吳應(yīng)清
《易·系辭》中說:“形而上者謂之道,形而下者謂之器?!狈从车娇茖W(xué)研究上,基礎(chǔ)理論研究便是形而上的,產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化便是形而下的。很少有人能夠既在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域做出重要成果,又在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化方面有實(shí)在成效。一直從事藥物晶體工程技術(shù)研究的華東理工大學(xué)特聘教授任國賓便是這樣一位“能上能下”、真正打通產(chǎn)學(xué)研用鏈條的科研工作者。
十多年來,他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在藥物晶體工程方面開展了系統(tǒng)性的理論研究和技術(shù)攻關(guān),將理論預(yù)測與實(shí)驗(yàn)研究結(jié)合起來,在預(yù)測、發(fā)現(xiàn)、制備等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了一系列重大技術(shù)突破,合作企業(yè)近3年累計(jì)新增利潤上億元,提升了我國特定固體形態(tài)藥物制備技術(shù)水平,對促進(jìn)我國制藥產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型與發(fā)展具有極為重要的意義。
厚積薄發(fā) 完成從化工到制藥的轉(zhuǎn)型
任國賓是一名70后,祖籍河南。河南龐大的人口數(shù)字使升學(xué)壓力陡增,即便如此,任國賓仍以優(yōu)異的成績考入了鄭州大學(xué)的王牌專業(yè)——化工工藝專業(yè)。在那里,他打下了堅(jiān)實(shí)的研究基礎(chǔ)。
1997年,任國賓順利畢業(yè),進(jìn)入河南某企業(yè)工作。然而,天有不測風(fēng)云,一場金融危機(jī)迅速席卷東南亞,我國也受到影響?!皠偤檬墙?jīng)濟(jì)最不好的時(shí)候,我們也不發(fā)工資,我記得第一次發(fā)工資是一人一噸尿素。”任國賓回憶道?,F(xiàn)實(shí)的困厄,讓他決定考研。
1999年,他順利考取母?;すに噷I(yè)研究生,跟隨導(dǎo)師郭士嶺教授和詹予忠教授做有關(guān)藥物結(jié)晶的研究工作。通過碩士階段的學(xué)習(xí)和接觸,讓任國賓的知識結(jié)構(gòu)完成了從單純的化工到制藥的轉(zhuǎn)型,也看清了制藥的研究前景?!皬哪菚r(shí)起,便將藥物結(jié)晶研究作為自己將來的發(fā)展方向?!比螄e回憶說。
2002年,任國賓碩士畢業(yè),他選擇繼續(xù)深造,成功考取天津大學(xué)博士研究生,師從有“中國工業(yè)結(jié)晶之母”之稱的王靜康院士。在王院士的指導(dǎo)下,任國賓學(xué)術(shù)積淀日益深厚,儼然一顆新星冉冉升起。博士論文做的介穩(wěn)晶型藥物結(jié)晶過程研究獲得國家發(fā)明專利授權(quán),并通過與企業(yè)合作順利投產(chǎn)。小試牛刀,便發(fā)出奪目光輝。
任國賓博士后研究結(jié)束,面臨出站后的選擇。就在這時(shí),有朋友看了他的學(xué)術(shù)論文后,非常欣賞,多次和他聯(lián)系,希望他能夠加入全球頂尖的制藥巨頭諾華制藥在蘇州的研究中心。
“我說我不想在國內(nèi)工作,他說你可以先來做學(xué)術(shù)交流,甚至已經(jīng)買好了機(jī)票。”面對對方的盛情邀請,任國賓來到諾華蘇州研究中心做了一場學(xué)術(shù)報(bào)告。此時(shí),該研究中心正在創(chuàng)建過程中,對于任國賓這樣有能力、有想法的青年人才求之不得,人事部門開出優(yōu)越條件予以挽留。任國賓考慮許久,最終選擇加入,出任藥物結(jié)晶及成鹽實(shí)驗(yàn)室主任。
