在一片茫昧的學科領域中
他甘坐冷板凳
數十年如一日
用化學方法和思路解決生物醫學難題
在時代新變的激流勇進中
他巧思闢出新的征途
從跟跑到領跑
在腫瘤藥物治療方面作出重大發現
他就是中國科學院院士
北京大學藥學院張禮和教授
研發創新藥是他不變的追求
為國家而奮鬥是光榮的使命
讓我們追隨張禮和院士的步伐
感受在命運起伏中始終不渝的科研精神
在時代激盪中不斷攀登的學術追求
“為了讓一片黑暗變成光明”
自中學時代起,張禮和心中一直有個電氣工程師的夢。電影中,特務只要破壞電路,整個城市就會立刻漆黑一片,直到電氣工程師來了以後才能把全城重新點亮。年少的張禮和覺得這個工作很偉大,便立志長大以後也要做一名能為人民帶來光明的電氣工程師。但在那個年代,人們普遍認為只有身體素質好的同學才能學電氣、機械這些工科專業,張禮和雖然成績優異,卻因體檢問題與夢想擦肩而過。
於是,高考填報志願時,張禮和轉而將目光投向藥學。因為藥學仍屬理科,能夠用到很多化學方面的知識,也跟人民健康息息相關。1954年,張禮和以第一志願考入北京醫學院藥學系(前身為北京大學中藥研究所,2000年更名為北京大學藥學院)。
那時因為貧窮落後,新中國幾乎沒有自己的藥,都是從國外進口。“當時有個消炎藥叫消治龍,就是一種進口的磺胺藥,我國連最普通的消炎藥都不能自己做,中國的製藥工業基本上是零。”
張禮和覺得,從事藥學研究與做一名電氣工程師的初衷是相通的,都是為了讓一片黑暗變成光明。
在這種使命感的驅動下,動盪年代中的張禮和堅持學術研究,即便在並不擅長的中草藥領域也潛心耕耘。這段時間的經歷使得他不僅真正擁有了中草藥研究的背景,而且得到了更多接觸臨床的機會。
改革開放後,隨著國家實力的增長,張禮和得以重返核酸藥物研究領域。經過臨床時期的耳濡目染,張禮和認為,就像人體講究陰陽平衡一樣,正常細胞中某些訊號通路平衡的打破使某些基因突變或表達形成腫瘤細胞。於是,他潛心研究合成環磷酸腺苷的方法,使得環磷酸腺苷可以大量用於基礎和臨床研究,並在華北藥廠生產。
“雖然現在看起來那段時期的環境非常不好,但是你要是真有自己的思想,還是可以抓住一些機遇,讓你的工作得到延續,甚至可以開闢一個新的方向。要是沒有充分準備,即使機遇在你面前,也會很快滑過去。”
人生之路並非總是坦途,在曲折黯淡的道路中堅持信念、堅定理想,在沉潛中不斷豐富自我、蘊蓄力量,總會有駛向光明的無限可能。
“不僅要有坐冷板凳的決心,更要有把冷板凳坐熱的信心”
癌症是危害人類健康的第一大“殺手”,千百年來,人們一直對它束手無策。直到上世紀五十年代,DNA雙螺旋結構的提出為抗腫瘤藥物提供了全新的研究思路,也推動核酸化學研究進入高速發展時期。
隨著科技的不斷進步,化學家們逐漸開始從分子層面認識腫瘤細胞。1981-1983,改革開放之初,張禮和成為國家教委派出的第一批訪問學者,前往美國弗吉尼亞大學化學系,在美國著名的有機化學和生物化學教授S.M.Hecht的研究小組工作。Hecht教授的小組由天然產物研究、有機合成及生物化學三部分組成,是一個多學科合作的團隊。張禮和剛到實驗室便參與了一個極具挑戰的高難度專案——博來黴素A2的全合成。
開始,張禮和的分離工作並沒有獲得成功。他一頭扎進實驗室,連續兩天兩夜沒離開過實驗室,幾乎目不轉睛地盯著各項實驗。經過艱苦的實驗,張禮和拿出了別人從來沒有做出過的高純度樣品,為博來黴素A2及博來黴素苷元全合成的工作提供了標準品。為了進一步研究博來黴素A2抗腫瘤作用機制,Hecht教授又把寡核苷酸合成的工作交給張禮和去做。當時還沒有寡核苷酸合成儀,張禮和憑著吃苦耐勞的精神和嚴謹的科學態度,從自己合成單核苷酸原料做起,再將一個一個單核苷酸連線起來,圓滿地合成了一個十二寡聚的核苷酸,為研究博來黴素A2斷裂DNA的機制提供了基礎。
在Hecht教授組中的研究經歷,讓張禮和意識到多學科的協作在科研工作中的重要性。尤其是在生命科學領域中,多學科融合大大推動了科學的發展,使新的研究領域不斷被挖掘出來。
從那之後,張禮和以一名化學家的思路和方法研究生命現象和生命過程,在分子的層面上為生命科學的研究提供新技術和新理論。這樣的跨學科研究也成就了一個新新興的學科——化學生物學。張禮和也成為我國這一領域的領軍人物。多年來,他一直致力於藥物化學研究,並在腫瘤藥物的研究方面做出了重要貢獻。
自1990年以來,張禮和系統研究了細胞內的信使分子cAMP和cADPR的結構和生物活性的關係,在此基礎上發展了作用於訊號傳導系統,能誘導分化腫瘤細胞的新抗癌劑。開展了細胞內鈣釋放機制的化學生物學研究。發展了結構穩定、模擬訊號分子活性,並能穿透細胞膜的小分子, 成為研究細胞內鈣釋放機制的有用工具。系統研究了人工修飾的寡核苷酸的合成、性質和對核酸的識別,提出了酶性核酸斷裂RNA的新機理,發現異核苷摻入的寡核苷酸能與正常DNA或RNA序列識別同時對各種酶有很好的穩定性,寡聚異鳥嘌呤核苷酸有與正常核酸類似形成平行的四鏈結構的性質,發現訊號肽與反義寡核苷酸綴合後可以引導反義寡核苷酸進入細胞並保持反義寡核苷酸的切斷靶mRNA的活性,研究了異核苷摻入siRNA雙鏈中去對基因沉默的影響,為發展核酸藥物提供了一個新途徑。
