做難而有價值的研究
人物名片
李文輝:北京生命科學研究所資深研究員、清華大學生物醫(yī)學交叉研究院教授;2001年,獲中國協(xié)和醫(yī)科大學博士學位,后赴美國哈佛大學醫(yī)學院從事博士后研究;2007年,回國并開始致力于乙肝、丁肝等病毒感染研究和藥物開發(fā);2021年,獲全球乙肝研究和治療領(lǐng)域最高獎——“巴魯克·布隆伯格獎”;2022年,獲未來科學大獎生命科學獎。
近日,李文輝、楊學明、莫毅明等3位科學家分別被授予2022未來科學大獎生命科學獎、物質(zhì)科學獎、數(shù)學與計算機科學獎。未來科學大獎旨在獎勵原創(chuàng)性基礎(chǔ)科學研究,至今已頒發(fā)給袁隆平等27位科學家。今天,我們?yōu)槟榻B李文輝的事跡。
——編 者
“不好意思,讓你久等了,最近確實有點忙,從早晨一睜眼就停不下來?!?1月23日晚上9點多,李文輝終于回了記者的電話。他一邊吃飯一邊說:“幾件事情進展還算順利?!?/p>
從2011年冬天第一次采訪起,記者就知道“忙”是他的日常。近年,他一直處于“幾件事情”并行的狀態(tài)——
關(guān)于乙肝病毒入侵人體的“路線圖”日益清晰,相關(guān)結(jié)果正在驗證;他和妻子、北京生命科學研究所生物制品中心主任隋建華開發(fā)的原創(chuàng)型乙肝、丁肝候選藥物HH—003,臨床研究迎來重要節(jié)點;李文輝夫婦等開發(fā)的全譜抗新冠病毒候選藥物HH—120的臨床研究,進入沖刺階段……
知難而進:破解多年未解的世界科學難題
北京生命科學研究所(簡稱“北生所”)所長王曉東,至今記得2007年秋李文輝剛回國時和他的一次談話:
“我想研究HBV(乙肝病毒)受體,這是該領(lǐng)域十分困難但亟須解決的問題。”
“我一貫支持科學家做最難、最有價值的研究。所里會全力支持你!”
“受體”是指宿主細胞表面的某個分子,病毒只有先和其結(jié)合,才能進入宿主細胞內(nèi)。找到HBV受體,是深入研究病毒感染機制和開發(fā)治療藥物的關(guān)鍵一步。課題選定后,李文輝先帶領(lǐng)學生搜集、研究國內(nèi)外已發(fā)表的相關(guān)論文,尋找“蛛絲馬跡”。2008年春,他們從云南購買了兩只外形酷似松鼠的類靈長類小動物——樹鼩,和何文輝、黃屹等博士生一起,嘗試著飼養(yǎng)它們。由于HBV只感染人類和樹鼩等,當時條件下,只能以樹鼩為動物研究模型。
之后,他們不斷摸索,建立并優(yōu)化了研究乙肝病毒的體外感染模型,在北生所高通量測序中心蔡濤博士的幫助下,建立了樹鼩肝細胞的基因表達圖譜。
地基和研究體系逐步建立后,他們開始尋找樹鼩肝細胞里可能與HBV結(jié)合的蛋白。何文輝、郜振超、徐廣偉、馮曉峰等團隊成員夜以繼日,使用“化合物抑制”“定向探尋”“交叉捕獲”等多個方法摸索前進,HBV感染的分子圖像從黑暗中透出亮光。綜合研判后,李文輝團隊兵分兩路:一路由博士生嚴歡帶隊,用“魚鉤”“釣”;另一路由博士后鐘國才帶隊,用排除法“篩查”受體。
但是,幾個月過去了,兩路人馬均告失敗。這時,時間已過去了整整4年,學生們陷入懷疑:“是不是受體根本不存在?”
李文輝的壓力可想而知。但經(jīng)驗告訴他,他們已經(jīng)到了黎明前最黑暗的時刻。他對大家說:“受體肯定存在,只是非常隱蔽。我們既然已經(jīng)走了這么遠,為什么不走得更遠些?”
