1953年人類發(fā)現(xiàn)了雙螺旋結(jié)構(gòu),,證明了分子結(jié)構(gòu)可以攜帶人類的生命信息。19世紀(jì)60年代,,人類搞清楚了遺傳密碼,,1970年以后,人類發(fā)明了遺傳工程,,在人體外對基因進(jìn)行加工,。
病毒學(xué)在分子生物學(xué)的發(fā)展中占有重要的地位,對分子生物學(xué)和生命科學(xué)做出了重大貢獻(xiàn),。1981年,,侯云德院士克隆出人類的干擾素基因,比國際上晚了不到1年,。后來發(fā)現(xiàn),,克隆出來的干擾素基因與國外的不一樣,,開發(fā)出的產(chǎn)品也不一樣,國內(nèi)外媒體競相報道,。
記者:是不是在這個背景下,,成立了國家重點(diǎn)實驗室?
侯云德:病毒感染的性質(zhì)與細(xì)菌不一樣,,到目前為止雖然細(xì)菌還沒有控制住,,但是現(xiàn)在病毒的問題更加嚴(yán)重,比如SARS,、流感,、艾滋病、腦炎等,。同時病毒病是生物學(xué)研究的最有利的工具,,因為研究人體的生命科學(xué)是從病毒學(xué)發(fā)展起來的,許多規(guī)律是從病毒中發(fā)現(xiàn)的,。由于這兩方面的重要原因,,我們在1987年,成立了病毒基因工程國家重點(diǎn)實驗室,,也是國內(nèi)最早搞分子病毒學(xué)的基因工程實驗室,,在國際上也是比較早地開展分子病毒學(xué)的基因工程的實驗室。
記者:一聽到病毒基因,,很多人會認(rèn)為這是一門基礎(chǔ)科學(xué),,實驗室的研究方向是哪方面?
侯云德:實驗室的研究方向定位在病毒基因工程的應(yīng)用基礎(chǔ)方面,。因為醫(yī)學(xué)本身就是應(yīng)用科學(xué),,醫(yī)學(xué)中的基礎(chǔ)理論不是毫無目標(biāo)的,比如說要研究如何控制流感大流行,,所以我們的研究方向定為應(yīng)用基礎(chǔ)研究,。主要搞病毒基因、病毒蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能,,在這個基礎(chǔ)上,,研究病毒基因原件的開發(fā)和利用。
記者:實驗室的研究從開始到成果轉(zhuǎn)化和應(yīng)用需要多長時間,?取得了哪些重要的發(fā)現(xiàn),?
侯云德:我們實驗室掌握分子克隆技術(shù)的時間比較早,我們獲得的國家科技進(jìn)步一等獎的名稱就叫《基因工程人α型干擾素系列產(chǎn)品的研制,、生產(chǎn)和應(yīng)用》,。
實際上,我們國家干擾素產(chǎn)品的開發(fā)都是從這開始的,成果轉(zhuǎn)化后,,經(jīng)濟(jì)和社會效益是很大的,。但是,過去實驗室從基因工程產(chǎn)品的基礎(chǔ)研究一直到成為產(chǎn)品,,再經(jīng)過臨床實驗和投入市場到證明有效,,這個過程是很長的。我們從1981年進(jìn)行基因克隆,,1984年高效表達(dá)成功,,1986年申報,1989年我國第一個基因工程產(chǎn)品干擾素問世,,治療皰疹性角膜炎和慢性宮頸炎;1992年及以后又相繼被批準(zhǔn)治療乙型肝炎等多種疾病,。
另一個是對病毒基因組的研究,,那是在80年代初,金奇和陳南海,,把最大的一個病毒———痘病毒用了10年的工夫全部測定出來了,,發(fā)現(xiàn)了一些國外沒有發(fā)現(xiàn)過的片段,并且糾正了國外的一些錯誤,,這個成果,,我們報了衛(wèi)生部科技進(jìn)步一等獎,后來又評了國家自然科學(xué)獎,。當(dāng)時那個時代,,在那樣的科學(xué)研究水平和設(shè)備條件下,取得這樣的成果是很困難的,。如果是在現(xiàn)在,,一天就能完成了。
除了這些之外,,還有其他病毒比如丙肝,、腸道病毒等都是我們測定出來的。還比如病毒基因組元件的開發(fā)和利用這個研究,,我們獲得了國家科技進(jìn)步二等獎,,后來我們在大腸桿菌里發(fā)現(xiàn),原核細(xì)胞里也有增強(qiáng)子,,又獲得國家科技進(jìn)步二等獎,。
現(xiàn)在已經(jīng)證明,人類的遺傳病,,系統(tǒng)性疾病均與基因有關(guān),。人類基因組的個體差異雖然只有0.1%,但這樣的差異就導(dǎo)致了生同一種病,你吃這個藥就管用,,我吃這個藥就不管用,。90年代,國際上開始了人類基因組功能測序,,我國科學(xué)家參加了其中1%的測序,,為人類基因組計劃的完成作出了貢獻(xiàn)。
記者:2003年非典期間立下大功的重組人工干擾素α2b噴霧劑,,也是咱們實驗室研制的吧,?