在國家自然科學基金的長期資助下,透過近20年的不懈努力,張禮和領導的團隊在核酸化學及以核酸為靶的藥物研究方面,取得了一系列具有重要影響的研究成果,共發表論文200多篇,獲得國家專利3項,得到國內外同行的認同和大量引用,產生了較大的影響。
一項成果的獲得,用了20年時間。當被問及該如何看待科學研究的艱辛,張禮和說,搞科研沒有捷徑可走,必須“要有坐冷板凳的準備,還要有把冷板凳坐熱的決心”。
坐熱了實驗室的冷板凳,更要在課堂上將溫度薪火相傳。本科畢業後,張禮和留在有機教研組,王序教授給了他一本從德國帶回來的實驗教材,第一個任務就是花一年時間把那本教材從頭到尾做一遍。除了要做所有的實驗,每個實驗的相關文獻也需檢視。張禮和結合自己的從學經歷,在藥學院反覆強調,帶實驗的老師要做三倍於學生的實驗,這樣才有基礎去教學生,才能瞭解學生在實驗裡面出現的問題。正如恩師王序教授所說:要給學生一碗水,老師就得積累一桶水!
1999年至今,張禮和在北京大學藥學院任教授,多年來堅持親自為研究生開設“有機合成”“高等有機化學”“核酸化學”等課程,並且經常給學生講授藥學方面的新進展、前沿科學。年逾八旬的他仍然經常給學生們講授藥學和化學、生物學的最新進展。
“在北大這樣的高校,想做一個真正的好老師,必須首先是一個好的研究者。科研是教學的基礎,只有科研做得好,才有可能教學教得好。若沒有科研工作,老師就不能及時積累新內容,更不能把新內容教給學生,他教的內容,以及啟發學生思維的方法,就很可能多年也不進步,一直重複。”
每次看文獻、做研究的時候,張禮和都會及時把新的內容記錄整理,做一個幻燈片或者寫一個摘要儲存。等到跟研究生講課的時候,只需要整理一下思路,新鮮的素材就有了,所以他講課從來都是及時捕捉最新的內容。
張禮和清楚地記得,王序曾經對自己說:“你畢業以後,自己做研究工作的時候不要做我的題目,你必須自己想辦法來開闢一條新的道路。”張禮和是這樣做的,也是這麼要求學生的。他一直告誡自己的研究生,不要一味追蹤別人的工作,做研究就要做一些國際上沒有做過的內容、沒有解決的問題。
藥物行業中有這樣的說法:跟隨既有成果之後設計出來的藥品,叫做“Me too”藥物;在模仿改良的基礎上效果更好一些,就叫“Me better”;難度係數最高的就是“First in class”,這是一款徹底的創新藥,是第一個能夠治療某種疾病的藥物。對於張禮和來說,“First in class”是不變的追求,因為只有這樣才能真正在國際上取得領先。在這樣的思想指導下,張禮和先後有兩位博士生的論文獲評全國優秀博士學位論文,而且兩項工作都在國際上得到了很好的評價。
如今,85歲高齡的張禮和已離開科研一線,與幾位教授一起在江蘇省崑山市發起成立了小核酸生物技術研究所,專注於推動核酸藥物事業的長遠發展。“從跟跑到領跑,是我們國家科學研究必然發展的一個過程。中央提出來創新驅動的發展策略,我想北大應是義不容辭的。”作為62年黨齡的老黨員,張禮和殷切寄語青年學子:
“北大的紅色基因要求我們為著自立的自強的、科學民主的國家來奮鬥。年輕人一定要珍惜現在這樣一個國家歷史上最好的科學研究的時代。一定要抓住這樣一個時機,為我們國家、民族做出更多的事情。”
張禮和,1937年9月生,中國科學院院士、北京大學藥學院教授、天然藥物及仿生藥物國家重點實驗室學術委員會名譽主任。張禮和院士主要從事核酸化學及抗腫瘤、抗病毒藥物方面的研究。共發表論文200多篇;獲得中國專利3項。曾獲日本Hoshi University名譽博士學位(1990年);美國密蘇里-堪薩斯大學Edgar-Snow Professorship(1992年);何梁、何利科技進步獎(1999年);國際藥聯(FIP)Millennium Pharmaceutical Scientists Award(San Francisco,USA)(2000年);國家自然科學二等獎(2004年,2014年)等。兼任國務院學位委員會學科評議組藥學學科召集人;中國藥學會副理事長;IUPAC,Organic &Biomolecular Chemistry委員會委員 (Titular Member);英國皇家化學會高階會員(FRSC)亞洲藥化學會主席(1998-1999)及“Organic &Biomolecular Chemistry”、“ChemMedChem”、“Medicinal Research Review”和 “Current Topics of Medicinal Chemistry”編委;European Journal of Medicinal Chemistry副主編,《中國藥物化學》雜誌主編,《高等學校化學學報》副主編等職。
來源:北京大學