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华熙生物首席科学家郭学平:努力让大众实现“玻尿酸自由”

2024-09-18 19:08:00发布    浏览331次    信息编号:173542

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华熙生物首席科学家郭学平:努力让大众实现“玻尿酸自由”

郭学平是透明质酸史上两次重大产业革命的奠基者和引领者,曾获国家科技进步二等奖、吴阶平—保罗·杨森医学研究奖,享受国务院政府特殊津贴……他研究透明质酸(HA)30余年,推动我国在21世纪初成为透明质酸最大的生产国和消费国,推动透明质酸从仅用于医药的“奢侈品”走向化妆品、洗护、口腔护理、计生、食品、宠物等各个领域,让透明质酸走进普通百姓的生活,是透明质酸行业家喻户晓的大佬。

作为华熙生物科技(.SH)首席科学家、副总经理,郭学平被同事们亲切地称为“郭博士”。郭博士外表英姿飒爽,气质儒雅,说话慢条斯理,话不多,但他关于透明质酸的故事照亮了整个透明质酸世界,激励了一批又一批科研人员投身到这个新兴领域,也让大众从透明质酸这个小物质中了解了大世界。

执着于玻尿酸发酵方法的研究,让小物质照亮大世界

上世纪90年代,还很年轻的郭学平参加了全国工业生物化学学会的一次会议,会上一篇关于发酵生产透明质酸的文章,像一股巨浪冲击着郭学平。他回忆说:“这篇关于发酵生产透明质酸的报告,就像扣动了扳机,触发了我大脑里的那个点,我一回到研究所就必须马上开始做这个项目,这种感觉很强烈。”

其实,郭学平对透明质酸并不陌生,从上世纪80年代起,他就跟随导师张天民开始了透明质酸提取的研究,研究的目标是提取高纯度的透明质酸,应用于眼科手术。当时,生产透明质酸的主要方式是从鸡冠等原料中进行生物提取,200公斤鸡冠只能提取1公斤透明质酸,由于原料限制,产量十分有限。郭学平想到,如果能通过微生物发酵生产透明质酸,将大大提高透明质酸的产量。

(左:张天民,右:郭学平)

对于郭学平的这个想法,山东大学药学院教授、博士生导师臧恒昌回忆道:“郭学平在学校学的是生化制药,之前没有接触过发酵方法,他从零开始进入一个新领域、一个新专业,我们当时都在想这个方法行不行。但看到他对发酵方法的研究如此入迷、近乎痴迷,我们其实对他充满期待。”让郭学平等人没有想到的是,他的灵光一闪,会照亮世界。但在照亮世界之前,还要经历一段漫长的黑夜。由于国内尚无关于透明质酸发酵技术的研究,郭学平只能一点一点地“摸着石头过河”。

当时,研究所没有发酵基础,早期的设备也非常简陋,只是简易的家用发酵罐。做培养微生物的实验很容易感染,一旦感染就相当于彻底失败,一切要从头再来。一年多的时间里,郭雪萍几乎无所事事。这种实验每天至少做一次,每次都没做成,就全部倒进下水道。“浪费时间和精力,这个过程很痛苦,坚持不住就放弃了。想想自己在这里经历的一切,心里很感慨。”郭雪萍坦言。

克服当时科研材料、设备、科研人员、经费不足的困难,郭学平和两名助手从一株小小的发酵菌株做起,一点一点摸索诱变、筛选、工艺优化、控制技术——“筛选菌株就像大海捞针,只能广撒网,把国内外能找到的菌株库都找遍,联系购买,再逐一筛选。”仅这一个环节就花了一年多时间,但他说,“一年多时间能筛选出一株高产菌株,还是很幸运的。”

经历无数次失败后,有一天,郭雪平像往常一样走进实验室,“我把玻尿酸发酵液倒进酒精里,就出来一个像棉球一样的东西,一眼就能看出来,玻尿酸做成了!”当时,郭雪平激动得几乎无法用语言表达,心情久久不能平静。

发酵法的成功,大大提高了透明质酸生产的效率和规模,大大降低了生产成本,并且结束了提取法对动物原料的依赖,减少了由动物传播疾病的可能性,过敏反应也变得极为罕见。

但那时的郭学平还没有意识到,他首创的透明质酸发酵技术,已然掀起了一场改变世界的行业风暴。他负责的研究项目“发酵制备透明质酸”很快便引起了全国的关注,并被列入国家“八五”、“九五”科技攻关计划。后来,还荣获了国家科技进步二等奖,郭学平个人还被授予了吴阶平-保罗·杨森医学研究奖。