“如果最后找不到怎么辦?”有學生問?!翱茖W上的重大發(fā)現(xiàn),都是經(jīng)過一代甚至幾代科學家探索才完成。如果我們竭盡全力,不成功,也不會后悔。”他話鋒一轉(zhuǎn),“我們其實離目標不遠了,如果放棄,之后受體被別人發(fā)現(xiàn)了,大家會不會后悔?”大家聽完,又鼓足干勁繼續(xù)摸索……
這時,隋建華回國加盟北生所。她和嚴歡等又對“魚鉤”進行創(chuàng)造性改進,繼續(xù)尋找“小金魚”。
2012年1月7日午夜過后,在蛋白質(zhì)組中心主任陳涉幫助下,通過質(zhì)譜鑒定,團隊成員景致毅在多條外形很相似的“魚”中找出了可能的“小金魚”。1月11日凌晨,初次驗證結(jié)果表明:這條“小金魚”——鈉離子—?;悄懰峁厕D(zhuǎn)運蛋白(NTCP),很可能就是受體。此時已近春節(jié),嚴歡、鐘國才、徐廣偉等放棄回家過年,與李文輝、隋建華繼續(xù)攻關(guān)。2012年1月27日大年初五凌晨2點多,嚴歡得到了一個關(guān)鍵結(jié)果:把受體導入原來不能被丁肝病毒(HDV,它是HBV的衛(wèi)星病毒,兩者共用一個受體)感染的肝癌細胞,結(jié)果實現(xiàn)了感染。
之后,他們又嘗試多種方案,終于完成了HBV功能獲得驗證,以及NTCP在人類肝細胞上的功能喪失驗證,充分證明NTCP就是HBV、HDV特異性感染人類肝細胞的受體。2012年11月,相關(guān)論文發(fā)表后,得到國際同行高度認可。
“我曾經(jīng)以為,我們能夠第一個發(fā)表這項研究成果,但事實是你們贏得了這場賽跑的勝利。我們都將受益于此,尤其是那些患者?!盚BV感染研究領(lǐng)域的國際頂尖專家、德國海德堡大學史蒂芬·伍本教授在給李文輝的電子郵件中說,“這一突出成果對HBV研究領(lǐng)域的影響不可低估,它將改變現(xiàn)行研究模式,可能幫助乙型肝炎治療新藥的發(fā)現(xiàn)而為乙型肝炎患者造福?!?/p>
研以致用:研發(fā)根治乙肝的原創(chuàng)藥物
“你趕緊準備材料,送給國際同行做5年考核的評審?!蔽恼掳l(fā)表后的一天中午,王曉東看到李文輝,笑著提醒他說,“只有過了國際評審,所里才能給你提級、漲工資、增加實驗經(jīng)費啊?!?/p>
“這個先放放吧,我還有更重要的事情要做?!崩钗妮x說。找到HBV受體后,他一邊帶領(lǐng)學生繼續(xù)深入研究乙肝慢性感染機制,一邊與隋建華合作,根據(jù)已有研究成果,開發(fā)治療乙肝、丁肝的創(chuàng)新藥物。
“發(fā)現(xiàn)新知識當然重要,但更有意義的是把新知識轉(zhuǎn)化為能治病的藥?!崩钗妮x說,目前用于乙肝治療的藥物均無法根治乙肝,必須開發(fā)全新藥物。
在北京市科委支持下,李文輝、隋建華作為科學創(chuàng)始人,于2015年成立了華輝安?。ū本┥锟萍加邢薰荆ㄒ韵潞喎Q“華輝安健”),全力開發(fā)新藥。
經(jīng)過數(shù)年攻關(guān),他們開發(fā)的原創(chuàng)(FIRST—IN—CLASS)抗體藥物HH—003,于2016年完成了臨床前各種實驗。李文輝介紹,HH—003是全球首個靶向乙肝病毒表面大包膜蛋白前S1區(qū)的HBV中和抗體,可直接實現(xiàn)HBV與受體NTCP的阻斷,打破HBV在肝臟中持續(xù)發(fā)生的感染和再感染過程,進而達到功能性治愈乙肝目標。
又經(jīng)過幾年努力,HH—003終于迎來研發(fā)里程碑:2018年6月14日,國家藥品監(jiān)督管理局藥品審評中心受理了其臨床研究申請。這時,距離他們發(fā)現(xiàn)HBV受體已過去了6年。
