15:29:19
党总支:    科室:党委宣传办    作者:罗闻 王洁 曹璇绚 谭恋恋    点击数:

星斗其华  赤子其魂

——国家科技进步二等奖背后的故事

    1月8日,2018年度国家科学技术奖励大会人民大会堂举行,由中国工程院院士、中南大学湘雅医院临床药理研究所所长周宏灏教授牵头,中南大学湘雅医院和湖南宏灏基因生物科技有限公司联合完成的“基于药物基因组学的高血压个体化治疗策略、产品与推广应用”项目被授予国家科技进步奖药物与生物医学工程组二等奖。
    在周宏灏院士的带领下,项目组成员前后历时30 余年,在国内首次将高血压的药物基因组学基础研究与发现、机制确证、技术开发、产品研制、基因检测、临床指导、教育培训、社会推广与示范贯穿形成一个整体。标志着我国遗传药理学和药物基因组学研究和实践处于世界领先水平,为我国个体化医学和精准医学奠定了基础,带动了临床的精准用药,为患者提供了更为有效的治疗方案。
    冰冻三尺非一日之寒。荣誉的背后,有奋斗的激情、有努力的汗水、有不懈的坚持……更多的是对湘雅荣誉至高无上的尊崇和对梦想的追求。为了记录周宏灏院士及其团队围绕“基于药物基因组学的高血压个体化治疗策略、产品与推广应用”项目研发过程中三十年如一日的坚守,本网推出专题报道,为您分享他们背后的感人故事和赤子情怀,激励更多湘雅人创新奋进,不断增强“湘雅树中坚”的力量,不断砥砺“流风千载”的湘雅精神。

为解科研谬论,勇提创新概念

    药物的无效性和毒副反应是当前临床治疗中面临的主要问题之一,绝大多数的药物其治疗有效率不足70%。因此,在使用同一种药物时,部分病人可能会出现治疗无效甚至严重的毒副反应。遗传因素被认为是导致药物反应个体差异的主因之一。如果能够发现并确证药物反应相关遗传因素,并依据其将病人分层,开展个体化治疗,有助于提升药物治疗的有效率,避免毒副反应的发生。
    高血压是全球流行最广、患病人数最多的重大慢性病。目前我国共有约2.9亿高血压患者,约占成人总数的1/3,我国约71%的脑卒中和54%的心梗死亡与高血压有关,每年产生的医药费用高达近400 亿元,高血压降压治疗达标率没有显著提高,仍不到50%。高血压较低的控制率与缺乏“以遗传背景为基础的个体化防治”密切相关,而药物基因组学可以通过对患者进行遗传分层,最终实现个体化治疗。
    时间回到上世纪80年代,周宏灏院士发现中、英两国的高血压患者普萘洛尔降压剂量相差2-8 倍,不能完全用黄种人和白种人种族间的体重差别来解释。随后,周院士通过系列研究在国际上率先证实药物反应种族差异的现象和机制,并在国际著名期刊N Eng J Med、Clin Pharmacol Ther 等发表系列论文,被同行誉为里程碑式研究。
    上述工作在国际上开创了药物反应种族差异研究领域,成为早期遗传药理学和药物基因组学的经典研究。随后,周院士在国内建立第一个遗传药理研究所,率领团队对药物反应个体差异的遗传机制开展了系统和深入研究,并开始设计和研发临床可应用的基因检测技术。
    1999年,周宏灏院士团队开始研发临床基因检测产品,高瞻远瞩地首次提出了将基因芯片应用于高血压开展个体化用药治疗的概念。也就是说,用基因芯片把高血压五大类药物一次检测出来,针对性地告诉患者合适的用药种类和剂量,以此达到精准治疗和节约成本的目的。
    当时芯片还是国际上的新技术,这一概念也才刚刚进入中国,甚至国外都只有2个公司先于周宏灏院士团队开展类似的研究。据湘雅医院副院长刘昭前教授回忆:“我们都是医学背景,只能一点点去摸索学习工科知识。当时大家都有点信心不足,要把这么先进的研究推向临床应用,确实难度很大,所有的研究和产品开发都只能从零开始一步步摸索。”
    2004年,周宏灏院士团队开始进行高血压个体化用药咨询,试图将我国发病率较高的5个高血压用药基因位点整合于同一芯片,从而实现3大类高血压用药的个体化指导。

