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团队成员与质检人员在检测中心液相室讨论分析方法。江月兰摄/光明图片
刘志兴(左)和周美红(右)在进行新产品的浓缩实验操作。江月兰摄/光明图片
红豆杉种植基地,团队成员(左)在指导工人采收。江月兰摄/光明图片
翟海伟在进行新产品的验证转移交付操作。江月兰摄/光明图片
【解码“新动力人群”】
红豆杉是国家一级珍稀濒危保护植物,其树体中可以提取出抗癌物质——紫杉醇。
如何在保护珍稀树种、不破坏生态的同时,开发红豆杉的药用价值?自2001年至今,福建南方制药股份有限公司(以下简称“南方制药”)的研发团队,扎根于福建省三明市明溪县,在人工培育红豆杉种苗的基础上,寻求紫杉醇提取技术和紫杉醇原料药研发的创新突破。
怀揣着科研“济世”的理想,团队攻破一项项技术难关,将国内紫杉醇针剂的价格从3000多元压低到现在的200多元,团队研发生产的紫杉烷类产品如今占国内市场60%、国际市场20%。
如今明溪拥有国内最大的6.24万亩南方红豆杉药用林、用材林等种植基地。一株株红豆杉“点亮”了山川田野,明溪也被称为“保护和利用濒危植物的典范”。
1.十余载攻坚让紫杉醇告别天价
“紫杉醇原料药的研发技术以前一直被国外垄断,在国际市场上,紫杉醇的价格1公斤可达200万元。”南方制药研发总监李守明说,多年来,研发团队一直以“种树”“制药”为己任,希望能做出“老百姓用得起的紫杉醇”。
“我们研发紫杉醇的经历,可以说是一个从无到有的过程。”李守明细数这些年团队完成的科研突破——
团队最初种植红豆杉时,树苗难发芽、生长慢,如今,一年最多可培育1000万棵以上的种苗,从种下到采收只需4~5年;最初提取紫杉醇要将红豆杉连根挖起,利用其全株进行采集,如今,团队从叶子上就能提取到紫杉醇;最初团队提取1公斤紫杉醇要30~40吨原料,而现在3公斤左右的紫杉醇只要1吨原料;最初紫杉烷类产品纯度只有98%,现在团队不断改进工艺创新技术,纯度已经能提高到99.9%……
截至目前,团队从红豆杉中能够产出5种以上可利用的紫杉烷类化合物,包括天然紫杉醇、10DABIII、三尖杉宁碱、七木糖紫杉醇,以及半合成紫杉醇、多西他赛等产品。
“这些产品的研发成功,大大提高了红豆杉原料的利用价值,也大幅降低了产品成本。”李守明说,现在市场上1公斤紫杉醇已由200多万元下降到20多万元,紫杉醇制剂也已被纳入了医保范围。
在团队科研成果的助推下,明溪县逐渐拥有了从红豆杉源头到紫杉醇终端产品的产业链,更是一跃成为全国重要的紫杉醇及紫杉烷类化合物生产基地。在保护珍稀树种的同时,明溪走出了一条靠“绿”转型、靠“绿”取胜、以“绿”生金的发展新路。
2.科研创新没有“舒适圈”
“科研成果转化之路虽然艰辛,但每一次进步都会创造社会效益和经济效益,多辛苦都值得。”李守明说。如今,研发团队已获得23项中国发明专利和8项国际发明专利,这离不开团队成员锲而不舍地进行科研攻坚、创新突破。
回想这些年的研发历程,李守明感慨道:“紫杉醇原料药的研发绝非一件易事。”
红豆杉种苗不易存活,生长速度又很缓慢,人工繁育上需要突破很多难关,这些为可持续的生产研发工作带来很多挑战。
李守明认为,研发就是一个先苦后甜的过程,在实验室遇到的问题越多,将来产品投入生产时就越顺利,这也成为团队每个成员的共识。
