當前位置:首頁 > 新聞中心 > 媒體掃描

[中国科学报]百炼“枪杆”战病毒 | 重点实验室巡礼

作者: 冯丽妃 發布時間:2020.08.27 文章來源:中國科學報

  

 

  高福(右1)指導學生做實驗 

  嚴景華在觀察細菌菌落狀態  

  施一(右2)指導學生做實驗 

  科研人員在觀察細胞 

研究人員在做哺乳動物細胞實驗
 

  “致微”雕塑,該雕塑是一個被打開的藝術化處理的流感病毒,爲了紀念以中國科學院爲核心的科研團隊,在抗擊流感事業中作出的貢獻 

微生物所與亞寶藥業就“抗新冠病毒抗體技術”簽訂合作協議 

  

  5月中旬的一天,晚9時許,中國科學院院士高福步履匆匆地走進位于北京奧運村的澳客网彩票(以下簡稱微生物所)。依托該所建立的中國科學院病原微生物與免疫學重點實驗室(以下簡稱病原室)是高福做科研的一個主戰場。他擔任該實驗室主任已逾十年。 
 

  國內新冠肺炎疫情余燼仍在,作爲中國疾控中心主任,高福每天的日程表都超載,他只能在晚上給課題組開會,和大家一起溝通新進展,策劃研究方向。 
 

  幾個月來,病原室戰“疫”捷報頻傳。而這一切則得益于多年沈澱。 

  

  經過十余年的發展,病原室在病毒跨種機制傳播研究等方面已走在國際最前沿。 

  

  不過,高福依舊時刻“敲打”和“鞭策”室裏的研究人員:“必須保持清醒頭腦,如果不努力就會掉隊,成爲龜兔賽跑中的那只兔子。” 

  

  平战结合  直面大考  

 

  1月下旬,一場突如其來的新冠肺炎疫情給鼠年春節蒙上了巨大陰影,疫情變化牽動著公衆的心。作爲科技“國家隊”的一員,微生物所以病原室爲核心,從新冠病毒溯源、傳播機制研究到快速檢測技術測試,再到抗體和疫苗研制、病毒數據庫建設等,迅速進行多方位、全鏈條布局。 

  

  面對疫情大考,微生物所每個科研人員都擰緊了心裏的發條。他們把實驗室當成了家,夜以繼日、加班加點。“大家都很拼命。”回顧4個多月來走過的路,微生物所所長錢韋如是說。 

   

  此次疫情攻關,嚴景華和高福團隊承擔了科技部疫苗攻關5條路線之一的重組蛋白疫苗,以及新冠肺炎抗體藥物的研究。面對民衆對藥物和疫苗的渴求,這兩個項目給科研人員帶來了巨大壓力。爲了快些出結果,研究員王奇慧甚至累到出現高頻失聰。 
 

  經過連續數月“沖刺”,嚴景華、高福、王奇慧合作團隊不負重望,不斷傳出好消息。6月5日,微生物所和君實生物聯合研發的新冠病毒全人源單克隆抗體的臨床試驗獲國家藥監局批准,這是全球首個完成非人靈長類動物實驗後,在健康人群中開展的新冠肺炎治療性抗體臨床試驗。同時,高福與首都醫科大學、中科院北京生命科學研究院等機構研究者合作分離出的另外一組人源性抗體,也已進入臨床前試驗階段。 

  

  6月19日,微生物所研發的新冠重組蛋白疫苗獲批開展Ⅰ期臨床試驗。有別于此前獲批進入臨床試驗的腺病毒載體疫苗和滅活疫苗,這是一種新技術路線研制的新冠病毒疫苗,其特點是將一個病原體最有效的抗原成分基因拿出進行體外重組,然後制成疫苗。最近,微生物所第二款疫苗——重組黑猩猩腺病毒載體新冠疫苗,也已與企業達成協議共同開發,目前處于臨床前准備階段。 
 

  至此,微生物所的兩組人源性抗體、兩款疫苗,正向前邁進。 
 

  不僅如此,上述研究成果還先後發表于《自然》《細胞》《科學》等雜志,其中抗體研究轉化産出超2億元,實現了從基礎研究到經濟效益的跨越。“産學研結合非常重要,要想做好轉化,一開始就要奔著産品去。”嚴景華告訴《中國科學報》,在此次疫苗、抗體研發之初,課題組就利用此前建立的合作關系,邀請企業參與。“否則,實驗室做的東西沒辦法快速轉化成産品。” 