破解诸多难题,成功研制芯片

    研究过程中最大的难题是在做PCR过程(聚合酶链式反应)时,其中1个基因位点非常难稳定。好不容易反复尝试稳定后,如何将这5个基因位点兼容在一块芯片上,又是一大难题。这些基因位点的杂交条件太多,包括杂交液的离子浓度、杂交温度、杂交时间等,每个基因位点的条件都不一样,排列组合起来有太多种方案,要不断调整反复摸索,才能找到最佳的一个。
    “我们失败了太多次,甚至想过放弃最难的那个基因位点。然而一旦去掉,研究涉及的1类最重要的高血压药物也就会被迫放弃。”据项目关键技术攻关带头人李清副教授介绍,只有完整保留5个基因位点,研究的指导意义才更强。只要有一点进展,周院士都会鼓励我们,这样我们才能坚持下来。
    尝试,失败,调整,再尝试……就这样坚持了大半年,尝试了成百上千次,周宏灏院士团队终于成功摸索出了杂交条件。
    2间实验室,每天工作至少12个小时;1间10几平米的集体宿舍,挤了5、6个研究人员;1个星期才能从浏阳的研究基地回来1次……就是在这样艰苦的条件下,研究团队花了整整3年时间,先后换了3个技术带头人,终于突破了关键技术攻关,将理论研究提出的概念,做成了应用临床的基因芯片。
    然而,在2007年申报注册时,研究团队却面临了又一个巨大难题。当时国内很少有研制芯片的,甚至连国家食品药品监督管理局都不知道这是什么样的新型医疗技术,更没有相关的政策支持,只能要求他们按照1类新药进行申报。
    “1类新药的申报需要进行临床试验、药代动力学等,而基因芯片完全不符合这些条款,只能做一些擦边球的试验,最终还是做了无用功,耽误了很多时间。”湘雅医院临床药理研究所副所长张伟教授介绍道。
    后来,国家陆续收到类似的申请,才启动了政策研究,确定基因芯片是3类医疗器械,也是级别最高、最难申请的。2012年10月,周宏灏院士团队才最终获得国家食品药品监督管理局(CFDA)颁发的首个以具体疾病个体化用药为重点的医疗器械注册证。

走过孤独和艰辛,拥抱快乐和成果

    回想起研究过程中的艰难岁月,周宏灏院士团队中的每位成员都有讲不完的感人故事……
    关键技术突破后,李清副教授开始腾出时间同时做研究和准备博士毕业。她每天早上6点起床,到火车站坐唯一一班车赴浏阳生物医药园宏灏基因生物科技有限公司做研究,下午5点半再坐车回来,晚上一直做博士毕业实验到12点,每天周而复始。
    “虽然身体很累,但是精神上非常充实和平静。既然从事了科研工作,我就一心一意尽力把这件事情做好,我想这也是科研工作者最基本的素质。”李清副教授如是说道。
    中南大学临床药理研究药物基因组转化医学研究室主任、临床药理研究所学术委员会主任陈小平教授依稀记得那是2003年冬天,正值她在周宏灏实验室工作的第四个年头,也是她即将毕业的关键时期。大年二十九,实验室里的同事们陆陆续续回家了,只有她一个人还留在实验室里。出门时,老公嘱咐她,“明天就要过年了,记得要早点回家,我们还要赶车去浏阳老家做年夜饭呢!”但那时那刻,陈小平教授心里只想着如何把实验做好,每个环节、每个细节都不能出错。
    傍晚时分,陈小平教授还在埋头实验,机器却“咔吱咔吱”发出怪响,停止了工作,原来是试剂纸用完了。她急忙联系远在五里牌的试剂厂,苦求着工人师傅再等她一下。最后,几乎是在值班师傅快要下班的最后一秒终于拿到了试剂纸。
    当她捧着一大包试剂纸,坐上空旷的回程公交车,看着车窗外空无一人的大街,她已经忘记了老公要她早回家的叮嘱。就这样,实验室里昏暗的灯光闪烁了一夜,陈小平教授竟然在长沙湿冷的冬夜里忙碌了一个通宵。
    每次临床药理研究所的重大科研申报工作,李曦老师都是团队里最后冲刺的“接力手”。每一次材料申报,他都坚守在最后,把最终版材料在系统上上报并提交,默默地为整个团队服务,为每一次成功获得奖项保驾护航。
    此次国家科技进步奖材料申报工作尤其紧张,因为要把周宏灏院士归国后20余年的工作经验和成果浓缩到短短几千字,其中的严谨和思考可想而知。李曦老师坦言,最紧张和难熬就是材料申报的最后几个小时,他一边焦急等待团队审核和最后修改的结果,一边要看着手表倒计着截止时间,几乎是在最后几分钟里成功上传。
    这样长年累月的“等待”工作,也让他养成了加班晚回家的习惯。6岁的儿子经常在家里问“爸爸怎么还不回家呀?”有次因为工作加班到凌晨3点多,当他拖着疲惫的身体回家,躺在床上看着熟睡的儿子,他心里希望能有多一点时间陪伴儿子成长,但也希望儿子能够理解爸爸为科学事业牺牲的初心。他禁不住感叹:“科学研究给我带来了快乐和成就感,我也希望能传递给家人。”
    “在科学的道路上没有平坦的大路可走,只有在崎岖小路的攀登上不畏劳苦的人,才有希望到达光辉的顶点。”昔日心酸造就团队今日成功,陈小平教授感叹:“也许只有经历过困难和艰苦奋斗,才能收获新生。”

    也正如周宏灏院士所言:努力终将会有回报,只有长年累月的积累和坚持,才能在科研路上取得成就。


责编:佘丽莎

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