用“執著”書寫生長因子基因新藥壯麗篇章
——記教育部長江學者特聘教授暨長江創新團隊負責人李校堃教授

本刊記者 王銀鳳 張欣浪

用“執著”書寫生長因子基因新藥壯麗篇章
——記教育部長江學者特聘教授暨長江創新團隊負責人李校堃教授

本刊記者 王銀鳳 張欣浪

2009年1月11日，北京人民大會堂氣氛熱烈，2008年度國家科學技術大會伴隨著雄壯的國歌聲拉開了帷幕。有一位中年科學家，在與國家領導人胡錦濤主席握手時，深邃的眼神掩蓋不住眼角激動閃爍的淚光，他就是獲2008年度國家技術發明二等獎的第一完成人李校堃教授，其實在這之前李校堃教授已經擁有了諸多光環，諸如教育部長江學者特聘教授、教育部長江創新團隊首席科學家、“新世紀百千萬人才“國家級人選等，但此時此刻，為何他顯得如此激動呢，后來他告訴大家“本次獲得國家發明獎是對從事成纖維細胞生長因子研究幾代人的工作最好的肯定和認同，是近二十年辛勤汗水澆灌的璀璨花朵。作為一個長期專注于成纖維細胞生長因子領域的學者，感到由衷的喜悅和激動……”

應該說，人類與疾病的斗爭貫穿于人類文明發展史的全過程，從古老的中草藥到后來的化學藥，無不在改善人類的健康方面作出了積極的貢獻。而生物制藥作為近幾十年來醫藥發展的新方向，由于其作用特異、效果強大、安全性能好等突出優點，日益成為了醫藥科技工作者追逐的焦點。成纖維細胞生長因子FGF作為眾多生物制藥中的一個重要成員，是一種對來源于中胚層和神經外胚層的多種類型細胞具有廣泛的生物學活性的重要功能蛋白。在臨床上，FGF對人體的骨骼系統、消化系統、血液系統、呼吸系統、內分泌系統、生殖系統、免疫系統、神經系統都具有非常重要的作用，具有廣泛的應用前景。FGF家族至今已有23個成員，而且這23個家族成員，具有著各自獨特的作用特點和臨床應用價值。研究得最多的FGF-1和FGF-2對大面積燒燙傷、難愈性潰瘍等具有極其重要的促愈合作用；而對于骨骼系統，FGF-8可以促進生成大量的成骨細胞、抑制破骨細胞，治療骨質酥松、股骨頭壞死、關節炎、風濕病和因鈣缺乏導致的疾病；對內分泌系統，FGF-19,21,23可以促進人體荷爾蒙生長，加強各種酶、荷爾蒙的分泌，增強腎功能，加強水的代謝，幫助體內排毒；F-11對于免疫系統，可以刺激胸腺再生，加快淋巴T細胞、B細胞、吞噬細胞的生成，提高免疫功能，吞噬病毒病菌和癌細胞，治療癌癥和腫瘤；對神經系統，FGF-1,10可以加快恢復神經系統功能，促進腦神經細胞、樹突生成，逆轉腦萎縮，加快深度睡眠，治療老年性癡呆、神經衰弱、記憶力減退、神經性頭痛……在臨床上，FGF可用于創傷修復和治療心腦血管疾病、神經系統疾病等，具有廣泛的應用前景。美國FDA已批準將FGF用于治療冠心病進入Ⅱ/Ⅲ期臨床，國外專家預計FGF在未來十年的全球市場潛力可達50億美元。

在國外FGF均采用溫控誘導型，表達產物以不溶的包涵體形式存在，經過變性復性后，導致FGF的活性降低甚至喪失且產量低；同時由于FGF不是糖基化蛋白，易于凝聚沉淀，難提出和保存，另外，FGF存在的穩定性和安全性缺陷等尚待解決的問題。基于廣闊的市場前景及FGF開發中尚待解決的關鍵工程技術問題的問題，二十多年來，李校堃教授在生物界如林劍教授等老一輩科學家的指點下，帶領FGFS科研團隊一直專注于成纖維細胞生長因子的研究并取得了國內領先、國際先進的研究成果及水平。

