解碼“蛋白質(zhì)工廠”:堅(jiān)持走難而正確的路
作為生命體最重要的分子之一,蛋白質(zhì)是所有生命活動(dòng)的基礎(chǔ)物質(zhì),具有極其廣泛的功能和作用。不過(guò),傳統(tǒng)制造方法是用細(xì)胞培養(yǎng),過(guò)程復(fù)雜耗時(shí)長(zhǎng),“現(xiàn)在的新工藝,是將細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的生產(chǎn)過(guò)程搬到了細(xì)胞外,從單個(gè)細(xì)胞各自為戰(zhàn)的小作坊,變成了集團(tuán)化生產(chǎn)的大廠?!笨荡a(上海)生物科技有限公司(下稱“康碼生物”)負(fù)責(zé)人郭敏說(shuō)。
近期,記者走進(jìn)了位于上海郊區(qū)的康碼生物,看這座“蛋白質(zhì)工廠”是如何讓蛋白質(zhì)“合成萬(wàn)物”成為可能的。
與“蛋白質(zhì)”較勁
上學(xué)期間,郭敏以優(yōu)異的成績(jī)考上了中國(guó)科技大學(xué),本科、碩士、博士都是在這里就讀。博士畢業(yè)去了美國(guó)做博士后,從助理教授做到教授,一直從事的就是與蛋白質(zhì)相關(guān)的研究。用他自己的話說(shuō),“這輩子跟蛋白質(zhì)較上了勁兒”。
在美國(guó)上學(xué)期間,郭敏曾問(wèn)自己的導(dǎo)師,怎么才能成功,導(dǎo)師說(shuō)要be different(做不同),然后問(wèn)導(dǎo)師怎么才能be different,導(dǎo)師說(shuō)要be unique(做獨(dú)一無(wú)二),又問(wèn)怎么才能be unique呢,導(dǎo)師說(shuō)就是be yourself(做自己)。
“對(duì)我來(lái)說(shuō),做蛋白質(zhì)就是在做自己。”郭敏說(shuō):“當(dāng)你對(duì)一個(gè)領(lǐng)域有了足夠了解,在這個(gè)領(lǐng)域做各種事情,就會(huì)比較開(kāi)心。就像游泳,如果你會(huì)了,你就可以在水里隨意翻騰,做各種動(dòng)作?!?/p>
據(jù)了解,蛋白質(zhì)是整個(gè)生物醫(yī)藥大健康領(lǐng)域最基礎(chǔ)的物質(zhì),不管做藥品、化妝品,還是康復(fù)檢測(cè)方面,底層物質(zhì)都是蛋白質(zhì)。傳統(tǒng)上,研究者可以利用細(xì)胞表達(dá)體系來(lái)制備需要的蛋白質(zhì)。然而,受限于細(xì)胞生長(zhǎng)、維護(hù)、污染等因素,細(xì)胞表達(dá)體系面臨一些瓶頸和挑戰(zhàn),尤其是在高通量生產(chǎn)和定制蛋白質(zhì)方面。
而康碼生物研發(fā)的無(wú)細(xì)胞蛋白合成技術(shù),就突破了傳統(tǒng)的“細(xì)胞工廠”模式,將細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的生產(chǎn)過(guò)程搬到了細(xì)胞外,從單個(gè)細(xì)胞各自為戰(zhàn)的小作坊,變成了集團(tuán)化生產(chǎn)的大廠。由于它的簡(jiǎn)單性、開(kāi)放性、便攜性和易放大性,給生物合成工程化提供了極大的自由度,讓“合成萬(wàn)物”成為可能。郭敏說(shuō):“一般方法合成蛋白質(zhì)需要一個(gè)月的時(shí)間,工藝復(fù)雜,而且中間很容易出問(wèn)題。公司研發(fā)的新技術(shù)可以直接體外合成蛋白,只需要三個(gè)小時(shí)?!?/p>
走難而正確的路
“科技的競(jìng)爭(zhēng)是時(shí)間的競(jìng)爭(zhēng),盡管現(xiàn)在中國(guó)與歐美之間在生物醫(yī)藥方面還有一些差距,但并不是特別大。國(guó)際上,生物醫(yī)藥的起源大概是在20世紀(jì)50年代,這是一門(mén)相對(duì)年輕的學(xué)科。時(shí)間越短,就越容易追趕,高科技行業(yè)很多時(shí)候拼的就是時(shí)間的積累?!惫粽f(shuō)。
對(duì)于國(guó)內(nèi)生物醫(yī)藥未來(lái)的發(fā)展,郭敏表示,國(guó)內(nèi)現(xiàn)在的政策、市場(chǎng)、環(huán)境等外部條件都很好,有利于生物醫(yī)藥整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。但郭敏說(shuō),創(chuàng)業(yè)并不容易,一個(gè)理論從模式出發(fā),還需要材料、技術(shù)、軟件、算法、工藝等突破,才能從實(shí)驗(yàn)室走向工廠。
