陳衛(wèi)：小菌種大夢(mèng)想

張雙虎

今天，從醫(yī)學(xué)界、學(xué)術(shù)界到普通人，益生菌的功效已得到廣泛認(rèn)可。但在20多年前，沒有幾個(gè)人知道益生菌是什么，也很少有人去關(guān)心和研究。幸運(yùn)的是，在這個(gè)領(lǐng)域，有人在幾十年如一日地耕耘。正是他們的默默付出，讓中國(guó)人有了自己的益生菌可用。

2019年，江南大學(xué)副校長(zhǎng)陳衛(wèi)憑借在益生菌研究方面做出突出成果當(dāng)選中國(guó)工程院院士，這位低調(diào)而淳樸的科學(xué)家和他的益生菌研究才開始走進(jìn)公眾的視野。

“人體有海量的菌群，上百萬億數(shù)量的腸道微生物。隨著人們對(duì)腸道菌群研究的不斷深入，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)腸道微生物既受年齡、種族等生理狀態(tài)的影響，也會(huì)被膳食等外部因素改變，與健康息息相關(guān)。”談到自己的研究領(lǐng)域，陳衛(wèi)娓娓道來、如數(shù)家珍。

基于對(duì)腸道菌群的調(diào)節(jié)作用，近年來科學(xué)家發(fā)現(xiàn)益生菌的功能越來越多。除對(duì)便秘、腹瀉這種腸道疾病有治療作用外，益生菌還可以調(diào)節(jié)血脂、血糖，對(duì)濕疹、銀屑病、兒童感冒、酒精性肝損傷等免疫、代謝相關(guān)疾病也有一定的輔助治療作用。

“益生菌的作用很多，也非常重要。包括食源性危害因子的去除、維持腸道微生態(tài)平衡、輔助調(diào)節(jié)腦腸軸等。”陳衛(wèi)補(bǔ)充說，“益生菌發(fā)揮著健康調(diào)劑的作用，可以用于食品、保健食品，還有部分藥物。目前這方面有很多研究，也有少量商業(yè)化的產(chǎn)品。”

改革開放之初，人們的主要訴求是填飽肚子，直到20世紀(jì)90年代，益生菌研究還是個(gè)冷門，很少人知道有這樣一個(gè)產(chǎn)業(yè) 。

“因?yàn)槲覀兪亲鍪称房茖W(xué)研究的，我的主要研究領(lǐng)域是食品微生物，當(dāng)時(shí)認(rèn)識(shí)到益生菌對(duì)健康很有幫助，就隱約意識(shí)到將來人們會(huì)有很大的需求。實(shí)際上，我們?cè)缙陂_始做研究的時(shí)候，就是要抓住這樣的需求。”陳衛(wèi)相信，隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的健康需求會(huì)越來越旺盛。

前瞻的眼光和開放的頭腦使陳衛(wèi)敏銳地意識(shí)到這個(gè)行業(yè)一定有未來。于是，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成為國(guó)內(nèi)最早一批益生菌研究者。

益生菌研究的難點(diǎn)之一是菌種篩選，需要到各地對(duì)傳統(tǒng)發(fā)酵食品、健康人群等樣本進(jìn)行收集整理，投入大，工作量大，不容易發(fā)論文出成果。但陳衛(wèi)團(tuán)隊(duì)心無旁騖，踏踏實(shí)實(shí)地做著這些“無人知曉”的研究，經(jīng)過10多年的積累，直至2007年才取得突破，“功能性益生乳酸菌高效篩選及在發(fā)酵乳制品中的應(yīng)用”獲得教育部科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，后又獲得2009年度國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

益生菌是個(gè)“舶來品”。20世紀(jì)60年代，國(guó)外就開始商業(yè)化生產(chǎn)益生菌產(chǎn)品。當(dāng)陳衛(wèi)開始益生菌研究的時(shí)候，菌種資源基本被國(guó)外企業(yè)壟斷。跨國(guó)公司的技術(shù)壟斷、菌種壟斷讓他產(chǎn)生了自己選育菌種的想法。

“選育益生菌就像挑選運(yùn)動(dòng)員，往往需要‘萬里挑一。”陳衛(wèi)說，“我們開始研究的時(shí)候，國(guó)外已經(jīng)有了成熟的產(chǎn)品，所以我們就想選育有自己特色的、基于我國(guó)資源特色的菌種。”

人體消化道內(nèi)有天然的“屏障”，比如胃酸，它會(huì)幫助人們抵御外來侵害。人們有時(shí)誤食不潔凈的食品卻沒有生病，原因之一就是胃酸幫人們殺掉了一些入侵的細(xì)菌，但胃酸在殺死細(xì)菌的同時(shí)，也會(huì)殺死對(duì)人體有益的益生菌。

“好的益生菌要能抵御胃酸的殺傷力。”陳衛(wèi)說，“因此我們?cè)诤Y選菌種時(shí)要重點(diǎn)考慮它的耐脅迫特性。”

泡菜是發(fā)酵產(chǎn)品，其中有大量的乳酸菌（很多類乳酸菌都可被應(yīng)用為益生菌）。在四川、重慶、江蘇等地，民間使用一種“老壇”來泡菜。老壇長(zhǎng)期使用，其中高酸、高鹽，環(huán)境滲透壓比較高。陳衛(wèi)據(jù)此判斷，長(zhǎng)期生存在老壇里的乳酸菌應(yīng)該有更好的生理特性。