自上世紀90年代初以來，科研團隊從建立FGFs的E.coli穩定表達體系開始，進而建立可溶性高效表達體系和對FGFs進行有效的定點修飾改造，成功實現了FGF產品的三次技術提升，對國內生物醫藥行業起到重要的推動和示范作用：早期FGF的來源主要從牛腦垂體中提取，存在提取工藝復雜、得率低、成本高和難以規模化制備高純度的FGF蛋白的難題，科研團隊在90年代初即以基因工程方法構建了重組FGF基因工程菌，采用發酵方法實現堿性成纖維細胞生長因子的規模化生產，實現了FGF藥物的第一次技術提升，在國家“八五攻關計劃”項目等支持下，于1996年獲得國內第一個重組牛堿性成纖維細胞生長因子rbbFGF一類新藥。在產品應用過程中，科研團隊發現牛源性第一代bFGF可能有免疫原性和誘導免疫排斥反應，存在人體順應性差的弱點，于是開始克隆人源FGF基因，構建穩定、高效表達人FGF的工程菌株，采用高密度發酵法及改良的二步排阻提純工藝，分離得到純度大于99%的目的蛋白，實現了FGF藥物的第二次技術提升，成功開發出第二代人源化bFGF，獲得了重組人堿性成纖維細胞生長因子rhbFGF一類新藥。后來，科研團隊又發現上述FGF在規模化生產中主要是以包涵體表達以及FGF蛋白N末端易降解、FGF蛋白易于聚合變性的工藝技術問題，科研團隊遂采取兩種策略：對人源aFGF進行遺傳改造，采用N末端遺傳突變的方法，將N末端19個氨基酸刪除，成功構建了高效表達的aFGF135基因工程菌株，實現了可溶性表達，表達量達到20%，在不影響FGF的生物學活性前提下，三批檢定結果表明，缺失后重組蛋白的N末端降解和二聚體形成率明顯降低，實現產品的第三次技術提升！在國家十五863項目等支持下，在2006年再次獲得重組人酸性成纖維細胞生長因子rhaFGF一類新藥。

二十年的努力，取得了三個國家一類新藥，一舉奠定了李校堃教授的科研團隊在國內乃至國際上生長因子研究領域的重要地位。

左：李校堃教授向浙江省副省長鄭繼偉和溫州醫學院院長瞿佳匯報工作右：李校堃教授與諾貝爾獎獲得者美國加州理工大學馬庫斯教授合影

在新藥成功開發的基礎上，科研團隊高度重視科研成果的轉化和應用，聯合生產企業，組織國內多家醫院，首次將FGFs應用于臨床創傷、燒傷病人，系統研究了FGF對各類損傷的保護及修復效應與作用機制，改變了過去單純應用傳統藥物通過控制感染促進修復的“被動治療”理念，FGF通過主動修復方式促使傷口愈合，為創傷修復提供了新的手段，并提出了“主動修復”的治療概念。目前FGF已經應用到燒傷、整形、普外、婦產、皮膚、骨科和五官科等各大科室，為患者提供了快速顯效的主動促愈合新藥，取得了顯著的社會和經濟效益。

目前，圍繞生長因子基礎和應用開發研究，李校堃教授及其帶領的科研團隊已經取得了較為豐碩的成果：他圍繞重組成纖維細胞生長因子家族(FGFs)開展蛋白藥物的分子設計、結構修飾、靶點篩選，對FGFs新突變體從分子、細胞、動物模型水平進行系統研究，闡明FGFs促創傷修復、神經保護及心肌保護等藥理作用機制。他帶領的科研團隊發現了FGF參與調控糖尿病并發癥，也發現FGF對生殖發育的影響及調控新機制，為該類藥物廣泛應用提供了理論基礎。在基礎研究領域，發表了有關生長因子方面的論文200余篇，其中SCI收錄的有120篇，包括PNAS，JACC，BLOOD等國際著名學術刊物；圍繞工程技術研究，申請了42項發明專利，獲得授權9項；承擔了一大批國家863、國家新藥創制、國家科技攻關等科技項目；相關科研成果先后獲得2009年度國家技術發明二等獎、2008年度中華醫學科技一等獎、2007年度中國藥學會科學技術一等獎、2004年度國家科技進步二等獎等重大獎項。

在開展科研工作的同時，李校堃教授高度重視產學研有效結合的發展模式，先后將所承擔完成的科研成果與企業進行了捆綁式合作，孵化了三個國家發改委高新技術產業示范基地、推動了三家企業分別在境內外上市，為社會創造了巨大的財富，為推動我國生物醫藥產業的發展作出了積極的貢獻。

科學研究永遠是一個無止境的旅程，為了保持國家領先，李校堃教授圍繞生長因子研發和產業化仍在繼續著充滿挑戰和希望的征程：

1、與美國紐約大學國際FGF權威MOOSA團隊合作，開展生長因子家族新成員FGF-9,FGF-19,FGF-21,FGF-23的結構分析和構效研究，該研究不僅會在基礎理論領域產生諸多創造性成果，還將為創新藥物開發提供重要的理論依據，進而為我國乃至國際上創造更多高效安全的基因工程新藥。