  

  與此同時,病原室其他成果也捷報頻傳:施一團隊揭示了新冠病毒核心聚合酶複合物的近原子分辨率結構;齊建勳團隊解析了新冠病毒RBD與人體ACE2複合物的晶體結構;畢玉海團隊率先研制新冠病毒核酸檢測試劑盒,捐贈全國各地2萬余份;作爲構成疫苗必備的抗原、佐劑兩大要素之一,孟頌東團隊研制的目前唯一用于臨床的天然佐劑——gp96介導的T細胞佐劑已達到臨床生産級別,成爲疫苗研發的技術儲備。 

  

  此外,溫廷益團隊合成的全球首款“尼龍56”材料8月底在黑龍江投産,日産量足以制作數百萬套防護服,彌補了生物安全防控中通常缺失的“防護”研究一環。需要指出的是,該材料打破了長久以來美國“尼龍66”的技術壟斷,不僅具有阻燃性,還具有吸濕性、易染色以及原材料價格低廉等特點,是制作軍裝、醫用防護服等的理想材料。溫廷益介紹,最近這項從玉米到服裝材料的原創技術已經轉化,轉讓費爲1.2億元。 
 

  “做研究一定要平戰結合,‘平’時幹的事要能解決‘戰’時的需求。”高福強調。 

  

  與疫情短兵相接,病原室交出了一份沈甸甸的“成績單”。而支撐起這次微生物所抗疫全鏈條聯動的,則是實驗室十余年的創新與沈澱。 
 

  顶天立地  与国共振 

  “中國科學家如果不去解決中國社會發展需求所對標的科學問題,那就不是真正的科學家。”高福說,“科學問題一定要和社會問題有效對接,研究成果或是走上書架,進入教科書;或是走上貨架,變成産品,解決實際需求。” 

  

  在高福看來,這也是病原室的使命與存在的意義。 

  

  病原室的曆史可追溯至1958年微生物所建所時成立的病毒學研究室,當時的研究以植物病毒爲主。上世紀90年代,在人類健康和社會安全的背景下,中科院院士田波帶頭建立分子病毒學和生物工程開放實驗室,向動物病毒學方向發展。 
 

  2004年,高福與劉文軍的回歸讓這一方向的力量開始壯大。 

 

  “最初只有‘兩三杆槍’,沒有什麽高大上的儀器設備,也沒有像樣的文章。只要有人來應聘,立馬就招了。”談起回國之初共同創建實驗室的場景,病原室副主任劉文軍仍曆曆在目。在關鍵的學科定位上,考慮到SARS之後我國病原微生物研究領域的不足等問題,兩人把主攻方向定在病原微生物與免疫領域,成立了分子病毒中心和分子免疫中心。 
 

  2005年,高福等人關于青海湖水禽感染禽流感H5N1的研究成果發表于《科學》,這是世界上首次描述水禽群體感染禽流感病毒後大量死亡的研究,受到國際關注。同時,劉文軍在動物幹擾素方面的研究也開始産出成果,獲得應用專利。這些成果爲此後病原室學科發展打下基礎。 

  

  2008年,在微生物所学科凝练的背景下,分子病毒学和生物工程开放实验室与分子病毒中心和分子免疫中心合并,病原室应运而生,并升级为中科院重點實驗室。病原室也逐渐凝练出病原生物和微生物组、免疫生物学和肿瘤免疫以及药物、疫苗与细胞治疗三大研究方向。 
 

  “所有研究方向都是爲了解決制約中國經濟社會發展的‘卡脖子’加‘卡腦子’問題。”高福表示,3個方向回答的問題具有內在關聯性。禽流感、新冠等病毒爲什麽跨種傳播?病毒與宿主的互作,人體如何免疫?有哪些藥物、疫苗、療法可以防治病毒?回答這些問題,前兩個方向更傾向于基礎研究,而第三個方向則偏重應用研究。 
 

  對此,錢韋表示,病原室最大的發展優勢就是和國家同頻共振,很好地結合了國家重大戰略需求。自2008年起,所有針對國內外新發突發傳染病的研究攻關,都看得見病原室的身影——禽流感、豬流感、中東呼吸綜合征、埃博拉病毒、寨卡病毒,一場場科研攻關戰練就了病原室對疫情的各項應戰能力。 
 

