新春伊始,华北制药集团新药研究开发有限责任公司微生物创新药物筛选课题组(以下简称创新课题组)的科研人员已摩拳擦掌开始2015年的扬帆起航,河北省科技厅传来的一条消息更令整个课题组干劲倍增、神采飞扬:在2月26日举行的2014年度河北省科技创新暨科学技术奖励大会上,该课题组的“微生物创新药物筛选平台的建立和应用”项目获得了河北省科学技术进步奖二等奖,对于这个2000年创立、俯首耕耘在微生物创新药物研究领域的课题组来说,十四年的创新研发之路,困难与挑战、探索和攻关,付出之后的收获别样甘甜。
选题立项,以医药发展需要为己任
微生物药物在现代制药工业中起着重要的作用,据统计在临床上所使用的250种抗生素中直接和间接来源于微生物的占到了60%,在销售额领先的25个药品中,微生物药物占到了42%。在我国的临床用药中,微生物药物也是比例最大的药物,约50%的临床用药来源于微生物,可见微生物制药产业在我国医药经济中占有重要的地位。
但目前我国微生物药物以仿制药为主,微生物药物原始创新研发体系不完善,具有自主知识产权的药物很少,制药企业盈利水平低。
为了适应微生物创新药物研究的需要,突破微生物来源创新药物研究的技术瓶颈问题,加快微生物药物的研发速度,华北制药集团新药研究开发有限责任公司以企业自身和我国医药发展的需要为出发点,从2000年起集中了微生物学、细胞分子生物学、化学分析等涵盖微生物创新药物研发整个链条的专业人才队伍,成立了创新课题组。
该课题组以提升企业的核心竞争力、研究开发微生物药物新品种和具有自主知识产权的先导化合物和候选药物为目标,逐步建设具有国际竞争力的微生物创新药物筛选研究体系。
厚积薄发,为品种仿制和源头创新提供动力
十四年,为了获得生境多样、种类丰富的微生物分离样品,从源头上保证创新,创新课题组成员的足迹从东北到云南、从福建到西藏,采样地点涉及到了我国20多个省份的不同地质和生态环境,尤其是深海、红树林、洞穴、药用植物、碱性环境、高盐环境等特殊环境。采样的日子里,风餐露宿是最最平常的事情,荒山上的窑洞里没有手机信号的夜晚,星空格外璀璨。利用多样性的样品,结合不断尝试改进和创新的分离方法,该课题组建立了一个涵盖80多个微生物种属、总数达5万多株的药用微生物菌种资源库,该库是目前国内最大的专向用于微生物药物研发的药用微生物资源库,库中的每一株菌都有独特的故事,都是等待挖掘的宝藏。
有了丰富的微生物菌种库,如何快速识别有价值的微生物代谢产物就是关键。十四年,创新课题组随时跟踪国内外筛选进展,查找文献、归纳总结,利用分子生物学、分子药理学、细胞生物学、生物信息学等多种学科技术,针对各重大疾病,构建了100多个分子或细胞水平的高通量药物筛选模型,“火眼精金”地实现了微生物代谢产物的快速识别。这些高效的筛选模型构建成了完善的抗病毒药物、抗菌药物、抗肿瘤药物、抗糖尿病和肥胖药物、心血管疾病、代谢综合征药物、抗炎药物与免疫调节药物筛选系统,循环系统疾病药物筛选系统,老年性疾病药物筛选体系等重大疾病药物筛选系统,这些药物筛选体系可以提供系统、综合性的药物筛选和活性评价。
十四年,菌种库构建人员翻山涉水、悉心选择,筛选模型构建人员阅卷无数、精心设计,结合化合物库构建人员准确鉴别、细心分离,创新课题组从微生物代谢产物库中发现了180多个在抗肿瘤、免疫抑制、抗炎、抗糖尿病等药物靶点的活性化合物。已有多个化合物进入临床前的研究阶段,显示出良好的开发潜力,勾勒出微生物药物源头创新的美好画卷。
除了源头创新,该课题组还承担着开发仿制药的重任。十四年,课题组利用自身建立的药用微生物菌种资源库和新药高通量筛选体系,开展了多个微生物药物产生菌的筛选和新品种研发工作,陆续筛选得到了包括那他霉素、咪唑立宾、替考拉宁、霉酚酸、夫西地酸、非达霉素等12种有价值的微生物药物产生菌。其对应的6个品种在依托单位实现了产业化,节约了上千万元的引进研发费用,为企业新增产值9,735.63 万元,创造效益 4,029.85 万元;另外还有6个品种也分别进入临床申报或规模化生产阶段。这些药物产品的产业化为华北制药的产品结构调整和改造升级做出了突出的贡献,使华北制药在微生物药物研究开发方面走在了国内同行的前列。
十四年,光阴流转,课题组人员的细致工作、无悔付出,多样性微生物资源的积累、微生物的分类研究、微生物菌种资源管理数据库的建立、高通量筛选体系的建设以及微生物代谢产物分析、分离和鉴定技术的综合,汇聚成强大的能量,为品种仿制和源头创新提供了不竭的动力。
服务社会,为创新药物研发做出重要贡献
一枝独秀不是春,共同进步才能持续发展。
利用微生物菌种资源库和药物筛选技术平台,创新课题组为中科院微生物所、北京大学药学院、沈阳药科大学、中科院南海海洋所、天津医科大学、河北医科大学、河北科技大学等10多家科研院所提供了包括微生物菌种、微生物代谢产物和活性筛选和评价等技术服务,得到了业内人士的高度认可,为我国创新药物的研发提供了强有力的技术支撑。
为国内科研院所服务的同时,创新课题组也积极申请政府资助项目,依托创新平台,申请了10余项科研课题。其中,国家科技部“十一五”重大新药创制专项“创新微生物药物高效筛选与发现技术平台研究”项目获得立项支持、国家科技重大专项“(华北制药)创新药物研究与开发技术体系的建设”和“创新抗耐药抗生素研制及重大品种的综合技术提升”项目的参与申请,是创新课题组为我国创新药物研究与开发技术体系建设和我国抗耐药抗生素研制做出的突出贡献,更是该平台获得国家肯定的有力体现;国家科技部自然科技资源共享平台子课题“药用微生物资源标准化整理整合及共享试点”,通过对药用微生物资源的标准化梳理,不仅丰富了我国药用微生物资源,而且信息的共享为资源利用提供了有效保障;此外,多项河北省科技计划、石家庄市科学技术研究与发展计划项目完成验收或鉴定,累计申请到的资助上亿元。一个个项目的成果申请和验收,创新课题组的能力不断提升、成绩有目共睹。
在政府项目的实施过程中,创新课题组与中国医学科学院医药生物技术研究所、上海医药工业研究院、四川抗菌素工业研究所、福建省微生物研究所等国内高水平的微生物药物研究机构建立了良好的沟通和联系,通过共同解决重大科研问题、寻求重大突破,使得我国创新药物研发能力得到提升整体,为我国创新药物研发做出了突出贡献。
(华北制药新药公司 路新华、丁彦博)