“在建立益生菌資源庫(kù)的時(shí)候，陳老師提出應(yīng)重視泡菜這種樣本來源，從泡菜中篩選出的菌株可能有較好的耐脅迫能力，在胃腸道的存活能力更強(qiáng)，益生功能更優(yōu)秀。”陳衛(wèi)的學(xué)生，博士畢業(yè)后留在陳衛(wèi)團(tuán)隊(duì)任教的副教授翟齊嘯說。

確定這樣的思路后，陳衛(wèi)就帶領(lǐng)幾位年輕老師和研究生，多次前往四川、重慶，深入鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民家中采集不同的泡菜樣本。

“在半年時(shí)間里，我們的足跡覆蓋了四川、重慶的全部鄉(xiāng)鎮(zhèn)，采集樣品800多份。然后通過建立高通量的篩選模型和功能評(píng)價(jià)體系，最終從中分離得到一系列優(yōu)良菌株。”翟齊嘯說。相關(guān)研究成果后來獲2018年度國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)（耐脅迫植物乳桿菌定向選育及發(fā)酵關(guān)鍵技術(shù)）。目前，相關(guān)菌株和專利技術(shù)已在光明乳業(yè)、葵花藥業(yè)等企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，形成了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

20世紀(jì)末，環(huán)境污染導(dǎo)致重金屬暴露的風(fēng)險(xiǎn)增加，“鉛中毒”“鎘大米”等事件時(shí)有發(fā)生，陳衛(wèi)又開始思考用益生菌膳食干預(yù)的方法來減除人體重金屬。在研究論證益生菌干預(yù)策略可行后，研究人員迅速行動(dòng)，從特異性吸附和耐受重金屬菌株的篩選開始，歷時(shí)5年多時(shí)間，選育出具有體內(nèi)生物減除鉛毒性的植物乳桿菌CCFM8661，并獲得中國(guó)、美國(guó)、歐洲等國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)，成為世界上此方面功能的首個(gè)益生菌專利。隨后，該團(tuán)隊(duì)又選育出具有生物減除鎘毒性的植物乳桿菌8610，獲得中、美、加、澳、韓等多個(gè)國(guó)家的專利授權(quán)，并獲得第十七屆中國(guó)專利獎(jiǎng)金獎(jiǎng)。這些菌株能減少消化道對(duì)重金屬的吸收，緩解重金屬暴露對(duì)機(jī)體造成的應(yīng)激和損傷，有助于體內(nèi)重金屬排出。這些專利菌株的產(chǎn)業(yè)化有助于為消費(fèi)者提供預(yù)防和干預(yù)重金屬暴露的新型食品或保健食品。

陳衛(wèi)有一個(gè)奇怪的感覺，“一進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室坐到自己的辦公桌前，心里就感到很踏實(shí)”。他回憶自己年輕時(shí)常常是“五加二”“白加黑”，周末、節(jié)假日也經(jīng)常在實(shí)驗(yàn)室度過。

如今，陳衛(wèi)帶領(lǐng)了一支有近30名教師、200名研究生的“益生菌理論與技術(shù)”研究團(tuán)隊(duì)。他也正用自己的言傳身教，告誡團(tuán)隊(duì)成員要“抓住國(guó)家和社會(huì)的重大需求攻堅(jiān)克難，并聚焦目標(biāo)，坐穩(wěn)‘冷板凳”。

陳衛(wèi)將青年教師比作“選種育種”階段，這個(gè)階段很辛苦又不可或缺。對(duì)團(tuán)隊(duì)青年教師，陳衛(wèi)堅(jiān)持分類培養(yǎng)，讓合適的人做合適的事情，“有人擅長(zhǎng)偏基礎(chǔ)的研究，有人擅長(zhǎng)產(chǎn)品開發(fā)，也有人擅長(zhǎng)管理，建好平臺(tái)，讓大家各展其長(zhǎng)”。

“在日常工作中，陳老師尤其注重對(duì)青年教師和學(xué)生科研能力的培養(yǎng)。從樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度、培養(yǎng)創(chuàng)新的思維方式和把握國(guó)際前沿的能力，到論文中標(biāo)點(diǎn)符號(hào)的修訂，陳老師都傾注大量的心血。”談及自己的成長(zhǎng)，江南大學(xué)教授、已在陳衛(wèi)團(tuán)隊(duì)工作了15年的陳海琴說，“陳老師始終把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力、學(xué)習(xí)能力、實(shí)際動(dòng)手能力放在首位。”

為培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，陳衛(wèi)聘請(qǐng)企業(yè)的專家擔(dān)任兼職導(dǎo)師，把來自生產(chǎn)一線的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)和科研需求傳遞給學(xué)生。他主持的“食品學(xué)科創(chuàng)新實(shí)踐鏈?zhǔn)浇逃瞬排囵B(yǎng)模式研究與實(shí)踐”項(xiàng)目分別于2013年和2014年獲江蘇省教學(xué)成果獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)和國(guó)家教學(xué)成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

從篩選、培育優(yōu)勢(shì)益生菌菌株到對(duì)其進(jìn)行功效探索，陳衛(wèi)團(tuán)隊(duì)前瞻判斷、準(zhǔn)確把握食品科技風(fēng)向標(biāo)。如今，他們不僅從全基因組生物信息分析層面進(jìn)行現(xiàn)有功能菌株的耐藥性、安全性評(píng)估，更深入挖掘“下一代益生菌”，闡明益生菌的更多生理功能機(jī)制，夢(mèng)想著讓更多的人用上更好的益生菌。（據(jù)《中國(guó)科學(xué)報(bào)》）