侯云德:SARS期間,我們在國際上第一個發(fā)現(xiàn)四種干擾素對SARS病毒有效,,最好的就是干擾卅?b,,當(dāng)時由于情況緊急,于是我們通過國家食品藥品監(jiān)督管理局的快速通道批準(zhǔn)上了臨床,。
2003年4月16日,,國際上宣布SARS是由冠狀病毒引起的,我們在國際上最早,,也就是在4月23日就報了專利,,25日通過新藥審評,進(jìn)入臨床試驗,。實際上我們在4月初就開始進(jìn)行研究了,,研究出來后又由企業(yè)(北京遠(yuǎn)策藥業(yè))緊急做成噴霧劑,許多單位憑介紹信到遠(yuǎn)策藥業(yè)來領(lǐng)用,。后來的回顧性統(tǒng)計表明,,凡是用過這種噴霧劑的,都沒有被感染,。
重組干擾素α2b噴霧劑是廣譜的,,不單能預(yù)防SARS,也能有效地預(yù)防多種病毒引起的上呼吸道感染?,F(xiàn)在世界衛(wèi)生組織號召要應(yīng)付流感的大流行,,2004年我們在廣州做的試驗表明,這種噴霧劑還能有效的預(yù)防副流感和乙型流感,,目前我們的研究成果正在國家新藥審評中心組織專家進(jìn)一步評審中,。
記者:您是眼看著實驗室一步步發(fā)展到今天的,談?wù)勀母惺馨伞?/p>
侯云德:自1984年國家啟動建設(shè)“國家重點(diǎn)實驗室”以來,,對全國的科學(xué)研究發(fā)揮了重大推進(jìn)作用,,在較短的時期內(nèi)形成了一批有競爭力的國家研究隊伍,形成了以國家和省市為主體的一批研究力量,,正是這批重點(diǎn)實驗室在20年中取得了一批突出的科技成果,,縮短了我國科技水平與國外的差距,,促進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)高速發(fā)展。我作為國家重點(diǎn)實驗室的參與者親自體會到這一重大措施的意義,,在我從事分子病毒學(xué)研究的過程中,,正是國家重點(diǎn)實驗室的體制,為病毒科研工作提供了巨大的支持,,促進(jìn)了病毒學(xué)學(xué)科的發(fā)展,。
■編者按
從二○○三年的SARS,到二○○四年的禽流感,,可以說病毒把人們折騰得不輕,,科學(xué)家們疲于應(yīng)對的同時,還在擔(dān)心有可能出現(xiàn)的新病毒,,警惕著病毒帶來的新疫病,。但從另一個角度說,病毒是生物學(xué)研究的最有利的工具,,因為研究人體的生命科學(xué)是從病毒學(xué)發(fā)展起來的,,許多規(guī)律是從病毒中發(fā)現(xiàn)的。
一九八七年,,我國成立了病毒基因工程國家重點(diǎn)實驗室,這是國內(nèi)最早搞分子病毒學(xué)的基因工程實驗室,。今天,,讓我們一起走進(jìn)實驗室,在這里看清病毒的“本來面目”,。
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成果累累:首創(chuàng)α1b型干擾素系I類新藥
實驗室主要從事分子病毒學(xué)和病毒基因工程的應(yīng)用基礎(chǔ)研究,,目前主要研究內(nèi)容包括:病毒相關(guān)新型細(xì)胞因子基因工程;新型病毒疫苗與抗體工程,;我國重要病毒的結(jié)構(gòu)與功能,;病毒等相關(guān)微生物的基因組工程;新型病毒載體與病毒基因元件的研究,;病毒及其受體的單核苷酸多樣性和病毒芯片,。
建室14年來,實驗室在基因組工程研究方面,首先在國內(nèi)完成最大的動物病毒我國痘苗病毒天壇株以及禽腺病毒,、腸道病毒71等基因組全序列的測定與分析,,又在國際上首先完成引起我國常見病痢疾的病原菌———福氏痢疾桿菌2a基因組的全序列測定與分析,并有多項重大發(fā)現(xiàn),。