加入之后沒多久,任國賓就被派到諾華制藥總部瑞士巴塞爾工作。身邊的同事都是藥學(xué)專業(yè)科班出身,只有他是化工專業(yè)的,而藥物結(jié)晶研究又是專業(yè)性相當(dāng)強(qiáng)的,雖然原理上相近,但對藥物來講還是有其特殊之處。所以,他如饑似渴地學(xué)習(xí)醫(yī)藥知識,并與自己熟悉的化工知識結(jié)合起來,在工作中,專業(yè)技能得到了極大的鍛煉?;貒?,由于諾華的內(nèi)部調(diào)整,任國賓被調(diào)到位于上海的諾華(中國)生物醫(yī)學(xué)研究有限公司,任藥化藥學(xué)研發(fā)部首席科學(xué)家、藥物結(jié)晶及固態(tài)表征技術(shù)專家組成員?!按蠹业姆諊浅:?,團(tuán)隊(duì)都是來自全國高校和企業(yè)的非常優(yōu)秀的人才,我從他們身上學(xué)到很多?!?/p>
2010年,任國賓與諾華的合同到期,他決定不再續(xù)簽?!捌鋵?shí)2009年的時(shí)候就開始考慮,已經(jīng)能夠看到天花板了。”人生再次走到十字路口,他找到華海藥業(yè)原總經(jīng)理周明華先生商量未來去向。一直十分欣賞他,與他亦師亦友的周明華推薦他加盟上海醫(yī)藥工業(yè)研究院(簡稱“醫(yī)工院”),當(dāng)時(shí)醫(yī)工院正好缺乏像任國賓這樣的人才,雙方一拍即合。
2010年6月,任國賓以引進(jìn)人才的身份加入醫(yī)工院,受命組建了國內(nèi)第一個(gè)藥物晶體工程技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)室,與國內(nèi)的制藥企業(yè)展開合作,產(chǎn)學(xué)研全鏈條聯(lián)動(dòng)。依托醫(yī)工院的平臺(tái),他還成功舉辦了第一、二屆全國藥物晶體工程研討會(huì),為業(yè)界研究者提供了交流的平臺(tái)。
2013年,與醫(yī)工院的合同到期,任國賓第三次面臨選擇。這時(shí),一直支持他的國家食品藥品監(jiān)督管理局原副局長任德權(quán)邀請他加入華東理工大學(xué)。于是,任國賓以特聘教授的身份進(jìn)入華東理工大學(xué)藥學(xué)院,任職至今。
從鄭州到天津、從蘇州到上海,在祖國的東中部地區(qū)兜兜轉(zhuǎn)轉(zhuǎn),任國賓求學(xué)、工作,豐富的人生經(jīng)驗(yàn),為他之后從事藥物晶體工程技術(shù)研究埋下了伏筆。這十多年的時(shí)間,意氣風(fēng)發(fā)時(shí)有之,躊躇滿志時(shí)有之??伤麉s始終忘不了這個(gè)畫面:2006年,他到諾華蘇州的研發(fā)基地做完報(bào)告后,從研發(fā)基地出來,前往虹橋機(jī)場,道路兩旁都是稻田,面對這一景象,任國賓并未覺出詩意,反而生出些許荒涼。人常說,境由心生,彼時(shí),他將要踏入的研究領(lǐng)域——藥物晶體工程,是一個(gè)充滿挑戰(zhàn)、前路未卜的新興學(xué)科,將來如何?誰都不知道。
披荊斬棘 探路藥物晶體工程技術(shù)研究
藥物晶體工程技術(shù)研究藥物晶體不同堆積方式與藥物理化性質(zhì)及藥效的關(guān)系并依據(jù)設(shè)計(jì)制備合格的藥物晶體產(chǎn)品?!氨热缯f,有一個(gè)人會(huì)抓小偷,這是單個(gè)分子對藥效的關(guān)系,是第一種形式。但是,如果是100個(gè)人都會(huì)抓小偷,這個(gè)時(shí)候就不能盲目了,就要給這100個(gè)人排隊(duì),就要排誰靠前、誰靠后、誰靠中、誰做后勤,這有很多種不同的排列方式。哪種排列方式最有效?這個(gè)就是我們需要研究的?!比螄e解釋得深入淺出、通俗易懂。
從理論層面看,藥物晶體工程技術(shù)研究分為兩個(gè)層次,即藥物固態(tài)化學(xué)研究和特定固體形態(tài)藥物制備過程研究。其中,藥物固態(tài)化學(xué)研究范圍包括晶型、鹽型、共晶等藥用固體形態(tài),以及這些形態(tài)之間、形態(tài)與藥物理化性質(zhì)及藥物療效之間的關(guān)系;特定固體形態(tài)藥物制備過程研究范圍包括特定固體形態(tài)最優(yōu)制備工藝的確定及工程放大。