“進展確實有些慢?!崩钗妮x解釋說,“做藥首先是科學問題,必須靠譜。HH—003是我們自主開發(fā)的全球原創(chuàng)藥物,得不斷摸索、完善、優(yōu)化,一點也不能馬虎。藥是用來治病救人的,我們要對患者的健康負責,不能盲目搶時間、趕進度?!?/p>
“HH—003的安全性表現(xiàn)良好,所有入組的受試者都沒有問題!”2019年1月的一天,李文輝給記者打來電話,語氣少有的輕松,“由于是第一次用于人體,我前陣子覺都沒睡好,直到看到北京協(xié)和醫(yī)院做的Ⅰa期初步臨床結(jié)果,心里的石頭才落了地?!?/p>
2019年6月,HH—003先后在吉林大學附屬第一醫(yī)院和首都醫(yī)科大學附屬北京友誼醫(yī)院啟動Ⅰb期臨床研究,測試藥物的療效及使用劑量。
“HH—003展現(xiàn)出良好的安全性和抗病毒活性。在免疫清除組受試者中,經(jīng)HH—003每兩周一次靜脈注射,共3次給藥后,明確觀察到了HBV DNA及乙肝病毒表面抗原下降?!鼻安痪茫本┯颜x醫(yī)院教授賈繼東在國際會議上報告了HH—003Ⅰb期臨床研究的安全性、耐受性、藥代動力學和初步療效數(shù)據(jù)。
“從目前結(jié)果看,HH—003潛力不錯。”李文輝說,Ⅱ期臨床已于2021年9月在多所醫(yī)院啟動,進展都很順利。“丁肝藥物的臨床結(jié)果也很不錯,期待成為同類藥里最好的?!?/p>
精益求精:開發(fā)高效全譜原創(chuàng)抗新冠藥物
近兩年李文輝特別忙,因為他給自己加了一個臨時任務——開發(fā)抗新冠病毒的新藥。
早在2003年,在美國做博士后研究的李文輝在導師邁克·法贊和同事等的支持下,在世界上第一個找到了SARS的受體——血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2(ACE2,也是新冠病毒的受體)。同年6月,相關(guān)論文發(fā)表在《自然》雜志上。
新冠肺炎疫情發(fā)生后,李文輝意識到,新冠病毒突變在快速增加,感染后表現(xiàn)呈現(xiàn)多樣化。他找到王曉東,向他表示:“我們應該抓緊開發(fā)一種全譜性藥物,以防萬一。”王曉東很快從所里調(diào)劑了一筆專門經(jīng)費,全力支持。就這樣,李文輝和隋建華迅速投入抗新冠病毒藥物開發(fā),在藥物設計上精益求精:針對新冠病毒變異性強的特點,以其受體ACE2為靶點,設計特殊的藥物分子結(jié)構(gòu),阻斷它進入人體細胞的通道;充分考慮老年人、孕婦、哺乳期女性等人群用藥安全,把直徑40納米的藥物設計為霧狀噴劑,通過霧化吸入或鼻噴霧劑形式,讓藥物只均勻覆蓋在肺和上呼吸道表面……
一年多后,他們成功實現(xiàn)了設計目標。臨床前研究表明,抗新冠病毒HH—120的安全性與療效非常理想,能應對病毒變異。
科技部和北京市對這項研究分別撥出專款支持。不過,和其他新藥一樣,HH—120臨床開發(fā)耗資不菲,財政經(jīng)費只是杯水車薪。而且,新冠病毒變化莫測,大家對藥物研發(fā)意見不一。李文輝對同事們說:“不能只考慮錢的事兒,我們有責任也有能力研制以防萬一的有效藥物?!彼麄兿群笤趪?、國內(nèi)開展臨床研究。
“現(xiàn)在終于差不多了?!崩钗妮x在電話里說,比霧化吸入型更方便、更高效的鼻噴霧型HH—120進展也很順利,效果令人振奮?!坝辛诉@個防治利器,我們就不用慌了?!?/p>
“我這兩年大量精力都花在抗新冠病毒藥物研發(fā)上。”李文輝說,“有價值的事情肯定是難的,但作為一名科研人員,用自己的研究成果去解決實際問題,是責任,也是幸運?!壁w永新
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