2、與美國哈佛大學和路易斯維爾大學共同圍繞生長因子新成員FGF-21在糖尿病方面的治療作用及機制研究。

3、團隊正在開展FGF-2治療心肌梗死后血管修復的研究，及神經修復機新方向。并不斷進行新的藥理機制的研究。

4、利用生長因子抗體（FGF-Atibody）對腫瘤靶向親和，研究新型的人源化的單克隆抗體融合蛋白治療膀胱癌及前列腺腫瘤。

5、與國家跨國醫藥公司合作進行FGF受體特異性小分子拮抗劑的研究。篩選更好的作用更獨特的靶點。

6、利用噬菌體展示技術篩選具有特異活性的小肽（P7，P9）達到高效藥理作用的新藥。

另外，目前以李校堃科研團隊的現有科研項目為支撐，通過與地方政府和資本嫁接，成功組建了格魯斯特產業平臺，開創了地方民營資本進入生物醫藥高新技術產業的先河，同時，也加速了科研成果向生產力轉化的速度。

李教授團隊研究開發的外用重組牛堿性成纖維細胞生長因子rbbFGF分別在珠海億勝和長春長生產業化，其系列產品“貝復舒”、“貝復濟”以及“見林”已上市多年。外用重組人堿成纖維細胞生長因子(rhbFGF)在南海朗肽制藥有限公司產業化，其產品“蓋扶”于2004年上市。外用凍干重組人酸性成纖維細胞生長因子（rhaFGF）已獲得新藥證書，于2006年在上海萬興生物制藥有限公司實施產業化。其中, rbbFGF和rhbFGF新藥產業化項目分別于2002年和2005年被國家發改委列入高新技術產業化示范工程項目。由此項目支持和孵化的企業珠海億勝、長春長生、上海萬興三家企業在分別在香港、國內和新加坡上市，在資本市場得到融資，進一步推動了FGF新藥的國際化應用。此外，以FGF為活性功能原料，研制開發的用于醫學美容與整形外科保健產品“細胞活能bFGF”、“肽能細胞調控因子aFGF”等，憑借其良好的修復效果及優良的品質，深受廣大顧客的青睞，市場反響十分熱烈，銷售額已超過十億元人民幣。

李校堃教授通過三個新藥的研發，帶動了教育部和國家基因工程藥物工程中心的建設，摸索出產、學、研有機結合的產業化道路，在李教授的帶領下，科研團隊先后建立了教育部生物反應器與藥物開發工程研究中心、浙江省生物技術制藥工程重點實驗室等高水平研發平臺，而這些平臺的建立對于核心技術服務地方經濟、縮小我國在生物醫藥領域與發達國家的差距方面都作出了重要的貢獻。

李校堃教授利用科研國際制高點的資源將科研工作與教學相結合，給生物技術藥物專業本科生的教學帶來活力，創造了產學研結合的應用式藥學教學模式，獲浙江省教學成果一獎，李校堃教授指導的本科生在創業大賽中取得國家級二等獎，并獲得生物制藥國家級精品課。

李教授的出色工作吸引了一批國內外知名的藥物研究及開發學者和工程師加盟科研團隊，在生物制藥研發過程中，已經培養了一批學術水平高、戰斗力強的人才隊伍，現擁有教育部長江學者1人、國家百千萬人才1人、教育部跨世紀優秀人才2人、省有突出貢獻中青年專家2人，另外，生物制藥團隊有高級職稱20人，博士后10人，博士20人，碩士30人，其他人員20人，包括基因工程技術、藥學、藥理學、中試工藝、生產放大等方面的人才。還有30多名在讀博士、碩士研究生正在從事這方面的研究。另外，科研團隊還和眾多生物醫藥企業建立了廣泛而深入的合作，有力地推進了生物制藥學科在基礎和應用領域的雙跨越式發展。

對于已取得的成績，李教授說到：對于我們團隊盡管在世界上首次獲得對糖尿病潰瘍、創傷、燒傷的外用FGF一類新藥，但目前也有國外公司在針對心腦血管疾病適應癥開發的FGF產品走在了世界前列，我們必須依靠對于FGF產品在技術工藝改造方面的優勢，繼續在心腦血管疾病適應癥上開發具有自主知識產權的FGF新藥，爭取國際前沿水平。在21世紀基因工程飛速發展的今天，我們有足夠的理由相信，李校堃教授一定會在其“鐘愛”的生長因子領域創造更多的針對困擾人類健康的糖尿病，心臟病，腫瘤疾病的特異性治療藥物，為我國生物醫藥早日走在國際前列做出貢獻！

上：李校堃教授與中共溫州市委書記邵占維、溫州醫學院院長瞿佳等合影下左：李校堃教授給研究生授課下右：李校堃教授參加2010年3月在美國舉行的高登會議與全體專家合影