多年來,國外制藥企業(yè)憑借其先進(jìn)的技術(shù)和雄厚的資金,一方面不斷開展創(chuàng)新藥物研究,另一方面,不斷地將從我國進(jìn)口的原料藥粗品生產(chǎn)出高質(zhì)量的成品藥返銷中國市場,獲得更高的利潤。相比之下,我國在創(chuàng)新藥固態(tài)化學(xué)知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)、仿制藥新型固體形態(tài)開發(fā)、藥物的生產(chǎn)過程中特定固體形態(tài)藥物的控制等方面相對落后。
“因此,開展藥物晶體工程技術(shù)研究,提升特定固體形態(tài)藥物制備技術(shù)水平,對促進(jìn)中國制藥產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型與發(fā)展意義非凡?!弊鳛檩^早投身藥物晶體工程研究的專家,任國賓對現(xiàn)實(shí)有著清醒的認(rèn)識。
作為近年興起的一門新型、綜合、交叉性學(xué)科,藥物晶體工程涉及制劑、藥分、藥理、藥化、晶體學(xué)、化學(xué)工程等學(xué)科,要從理論上實(shí)現(xiàn)突破,展開系統(tǒng)研究談何容易?要在重重阻隔的專利壁壘中尋得出路,又談何容易?怎么辦?成為擺在所有人面前的難題。
初生牛犢不怕虎,一群70后、80后甚至90后,在任國賓的帶領(lǐng)下向著業(yè)界難題發(fā)起了沖鋒。
石破天驚 促進(jìn)制藥產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型
牽牛要牽牛鼻子。首先他們將突破口鎖定晶型預(yù)測難題,只有解決了這個(gè)難題,才能更好地指導(dǎo)實(shí)驗(yàn),并最終得以運(yùn)用。
隨著量子與計(jì)算化學(xué)的發(fā)展,理論研究者已開始嘗試根據(jù)分子結(jié)構(gòu)性質(zhì)對化合物的固體形態(tài)進(jìn)行預(yù)測。然而,固體形態(tài)預(yù)測技術(shù)及其對實(shí)驗(yàn)研究的支持依然存在諸多缺陷和問題,如計(jì)算周期長、效率低、成本高,嚴(yán)重阻礙了固體形態(tài)預(yù)測與實(shí)驗(yàn)研究的契合以及新型固體形態(tài)發(fā)現(xiàn)概率的提升。“這個(gè)問題一直困擾著業(yè)界,挑戰(zhàn)也非常大?!比螄e說。
為此,任國賓帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)與深圳晶泰科技有限公司合作,通過理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)合,建立一系列分子的固體形態(tài)行為數(shù)據(jù)庫,尋找固體形態(tài)形成的關(guān)鍵因素和規(guī)律。他們想到利用機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù),努力尋找代表性的分子描述符,歸納獲得不同描述符對各種固體形態(tài)產(chǎn)生的影響規(guī)律,提高藥物新型固體形態(tài)的預(yù)測效率,指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)研究。
緊接著,他們要解決的就是晶型的發(fā)現(xiàn)難題。制藥行業(yè)傳統(tǒng)的藥物固體形態(tài)篩選過程往往不能準(zhǔn)確獲得藥物的全部潛在固體形態(tài),這將為企業(yè)在知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)以及上市藥物的安全性、有效性、質(zhì)量控制等方面帶來不可預(yù)估的潛在風(fēng)險(xiǎn)。