現(xiàn)在,公司已經(jīng)走進(jìn)第八個(gè)年頭。這八年,郭敏可以用兩個(gè)“想不到”總結(jié):第一,想不到蛋白質(zhì)體外合成走向產(chǎn)業(yè)化這么難,這與單純做基礎(chǔ)研究有著天壤之別,在實(shí)驗(yàn)室,研究經(jīng)費(fèi)可以支撐你埋頭研發(fā)。但創(chuàng)業(yè)過(guò)程中,有無(wú)數(shù)個(gè)問(wèn)題等著你去解決,例如研發(fā)設(shè)備的定制化,研發(fā)資金、生產(chǎn)空間是否充足等。
第二個(gè)令郭敏想不到的是,在上海,以上問(wèn)題都能被很快解決?!皬埥瓋?yōu)越的創(chuàng)業(yè)生態(tài)給了不少支持,例如高端、多元化人才的引進(jìn),稅收層面的利好政策,完善的產(chǎn)業(yè)鏈上下游等,這些都為公司的創(chuàng)新研發(fā)提供了源源不斷的動(dòng)力?!?/p>
堅(jiān)持走難而正確的路?;讵?dú)有的蛋白質(zhì)智能算法設(shè)計(jì)平臺(tái)與無(wú)細(xì)胞體外合成蛋白質(zhì)技術(shù)平臺(tái),康碼生物已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一系列具有生物活性的新型蛋白質(zhì)產(chǎn)品,涵蓋生物醫(yī)藥、創(chuàng)新醫(yī)療器械、化妝品與醫(yī)美、食品、動(dòng)物與植物營(yíng)養(yǎng)等多個(gè)領(lǐng)域。
向行業(yè)“圣杯”進(jìn)發(fā)
有人曾經(jīng)問(wèn)愛(ài)因斯坦,假如生命就剩24小時(shí),你會(huì)選擇做什么?愛(ài)因斯坦想了想說(shuō),會(huì)花23個(gè)小時(shí)的時(shí)間思考要做什么,然后花最后一個(gè)小時(shí)去做。郭敏說(shuō):“這個(gè)故事說(shuō)明了思考的重要性。我住的地方離公司比較遠(yuǎn),經(jīng)常在路上思考每天需要處理的事情,到公司就可以著手做了。”
對(duì)于未來(lái),郭敏說(shuō):“科技企業(yè)還是要從源頭上掌握核心技術(shù),而不只是做終端應(yīng)用。康碼生物的商業(yè)布局不限于無(wú)細(xì)胞蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)和技術(shù),更包括生物大健康領(lǐng)域的藍(lán)海市場(chǎng)。希望通過(guò)與行業(yè)龍頭企業(yè)的合作,以及自身的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,能夠給全社會(huì)創(chuàng)造價(jià)值。”
郭敏表示,基于大規(guī)模的無(wú)細(xì)胞蛋白質(zhì)合成體系,人工合成的血紅蛋白成為公司正在發(fā)力的一個(gè)方向。血液制品的供給不足,不僅是我國(guó)的難題,也是一個(gè)全球性的難題。要想徹底解決這一難題,人造血液無(wú)疑是最有希望的答案。
所謂人造血,一般就是指“人造紅細(xì)胞”。血液是一種極為特殊的液體器官,其中的物質(zhì)特別豐富,包括白細(xì)胞、紅細(xì)胞、血小板,以及大量的電解質(zhì)、蛋白質(zhì)等,其中血紅細(xì)胞約占人體血漿體積的45%,是血液中最主要的活性成分。由于人類全血成分非常復(fù)雜,人造全血幾乎是不可能的,但用于搶救的輸血只是利用紅細(xì)胞中血紅蛋白的攜氧功能。
“人造血被稱為生物醫(yī)藥行業(yè)的‘圣杯’,接下來(lái)還要加碼在此領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)?!惫粽f(shuō)。目前,康碼生物的人造血紅蛋白已經(jīng)完成了分子定型,即將進(jìn)入臨床前研究階段。這種全新的“人造血”如果能夠研發(fā)成功,將廣泛應(yīng)用于急救、外科手術(shù)、ICU、戰(zhàn)時(shí)等場(chǎng)景,具備極高的臨床價(jià)值。