  面對新冠肺炎疫情,整個病原室研究的快速推進,也是因爲這些積累。 
 

  如今的病原室已從最初的“兩三杆槍”發展到“十多杆槍”,擁有19個研究團隊以及P3實驗室等一批先進支撐平台,在新發突發傳染病、肝炎、結核、腫瘤和自身性免疫疾病研究方面取得了重要突破,實現了《細胞》《自然》《科學》《柳葉刀》《新英格蘭醫學期刊》等國際頂刊文章的“大滿貫”,同時,産業轉移轉化經濟收入達到5億元。 
 

  近年來,實驗室對成果轉移轉化愈加重視。如劉文軍課題組的動物幹擾素專利已轉讓1000多萬元,這些幹擾素或可治療動物傳染病,或可替代抗生素實現綠色養殖,取得了國際認可;孟頌東課題組基于多年乙肝研究,找到52種抑制腫瘤的抗原,目前課題組已獲得公益基金捐款,在小規模肝癌和胰腺癌臨床研究方面初見成效;溫廷益課題組依托微生物所,與甯夏、南京、浙江等地政府或企業建立研究院,推動生物基戊二胺及尼龍56、L—丙氨酸(廣泛應用于食品、保健和醫藥産業)、N—月桂酰L—丙氨酸(新一代綠色去汙合成化合物)等高附加值成果落地開花…… 
 

  “微生物、高科技、大産業”,病原室用一項項實實在在的成果闡釋著微生物所人的這一願景。 
 

  “一個好的實驗室要有進有出,學會自己造血,不能光靠國家的財政撥款。”溫廷益說。依托微生物所和病原室,溫廷益與甯夏、南京、浙江等地政府或企業聯合建立的研究院正在推動多項成果走出實驗室,走進大衆生活。   
 

  開展病原微生物、人體腸道微生物菌群研究的研究員朱寶利也贊同這一觀點。“如果我們能夠跟企業聯合,把産業這塊做起來,也可以給青年人補貼一點兒,不然優秀的人才簽不到所裏來。”他坦言。 
 

  和而不同  创新跨越 

  經過十余載跨越發展,病原室的研究已跨入國際第一方陣,特別是在新發突發傳染病領域,吸引了許多國際一流科學家合作。不過,對于這個年輕的實驗室來說,一切才剛剛開始——病原室人心中的“一流”沒有止境。 
 

  對這個充滿潛力的實驗室,中科院、微生物所也寄予厚望。“十三五”期間,病原室作爲主體承擔了中科院戰略性先導專項(B類)“病原體宿主適應與免疫幹預”,致力于在流感通用疫苗、感染及感染誘發腫瘤的免疫療法和新發再發傳染病的早期預警預測等方面取得突破性成果。同時,在微生物所圍繞“生命與健康”打造的從源頭創新、核心技術到産業轉化的完整創新價值鏈條中,病原室也發揮了重要作用。 
 

  “在建立生物安全大科學中心的背景下,未來一段時間,微生物所會以大安全、大健康爲戰略方向,朝著符合國家重大戰略需求的發展方向去努力。”錢韋說。病原室的研究將爲實現這一目標提供重要支撐。 
 

  病原室的明天会怎样?在钱韦看来,关键在人。在青年人才选拔方面,微生物所不拘一格,无论是本土培养人才,还是海归人才,“英雄不问出处”,一切以品德和能力为重。为培养青年科研骨干,该所还启动了“青年研究組長”特色计划,一旦获得支持,青年人员在副研究员时期就可以“独立”,并获得独立实验室、启动经费、研究生指标等资源倾斜。 

 

  “通過這樣的環境,我們希望他能在這裏從一個士兵變成將軍。”錢韋補充說。 
 

  “85後”研究員施一就是微生物所和病原室培養的這樣一名“將軍”。因在病原研究方面的成績,他30歲就被聘爲研究員,創下了研究所乃至中科院當時最年輕研究員的紀錄。2018年施一擔任病原室副主任,2019年至今又先後擔任微生物所黨委委員和所務委員,這都是微生物所通過“壓擔子”培養年輕人。 
 

  “实验室已经形成了较好的人才梯队,目前45岁以下青年人才占比超过77%,平均年龄39岁。”施一介绍。其中包括国家傑出青年基金獲得者2名,国家优秀青年基金获得者4名。 
 

  “科研最大的快乐是自由生长、独立探索。”刘翠华从美国哈佛回国后,先后在中国医学科学院基础所、解放军第309医院等多个机构做研究,2010年她以青年研究組長的身份被引进微生物所,获得独立的机会。她如此表示。 