任國賓提出同時(shí)考察外部結(jié)晶條件和分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)因素的影響,利用外源物理場進(jìn)行藥物新型固體形態(tài)的篩查實(shí)驗(yàn),從而能夠更全面地獲得該藥物的潛在固體形態(tài),其結(jié)果與基于預(yù)測得到的低能區(qū)藥物固體形態(tài)高度重合。這一難題再次被他們攻破。
以上兩大重要技術(shù)突破,在實(shí)際應(yīng)用中也表現(xiàn)不俗。在此基礎(chǔ)上,任國賓團(tuán)隊(duì)為上海醫(yī)藥工業(yè)研究院、浙江海正藥業(yè)股份有限公司等多家企業(yè)開發(fā)了積雪草酸、人參皂苷C-K等多個(gè)藥物的新型固體形態(tài)。
藥物新型固體形態(tài)的預(yù)測、發(fā)現(xiàn)難題得到圓滿解決,但任國賓和團(tuán)隊(duì)并沒有停下追逐的腳步。在業(yè)界,經(jīng)典結(jié)晶理論認(rèn)為結(jié)晶過程可以分為成核與晶體生長兩個(gè)過程,強(qiáng)調(diào)相變后的過程控制。任國賓和團(tuán)隊(duì)提出依據(jù)相變前超分子組裝調(diào)控及晶核微環(huán)境控制的理念,進(jìn)一步調(diào)控體系流體力學(xué)、溶劑與溶質(zhì)分子作用,從而控制傳統(tǒng)意義上“不穩(wěn)定”晶胚的形成,并結(jié)合過程分析技術(shù),監(jiān)測晶核微環(huán)境的變化,亦即溶質(zhì)分子簇因相互極化作用而發(fā)生形狀的改變,對特定固體形態(tài)藥物進(jìn)行點(diǎn)、線、面的過程控制,從而實(shí)現(xiàn)特定固體形態(tài)藥物的新工藝開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,在提高效率的同時(shí)減少質(zhì)量降低的風(fēng)險(xiǎn),縮短生產(chǎn)周期。
數(shù)年間,他們與上海醫(yī)藥集團(tuán)股份有限公司、浙江奧翔藥業(yè)股份有限公司、蘇州富士萊醫(yī)藥股份有限公司、浙江車頭制藥股份有限公司合作,就藥物結(jié)晶過程控制及產(chǎn)品功能性指標(biāo)改善進(jìn)行研究開發(fā),近3年內(nèi)為企業(yè)創(chuàng)造新增產(chǎn)值15億元,不僅科研成果順利實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,也讓企業(yè)得到了實(shí)實(shí)在在的利潤,更讓廣大公眾能夠以較為低廉的價(jià)格買到質(zhì)量更優(yōu)的藥品,實(shí)現(xiàn)了三贏。
休戚與共 錘煉團(tuán)結(jié)協(xié)作團(tuán)隊(duì)
仿制藥研究需要找專利突破,找新的切入點(diǎn)。“相當(dāng)于在廢棄的礦山上挖礦,你挖出來的東西還要比別人好”,其研發(fā)難度可想而知。任國賓帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)迎難而上,一往無前地拼搏著、努力著,打破國外公司的壟斷,讓國人可以買到優(yōu)質(zhì)、管用且廉價(jià)的藥。
不經(jīng)歷風(fēng)雨,怎能見彩虹。幾年時(shí)間里,在國家自然科學(xué)基金的支持下,任國賓帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)取得了一個(gè)又一個(gè)技術(shù)突破,攻克了一個(gè)又一個(gè)難題,發(fā)表學(xué)術(shù)論文40余篇,申請發(fā)明專利41項(xiàng),其中授權(quán)發(fā)明專利13項(xiàng),產(chǎn)業(yè)應(yīng)用新增利潤累計(jì)達(dá)到億元,社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益雙豐收。
