“这是我们实验室刚破解出来的分子结构,全世界都还没看到过!”中科院上海药物所研究员徐华强兴奋地招呼大家。屏幕上,G蛋白偶联受体的三维结构精确而绚丽。
骨质疏松症、神经精神类疾病、新冠肺炎……20年来,以核受体和GPCR为靶标,徐华强主导或合作完成的基础研究成果为设计多种疾病的潜在新药奠定了坚实的分子结构基础。他参与和主导的3个新药也已进入临床试验阶段。
“一群钻木取火,试图照亮生命健康探索之路的先行者。”这是徐华强对自我的认定。
徐华强研究员在实验室。中国科学院上海药物所供图
寻找“人生靶点”,归雁抵巢筑“大厦”
人体的激素受体主要包含两大家族——核受体与GPCR。G蛋白偶联受体(GPCR)是与G蛋白有信号连接的一大类受体家族,也是最著名的药物靶标分子家族,因此一直以来都是科学家们关注的热点之一,该研究领域曾多次荣获诺贝尔奖殊荣。
结构就如同一盏明灯,照亮着做药物设计的方向。40%左右的上市药物以G蛋白偶联受体为靶点。2015年徐华强领衔国际上28个实验室,利用世界最强的X射线激光成功解析了一个经典的GPCR视紫红质与阻遏蛋白复合物的晶体结构,揭示了GPCR如何激活阻遏蛋白信号通路,攻克了细胞信号传导领域的重大科学难题。迄今,徐华强已带领团队主导解析了30多种G蛋白偶联受体结构。
回想2008年,徐华强来到上海。“此前,中国的G蛋白偶联受体研究刚起步不久,更别说现在的世界前三。”中科院上海药物研究所所长、研究员、课题组组长李佳说道。
2010年,徐华强筹建了上海药物所药物靶标结构与功能研究中心。此后八年间,他为上海药物所培养了30余名博士和硕士。“中国的结构生物学研究正在攀登阶段,中国的实验室正处于发展的关键期”,2019年,徐华强全职加入上海药物所。
“徐老师对自己‘人生靶点’的选择和坚持让我印象深刻。”现已成长为上海药物所研究员、课题组长的尹万超曾跟随徐华强求学近十载。面对2020年初新冠疫情暴发,等不得、拖不起,徐华强关注的研究重点又立即转向新冠病毒机制研究这一重大科学问题,利用专业所长,为推进抗新冠特效药研发抢时间。
那时,徐华强吃住办公室一个半月,带领团队日夜攻坚,仅用46天就解析了新冠病毒基因复制酶RDRP结合RNA和瑞德西韦的复合物结构,并第一时间向全世界分享了新冠靶点的精细坐标信息,以辅助全球科研人员更快更准地进行抗新冠药物的开发。“这个科学难题在当时是非常有挑战性的,比如过往对HIV复制酶或者丙肝病毒复制酶的结构解析,需要花近30年的时间。”徐华强说。
2022年初,奥密克戎变异株蔓延。徐华强团队仅用了18天左右的时间,从项目立项到文章递交,对奥密克戎变异株刺突蛋白结合人源受体ACE2的高分辨率冷冻电镜结构进行了紧急解析,并在线发表在《科学》杂志,为后续广谱抗新冠抗体的设计和研发提供新思路。
在向阳河上筑“桥”,不畏艰难造新药
徐华强的办公室位于向阳河畔,在那里,2018年和2020年的两张全球热销药物TOP200分子结构占满了两面墙。
“造一架大飞机需要两万个元件,但要做成一片小小的新药,远比造飞机的两万个元件更加复杂。”徐华强说。新药研发至少需要“十年加十亿美金”,且成功上市的概率极低。徐华强极渴望改变这种现状。
“生病了才会感受到药的重要。”在外人看来,徐华强求学、工作之路一帆风顺,但其实,单是在清华读本科和硕士期间,徐华强就曾三次因胃部大出血而住院。慢慢开药、慢慢养胃,在“一切都会好起来”的信念下,徐华强度过了生命中的艰难岁月。
在基础科学与临床药物研发之间筑一座“桥”,把分子结构一个一个从实验室推向应用,将原创性研究和产业发展相结合,服务人民生命健康——在积淀近30年后,徐华强接下来的人生将为这一理念而努力。
影响人类健康的重大疾病中,目前仍有诸多代谢性疾病是没有药物。以“药物荒地”脂肪性肝炎药为例,脂肪肝患者在中美两国均占到人口比例的30%左右,其中又有约20%患有脂肪性肝炎。全世界已为此投入上百亿美元的研发资金,吉利德等世界头部制药企业曾试图以炎症等病症为靶标制药,但均以失败告终。
为此,摒弃“头痛医头,脚痛医脚”的思维定式,徐华强与药物所所长李佳合作,从病根切入,瞄准脂肪性肝炎的“底层逻辑”——代谢失常,携新药CS0159加入了这片药物荒地的候选赛道。从靶点研究到药物设计,CS0159始终由徐华强团队及合作团队完成。2022年1月25日, CS0159口服片剂针对原发性硬化性胆管炎(PSC)适应症的临床试验申请(IND)获得国家药品监督管理局批准。目前,其Ⅰ期临床试验已展现正向成果,即将进入Ⅱ期临床试验。
“遵循新药研发的‘道法自然’,生命依靠动态取得稳态。”徐华强说。从人体调控的角度看问题,这是制药的底层逻辑,也是东方哲学的智慧。
“‘不疯魔,不成活’,他做事就是这个劲儿——基础研究也能出这么多CNS论文,新药也能做到临床Ⅱ期的,屈指可数。”徐华强数十年的挚友,上海科技大学教授许文青说。徐华强取得的诸多突破性成果与进展已进一步提升了上海原创新药的研发能力。
“他是实至名归的奋进者。他的驱动力就是对自己、对学生、对国家的真诚和纯粹。跟他谈科学,那可以谈很久很久。”徐华强的同事们评价,“我们不仅是敬佩他,而是共同承担信仰。”
徐华强却说,他只是时代的幸运儿:“中国生物医药虽然起点较晚,但科研能力正越来越强。只要我们的科学家和管理者在心态上敢当引领者,中国也可以做出世界领先的创新药。”
“结构与功能并重,基础与应用齐进。”阳光斜射在徐华强办公室悬挂的药物所原所长蒋华良的书法寄语,在向阳河上映出闪闪波光。