其次對丙型肝炎病毒基因組的結(jié)構(gòu)與功能進(jìn)行了系統(tǒng)研究,,初步闡明了丙型肝炎病毒致癌的分子基礎(chǔ)。并且,,在國際上首先發(fā)現(xiàn)并證明大腸桿菌增強(qiáng)子樣序列,,并利用這項發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于基因工程藥物的開發(fā)研究,研制成功兩種通用性強(qiáng)的新型大腸桿菌高效表達(dá)載體,pBV220和pBV320,,成為國內(nèi)基因工程最常用的生物材料之一,。此外,在抗病毒研究方面,研制成功基因工程人α型干擾素系列產(chǎn)品,成為我國第一批投放市場的高新技術(shù)產(chǎn)品,,其中α1b型干擾素系I類新藥,,屬我國首創(chuàng),用于治療我國常見病,、多發(fā)?。浑S后又創(chuàng)造性地研制成功多種其他細(xì)胞因子新藥,,并投放市場,。在中藥抗病毒的研究方面,首次發(fā)現(xiàn)中藥黃芪的抗病毒感染作用,,闡明了黃芪與干擾素在抗病毒作用上的協(xié)同作用,。
金奇:講求科研時效
金奇,國家病毒實驗室的常務(wù)主任,、863計劃生物信息專家組組長,,并兼任生物芯片國家工程研究中心副主任、衛(wèi)生部微生物基因組研究中心負(fù)責(zé)人,。
見到金奇研究員是在金碼大廈里,,他當(dāng)時正在參加一個會議,利用他午休時間我們倉促采訪了他,。
金奇說話時不緊不慢,,有著地地道道的京腔京韻,“我和我的團(tuán)隊主要工作是破譯微生物的基因組,,發(fā)現(xiàn)有重要功能的基因,,然后申請專利,以此作為生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的源泉”他說,。
說著,,金奇回憶起讀研究生的時候,他那項令人驕傲又帶有幾分遺憾的科研成就,。那是做痘苗病毒全基因組的測定,,這是國內(nèi)最大的完整生命體的基因序列測定,和國外幾乎同步,,當(dāng)時他還是學(xué)生,,對其重要性認(rèn)識不足,又受條件的限制,,結(jié)果,,他的最后測定落后國外近一年時間,。本來他能拿到國家自然科學(xué)獎二或三等獎,最后只得了四等獎,,侯云德院士也為其惋惜不已,。
“這件事讓我知道,科學(xué)研究也要講究時效性,。過去我們開放程度不夠,,整體水平比國外滯后,我們的眼光自然短一些,,競爭壓力少一些,。但現(xiàn)在都是在國際上競爭,科學(xué)家所感受的壓力已經(jīng)有質(zhì)的改變,。”金研究員至今仍深有感觸,。
在“九無”期間,金奇打了個漂亮的“翻身仗”,。那時我國計劃做第一個細(xì)菌(痢疾)基因組的破譯,,當(dāng)時美國一家大學(xué)也打算做這項工作,從某種意義上說,,誰先做完就意味著另一家的工作將是一張廢紙,。
金奇所承受的壓力是常人無法理解的,因為這是一項非常巨大的工程,,政府和科技同行都大力支持,。科技部還有北京市的一些領(lǐng)導(dǎo)專門給他們送去成箱成箱的牛奶,,北京醫(yī)科大學(xué)、上海醫(yī)科大學(xué)等都給予他們無私的援助,,他們甚至可以調(diào)用國家基因組北方研究中心的工作人員,。
巨大支持產(chǎn)生巨大的壓力和動力。金奇帶領(lǐng)大家拼命工作,,不分白天黑夜,,吃住都在實驗室,困了就在水泥地上鋪一個很薄的褥子,,倒下就睡,,睡醒了一卷褥子,繼續(xù)接著干,,而那段時間又是北京一年中最冷的時候,。最終,大家憑著堅強(qiáng)的毅力和頑強(qiáng)的精神,,趕在了前頭,。
回憶到這里,,他激動之情溢于言表,眼睛里閃現(xiàn)著亮光:“那是我們國家第一個細(xì)菌基因組的破譯,,那場仗打的非常漂亮,。”
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咱們的實驗室
14年來共培養(yǎng)本室及其他大專院校和科研單位的碩士、博士研究生300余人,,目前從本室出國深造的人員有160人左右,。涌現(xiàn)出一批突出的優(yōu)秀青年科技人才。
強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合:走一條整體提高科研水平的捷徑
