每个人从出生到老去,都在承受疾病的挑战,人类也在不断发现新药去抵抗疾病。从在黑暗中摸索,到用生命科学手段去寻找新药并进行临床应用,这是一条漫长的道路。
在药典里,青蒿一把,冷水饮服,可治疟疾。屠呦呦通过对中国古代药典的研究,提取出了青蒿素,成为中国第一个诺贝尔科学奖的获得者。这是施一公崇尚的基础研究。基础研究如何推动创新发展?他现场分享了“三个故事”。
第一个故事:癌症的免疫治疗。施一公说:“癌症是人体免疫系统疾病,而癌症免疫疗法则是用抗体来恢复人体的免疫细胞,让免疫系统对癌细胞进行清除。最典型的案例就是美国前总统卡特,2015年,卡特宣布自己患黑色素瘤晚期,但三个半月后,肿瘤全部消失了,他用的就是免疫疗法和靶向疗法。我想说的是,这个让千万癌症患者延续生命的免疫疗法,就是基础研究成果,美国科学院院士陈列平不仅发现了PDL1(细胞程序性死亡-配体1),还将癌症免疫疗法推向临床,很伟大。”
第二个故事:基因测序。施一公说:“基因测序改变了我们生活的方方面面,但早期的人类基因组测序覆盖率低,成本极高,而现在测序技术早已走进了各家医院,走进了千家万户,成本仅需几千元钱。之所以能够实现低成本测序,是因为Sanger(备注:美国生物专家)发明了测序技术,虽然现在看来算是落后了,但它催生了下一代测序技术及测序仪的发明。往前溯源,可追溯到1953年Watson(备注:美国生物专家)在DNA衍生图谱中发现了基因的双螺旋结构,这是基因测序的基础,也是基础研究。”
第三个故事:心血管疾病。施一公说:“过去30年,我们发现,心血管疾病的发病跟血管里的低密度脂蛋白LDL直接相关,如果能有效降低LDL脂蛋白,就能有效保证血管里流淌的血液比较清,而不是浑浊,很可能可以避免一些心血管疾病的发生。在这个过程中,我们发现了他汀类药物的唯一靶点,并发现了受体及相关技术研究的突破。”
施一公总结说:“这三个故事想说的是同一个道理——基础研究最终能推动创新制药,推动社会发展。原始科学发现经过几十年的孕育,可能会产生一个核心技术,孕育一个强大产业,改变人类命运。”
从1997年做普林斯顿大学助教至今,施一公从事的科学研究,都在人类科学探索的最前沿。“我希望每一个突破都不辜负自己的科研时间,能够引领世界。我也希望我的研究能够通过时间的转化,造福人类,对治疗重大疾病产生效果。”施一公说。过去20多年,作为一个独立实验室负责人,他的研究在三个方面和创新制药有关。
第一个探索是细胞凋亡的研究。施一公说:“这是我们和王小东(备注:美国科学院首位华人院士)合作的,在上世纪90年代末,我们发现了一个蛋白质、四个氨基酸连续结构,可诱发细胞凋亡。基于这项技术诞生了两家公司,一家目前已在美国上市,另一家在近期被德国莫科以9亿欧元的价格收购,这是非常典型的基础研究推动的创新制药。”
第二个探索是阿尔兹海默症的研究。施一公说:“阿尔兹海默症就是‘老年痴呆症’,我从2004年开始做这个病的研究,到现在已近20年,在基础研究上已有一些突破。阿尔兹海默症与分泌酶直接相关,我的实验室是世界上第一个观察到这个酶如何剪接RNA的。这种结构生物学可以帮助更好地制药。下一步,基础研究将围绕着‘如何为临床制药提供靶点?设计一个怎样的靶点?’两个问题展开。这是我们努力的方向。”
第三个探索是恶性淋巴瘤的研究。施一公说:“现在恶性淋巴瘤发生率非常高,尤其在中国。恶性淋巴瘤有一个蛋白肌酶叫BTK,作为药物靶点,BTK的存在是强生发现的,他们还在世界上第一个做出了伊布替尼,可在蛋白肌酶的活性位点取代ATP能量分子,抑制BTK蛋白肌酶的活性。但强生的缺憾在于不够专一,同时进攻20多个脱靶的蛋白肌酶,会产生很多副作用,病人吃了会很难受。我们能做什么呢?我们用更精准的结构生物学手段,能看清分子怎么结合靶点,设计出了世界上最好的抗击淋巴瘤的药物分子,这就是‘奥布替尼’,这也是对创新制药的一个突破性贡献。”
最后,施一公精准地形容了基础研究和创新发展的关系:“在过去20多年的基础研究中,我从来没有想到的是,一个从事基础研究的科学家,竟然能参与公司制药研发,还对创新制药有这么大的贡献。后来我意识到,基础研究和创新制药只是隔着一层纸,捅破之后,完全是相通相连的。”