 

  因帶領研究組在結核病研究方面做出突出成績,2018年,劉翠華獲得年度國家傑出青年科學基金項目資助,並入選國家萬人計劃科技創新領軍人才。2019年她也被任命爲病原室副主任。在她看來,中科院是做研究最好的“品牌機構”。“科研是有傳承的,在這個過程中受到的影響會讓人受益終身。” 
 

  和而不同,跨越創新。這是病原室凝練的室訓。“和而不同,是希望每個研究組都有自己獨立的學術方向,同時又能融合起來大兵團作戰;跨越創新,是要把握住各種機遇,凝練科學問題,做好研究。”劉文軍說。 

 

  “最初實驗室的目標就是國際一流,但我確實沒想到(我們)會做到這麽好。”高福說。另一方面,科研創新沒有盡頭,他希望病原室的研究者繼續努力,嚴格要求自己,保持頭腦清醒。 
 

  “如果不努力就會掉隊。”高福說。 

 

 科研路上情濃時 
 

  作者 | 冯丽妃 
 

  時間回溯到2009年,病原室剛成立不久,施一尚在該實驗室讀博。他記得一天晚上在密雲開年會時,在高福的倡議下,實驗室的老師、學生們挨個上台談科研理想,談未來兩三年內期望實現的突破,談自己能爲新生的重點實驗室做些什麽。 

 

  “盡管當時沒有意識到自己會不會做出重要的突破性研究,但我也上去了,大聲說‘我要發Science’。”回顧那一刻,施一笑著說,“其實我也不知道自己能不能做到,但我覺得先要有目標。敢想,才會抓住機遇。” 
 

  那一刻,是激情,推動著施一等人說出自己的理想。十年築夢,施一已經兌現了那天晚上對自己的承諾——他和團隊在病原微生物方面的研究多次發表于《科學》《自然》《柳葉刀》等頂刊。 

  

  時間再回到2004年,在美國GENZYME公司工作的劉文軍回國探親,聽說老同學高福也從英國回來了,兩人便相約在清華大學附近的一個小酒吧見面。劉文軍與高福是同窗校友,上世紀80年代均在北京農業大學讀碩士,那時起就結下了友誼。 
 

  老友相見,一聊就到大半夜。結果是,9月底劉文軍步高福後塵,加盟微生物所。 
 

  那一刻,是豪情,推動著劉文軍做出如此決定——16年來,同窗成了戰友,一個戰壕裏工作,困境中守望相助,成就了病原室的一路向好。 

 

  病原室人眼中的“精神領袖”高福,被大家公認爲超級“工作狂”:“他組會已經開到淩晨兩點,早上6點又去上班了。”“高老師上車補覺,到所裏就開始看(論文),完了就叫人討論。”“這棟樓你應該看一下,晚上有多少個做科研的是他們組的。”…… 
 

  同事、學生眼中高福的“嚴”與“拼”,是緣于他心底深處的熱情:一定要培養出事業的傳承者。 

  

  這次走進病原室,《中國科學報》采訪了12位研究人員,科研路上的濃情時刻還有很多。比如在此次疫情中,青年研究員王軍在奔赴武漢時的不假思索,王奇慧面對任務晝夜奮戰累到幾乎失聰,齊建勳、畢玉海等以實驗室爲家分析病毒、研究檢測試劑……  
 

  透過這些濃情時刻,我們感受到了他們對科研的那份堅持和信念。 
 


中科院病原微生物與免疫學重點實驗室簡介

  

  中国科学院病原微生物与免疫学重点实验室成立于2008年12月,2016年在中国科学院重點實驗室评估中评估优秀,且成绩位列生物领域第一名。实验室的依托单位是澳客网彩票。

  

  實驗室面向國家戰略需求,堅持以問題爲導向,經過十余年的發展,已經成爲國際一流的病原微生物研究平台。目前,實驗室擁有19個研究組,聚焦病原生物和微生物組、免疫生物學和腫瘤免疫以及藥物、疫苗與細胞治療三大研究方向,在新發突發傳染病、肝炎、結核、腫瘤和自身性免疫疾病研究方面取得了重要突破,爲我國重大傳染病的防治提供科技支撐,並推動成果的轉移轉化及相關技術産業的快速發展。


  (中科院病原微生物與免疫學重點實驗室供圖)