“做研发工作,要不停锻炼自己的发散思维,多做尝试,不怕失败。”负责产业化转移研究的团队成员刘志兴回忆,团队在研发一个产品时,虽然在小试及中试时,采用抽滤的方式能够很顺利完成操作,但团队敏锐地预料到,在产业化过程中,如果溶液体积很大、抽滤时间长,冷却产品析晶,很可能就无法实现有效过滤。“为解决这个问题,成员们进行了多次讨论,准备了几个预选方案,再通过反复的实验,终于以缩短连接管路等保持高真空的方式解决了这个难题。”刘志兴说。
“科研创新就意味着要走出‘舒适圈’,打破传统,实现自我突破。”团队成员周美红说,团队几乎每天都在打破传统,实现技术更新。她举了一个例子:红豆杉的提取最初都是靠浸泡提取,虽已是成熟的方式,但提取剂体量太大,效率低、能耗高。为了降低能耗,团队现在引入纳滤膜设备,打破了常规的热浓缩思路,在提高效率的同时还节约了成本。
类似这样“打破传统、实现自我突破”的尝试,团队成员翟海伟也经历过。
为了解决盐酸长时间高温回流产生的腐蚀性问题,团队不仅查询了各类文献,也咨询了经验丰富的专家,得到的答案都是:使用廉价易得的盐酸去反应,没必要浪费时间去改工艺。
“可是我们都不甘心,总想找到一个更有效的解决方案。”翟海伟说,后来有人大胆提出使用价格更高但不易挥发的硫酸来替代盐酸。说做就做,经过一个月的工艺摸索,团队开发了利用硫酸替代盐酸的工艺,完美地解决了腐蚀性问题,同时利用硫酸的不易挥发性质,重复多次利用硫酸,实现了成本的不升反降。
3.让濒危树种实现涅槃重生
“这里民风淳朴、日子简单,我也有更多的时间充实自己。”谈起在明溪的生活与工作,已经加入团队11年的成员骆剑萍说,虽然这里是个县城,但并未影响自己的科研事业,这些年他经手的品种有20余个,很多都超过了国内外同品种的水平。
对骆剑萍的心声,团队很多成员都有同感。团队中,有些人是公司引进的归国博士,有些人是大学毕业后就扎根于此十余年的“元老”,还有的是刚刚加入的科研新兵。十余年来,他们不仅实现自我价值,更是见证了红豆杉产业为明溪带来的满目青翠与遍地效益。
“红豆杉是木本植物,对森林的水土保持有很好的作用,同时它还是高端的经济作物,能为当地贫困户脱贫增收作出很多贡献。”南方制药总经理李永说。
“我们招收当地农户种植红豆杉,每个月付3000元左右的工资,很多农户都觉得开心,这份工作离家近,不需要再到很远的地方去打工。”李永介绍,通过“公司+基地+农户”的扶贫工作模式,南方制药带动了200多户当地农民种植红豆杉。
研发团队经过十余年的不懈攻坚,为红豆杉产业的发展蹚出了一条新路。如今,种好、用好红豆杉已经成为明溪人的共同追求。
3000余名当地农户积极参与到红豆杉基地的建设中,逐年改进种植技术,扩大种植规模,红豆杉成为明溪的“致富树”。据统计,目前明溪县已建成全国最大的红豆杉种植基地6.24万亩,年产值约10亿元,每年带动农户增收约1000万元。红豆杉生物利用、山地珍贵用材林培育、景观苗木及盆景开发等产业集群已成为明溪特色产业。
“发展红豆杉产业是多赢的,而且目前红豆杉还有很大的发展空间。”李永说,团队的追求就是继续保护好这种濒危树种,并让它的生态价值和药用价值,得到充分彰显。
南方制药研发团队科研惠民成果:
◎从红豆杉中能够产出5种以上可利用的紫杉烷类化合物
◎成功使每公斤紫杉醇由200多万元下降到20多万元
◎将紫杉醇针剂的价格从3000多元压低到200多元
(本报记者李睿宸)
关于南方红豆杉的药用功效与作用的内容到此结束,希望对大家有所帮助。