取得這樣驕人成績的研究團(tuán)隊(duì)——華東理工大學(xué)藥物晶體工程技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)室,目前有特聘教授1名、副教授3名、講師1名,主要研究人員均具有博士學(xué)位和豐富的企業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)。任國賓介紹說:“他們之中有做制劑的,有做合成的,有研究晶體學(xué)的,有工程背景的,幾乎覆蓋了藥物晶體工程研究的方方面面。”
這時(shí),科學(xué)的團(tuán)隊(duì)管理就顯得尤為重要。在科研工作中,任國賓要求團(tuán)隊(duì)成員一定要有團(tuán)隊(duì)精神,同時(shí)也要有犧牲精神。由于藥物晶體工程技術(shù)研究是一個(gè)系統(tǒng)的工程,前面的研究會(huì)對后續(xù)研究工作產(chǎn)生重要影響,不僅要做好自己,還要有“一臺(tái)戲”精神。
“我們與國外存在很大的差距,歸根結(jié)底還是人才的問題。”當(dāng)年任國賓以特聘教授的身份加入華東理工大學(xué),是由于任德權(quán)的邀請,更是出于他對行業(yè)學(xué)科發(fā)展的深層考慮。因?yàn)槿狈θ瞬牛瑖鴥?nèi)從事藥物結(jié)晶工程的研究團(tuán)隊(duì)屈指可數(shù);因?yàn)槿瞬哦倘保谕懂a(chǎn)時(shí),與企業(yè)的對接存在交流困難;因?yàn)槿瞬艆T乏,相關(guān)政策法規(guī)遲遲不能跟進(jìn)……凡此種種,讓任國賓下定決心培養(yǎng)一批專業(yè)人才,為學(xué)科發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。
于是,他放棄企業(yè)的優(yōu)厚待遇,來到高校,在繁重的科研之外,還擔(dān)任博士生導(dǎo)師,親自為學(xué)生授課答疑解惑,讓學(xué)生們在學(xué)中做,在做中學(xué),將理論應(yīng)用于實(shí)踐,用在實(shí)踐來促進(jìn)理論的發(fā)展。短短幾年時(shí)間,他已經(jīng)培養(yǎng)了數(shù)十名優(yōu)秀的學(xué)生,不僅充實(shí)了研究隊(duì)伍,也為企業(yè)送去了骨干力量?!敖?jīng)常有企業(yè)問我要人?!比螄e說。
此外,科研成果要想順利實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,還需要與企業(yè)形成良好的合作關(guān)系。“企業(yè)最清楚他要什么,如果給不了企業(yè)需要的,那無異于閉門造車。我喜歡把復(fù)雜的問題簡單化?!比螄e在企業(yè)待過,他深知企業(yè)關(guān)心的核心問題,所以能真真正正地站在企業(yè)的角度去考慮,幫助企業(yè)解決實(shí)際操作中遇到的問題。他最喜歡去企業(yè)的生產(chǎn)線調(diào)研,愿意去第一線的生產(chǎn)車間,跟技術(shù)工人交流。“俯下身子,才能發(fā)現(xiàn)問題?!比螄e說。任國賓的舉動(dòng)贏得了企業(yè)的信賴,為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的利潤,也從中獲得了珍貴的第一手材料。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)從實(shí)際問題中總結(jié)凝練出科學(xué)問題,并最終在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域獲得突破。
在藥物晶體工程技術(shù)研究上,任國賓帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)做出的成績有目共睹??伤麄儾]有就此止步,還開始關(guān)注反晶體工程研究。他笑稱:“我們在當(dāng)自己的掘墓人?!笨梢灶A(yù)見,任國賓的科研之路正越走越寬。