多種生物技術聯手給瀕危動物藥材中的有效成分找“替身”

　　酶工程技術、生物轉化技術、優化復配技術、合成生物學技術以及結構生物學技術等多種技術的使用，有望增加瀕危藥材代用品研究的成功率，研發出與天然瀕危藥材有效成分種類、組分、含量一致，療效等同的人工代用品。

　　◎本報記者 張佳星

　　數據顯示，人工麝香替代天然麝香已應用于431種中成藥，相當于少獵殺超過5600萬頭麝。“人工麝香研制及其產業化”也因此獲得2015年度國家科技進步一等獎。

　　“我們正在與清華大學團隊合作，利用新的技術解碼羚羊角上的硬角蛋白結構。”在不久前召開的香山科學會議上，人工麝香項目參與者之一、中國醫學科學院藥物研究所副所長庾石山帶來了他們的科研新消息。科技日報記者獨家獲悉，團隊正在研制與野生羚羊角有著等同療效的人工羚羊角，目前已經在硬角蛋白這一關鍵蛋白的高效綠色制造和羚羊角的組方重構方面取得突破，正在攻克硬角蛋白的三維結構。

　　欲人工合成羚羊角先要搞定硬角蛋白

　　中藥中使用的羚羊角成分，能不能效仿人工麝香，人工合成出來？

　　據藥典記載，羚羊角有平肝息風、清肝明目、散血解毒等功效。而要想人工合成羚羊角的有效成分，則需要解答羚羊角的這些功效具體是由哪些分子帶來的。

　　也就是說，人工合成之前，先要對天然品進行解構。人工麝香就是先發現了天然麝香中的抗炎大分子類成分，然后研制出替代品芳活素，以及合成重要原料麝香酮、海可素等。

　　團隊通過解構天然羚羊角發現，硬角蛋白是羚羊角中具有獨特療效的物質。“我們發現硬角蛋白很‘嬌氣’，不同的時間、溫度、濕度都會影響它的三維結構。”庾石山說，這也是為什么羚羊角的人工合成會更加困難。

　　硬角蛋白是一類特殊蛋白，難溶于水和有機溶劑，研究其三維結構，是目前國際上在蛋白質結構解析中最具挑戰性的課題之一。結構生物學家在解析其結構研究中，需要探究硬角蛋白在羚羊角內的形成機制、調控與代謝機制等問題。

　　“羚羊角的硬角蛋白如何發揮治療作用的，是又一個亟待攻克的難題。”庾石山說，對這些具有獨特療效的物質干預生命過程機制的解析，為明確藥效，解析療效、毒理作用以及二者的相互影響指明了方向。

　　用生物技術研發瀕危藥物人工替代品

　　據《國家重點保護野生藥材物種名錄》等資料統計，我國瀕危動物藥材有羚羊角、穿山甲片、犀角、虎骨等17種。

　　從2012年“活熊取膽”登上熱搜到2020年穿山甲被移出藥典……中藥材中瀕危動物藥材的存量與使用之間的矛盾愈發凸顯。效法人工麝香研制出替代產品，成為解決這一矛盾的重要手段。

　　比如，我國多家科研機構聯合企業開展了人工熊膽粉的研究，基于不同的技術路線，相關研究對天然熊膽粉中的有效物質進行了摸索，通過酶工程技術、生物轉化技術、優化復配技術等，在安全有效的基礎上，力爭實現人工代用品與天然熊膽粉的等效性。中國醫學科學院藥物研究所與企業合作研制的人工熊膽粉，已在2018年獲得國家臨床批件，完成的I期臨床試驗結果顯示安全性良好，目前正在全國20余家醫院進行II期臨床試驗。

　　參加這次香山會議的專家認為，當前合成生物學技術等新型技術的集成應用，將大大增加瀕危藥材代用品研究的成功率；而現代生物學的發展，也能在分子、細胞、動物中實現多維度、多層面、成體系的有效成分功效評價，進而提高驗證效率，摸索出與天然瀕危藥材有效成分種類、組分、含量一致，療效等同的人工代用品。