“對外交流一直是侯院士倡導(dǎo)的,,這條路必須要走下去,。我們實驗室所取得的成就與國外、國內(nèi)的合作是分不開的,。”國家病毒基因工程重點(diǎn)實驗室常務(wù)副主任金奇說:“國內(nèi)合作實際上是一條最快加速我國整體科研水平提高的路徑,,加強(qiáng)合作,強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,,打破以前的條條框框,,大家優(yōu)勢互補(bǔ),資源互用,,為同一個目標(biāo)盡自己的義務(wù),,這是非常好的模式。”
“我們實驗室不是像過去那樣關(guān)起門來干,,而是積極與國內(nèi)優(yōu)勢單位合作,。我們現(xiàn)在與國家人類基因組北方研究中心的合作關(guān)系極為密切;此外,,與國家生物信息中心,、華北制藥集團(tuán)、大慶油田,、鞍鋼等國家級研究單位及大企業(yè)都有密切合作,。我還兼任國家生物芯片研究中心的副主任。”
金主任向我們介紹,,在紅色毛癬菌方面的研究,,他們與北大醫(yī)院的合作取得了突破性的進(jìn)展。
紅色毛癬菌是一種真菌,。真菌的基因組及功能基因的研究剛剛起步,。紅色毛癬菌能導(dǎo)致淺表性感染,據(jù)統(tǒng)計,,全球有1/4的人在一生中會受到淺表真菌感染,。所以,抗紅色毛癬菌藥物的市場空間非常廣闊,。
“在科技部十二個重大專項中,,其中有一項是研究與開發(fā)重大功能基因與生物芯片,。在這一專項的支持下,我們開展紅色毛癬菌的功能基因研究,。”金主任說,,“我們選擇與北大醫(yī)院合作是因為醫(yī)學(xué)研究是基礎(chǔ),而最后的應(yīng)用是在臨床,,我們科研單位怎么能與臨床單位進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,?現(xiàn)在有一個現(xiàn)象是科研單位容易與科研單位合作,臨床單位容易與臨床單位合作,,事實上科研與臨床合作橋梁的搭建在某種意義上是至關(guān)重要的,。”
金主任介紹說,紅色毛癬菌的許多樣品是科研單位解決不了的,,必須由臨床提供,。另外,用科研思路想出的問題和臨床想的往往是不一樣的,,而且臨床要解決的實際問題也不是科研人員所能想得全的,,科研必須要與臨床相溝通,北大醫(yī)院有真菌病診斷,、治療方面的背景知識和臨床經(jīng)驗,,通過與他們的合作,大大加深了對紅色毛癬菌的認(rèn)識,,對相關(guān)藥物開發(fā)有很大推動,,為以后預(yù)防和治療由紅色毛癬菌導(dǎo)致的疾病打下堅實的理論基礎(chǔ)。
“我們正在進(jìn)行的一些重大項目都是參與國際競爭的,,不走出國門是不行的,。”金主任說,“我們與國外同行建立了廣泛的合作交流關(guān)系,。通過國際合作,,我們正在建立并不斷完善各種技術(shù)平臺,包括生物信息學(xué)平臺,、基因組平臺、轉(zhuǎn)錄組平臺,、蛋白質(zhì)組平臺等等,,以增強(qiáng)我們自身的競爭力。”
“我認(rèn)為國際合作有兩種方式,,一是我們在某些領(lǐng)域優(yōu)勢不明顯,,通過合作能提升我們的研究水平;另一是我們在某些方面有獨(dú)特的東西,,通過雙方的合作可以優(yōu)勢互補(bǔ),。我主張后者,,合作要有一定的基礎(chǔ),雙方對彼此的某些方面感興趣,,這樣合作才能更愉快,。我們實驗室有很多國外感興趣的地方,比如我們有痢疾菌完整的基因組序列,,我們的技術(shù)平臺在國際上也是比較先進(jìn)的,。”金主任說。
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多年來,,國家病毒基因工程重點(diǎn)實驗室有計劃地根據(jù)本室研究方向,,向國外實驗室派遣進(jìn)修人員,合作研究人員和博士后人員,。實驗室全部副研以上人員均多次在外國實驗室工作過,。同時,還邀請外國有名專家,,作為實驗室科研顧問:包括香港大學(xué)微生物系主任吳文翰教授,,美國科學(xué)院院士、國立衛(wèi)生研究院分子病毒學(xué)專家B.Moss,,美國新澤西州醫(yī)學(xué)和牙科大學(xué)教授,、著名干擾素分子生物學(xué)專家S.Pestka等。