在郭学平的带领下,华熙生物透明质酸发酵产量由不足3g/L发展到12-14g/L,发酵周期逐年缩短,产品质量全球领先,并拥有全面的全球登记资质。2019年华熙生物透明质酸原料全球市场占有率达39%,连续多年位居全球第一。

一项新技术的研发,其最大的意义在于能够推动行业革命,改变人们的生活。在中国的透明质酸行业发展中,无疑是郭学平和他的中国首创的发酵技术,掀起了透明质酸行业的变革风暴,使得中国的透明质酸行业走在了世界的前面,透明质酸开始走进了普罗大众的生活。

酶切技术:因玻尿酸“消失”而引发的行业革命

很多人都知道玻尿酸在护肤领域应用十分广泛,保湿修复功效突出。但很多消费者并不知道,由于早期技术限制,大部分日常护肤品中所含的玻尿酸一般为大分子、中分子玻尿酸,虽然有一定的保湿作用,但仅限于在皮肤表面锁住水分,无法渗透至真皮层,难以达到深层保湿的效果。

如果想要达到更好的透皮吸收率,需要分子更小的透明质酸才能被皮肤深层吸收。但以当时的科技水平,透明质酸的分子量并不能随意控制。要得到小分子透明质酸,只能用化学方法(酸碱),但这种方法容易破坏透明质酸的分子结构,杂质多,能耗成本高,难以量产。

为了进一步满足市场需求,2011年郭学平带领华熙生物研发团队在国际上首次通过“酶切法”实现了低聚透明质酸的规模化生产。“酶切法”的强大之处在于可以自由控制透明质酸的分子量,得到不同分子量的透明质酸,极大地开拓了透明质酸的应用领域,开创了透明质酸的又一次产业革命。

酶解法的诞生,其实源于30年前郭学平从鸡冠中提取透明质酸时的一个“错误”。当时,他把粘稠的透明质酸提取液放在容器里,下班回家后,第二天早上发现透明质酸提取液变稀,透明质酸“消失”了,导致提取纯化实验失败。郭学平一直对这个“错误”耿耿于怀——透明质酸是怎么消失的?

他后来发现,“玻尿酸实际上并没有消失,而是被酶分解了。在实验过程中,皮肤感染了一些微生物,这些微生物产生了分解玻尿酸的酶。”

这次“失误”中的发现,给了郭学平极大的启发。在郭学平及其团队的日夜努力下,酶切法终于研发成功。他利用透明质酸酶特异性降解透明质酸,解决了化学降解产生的透明质酸结构破坏问题。降解周期也由原来的12-15天缩短到5-6小时,降本增效能力非凡。这项酶切技术还获得了专利行业最高奖项——中国专利金奖(专利号:ZL2.5)。

最让郭学平自豪的是,华熙生物目前拥有200多个品种、规格的透明质酸原料,能够生产出全球最大(超过400万Da)和最小的透明质酸,这些原料可以应用于抗癌药物、组织工程、外科、化妆品、食品等不同领域,发挥透明质酸独特的作用。

希望团队里的每个人都能自立

据了解,郭学平曾是一名天赋异禀的青年大学生,1980年,中国刚刚恢复高考,15岁的他便考入了山东医科大学(现山东大学),随后又在山东大学获得博士学位,并成为山东大学的硕士生导师。

郭学平依然保持着严谨、纯粹的治学风范,他对待团队成员就像自己的学生一样,在工作、生活上不断给予他们指导和关心。

郭学平常常感叹:“在华熙这么多年,我看到我一起共事的研发团队逐渐成长,身份不断转变,有的青年男子当了父亲,有的青年女子当了母亲。我希望研发团队的每一位成员都能做出成绩,工作、生活都能独立自主,这是我非常开心看到的。”

在队员们眼中,虽然郭学平很少做出严厉的批评,但大家对他依然心存敬畏。

“郭博士对我们要求非常严格,如果在开发或者项目实施过程中出了问题,研发人员没有发现,在郭博士眼里,这就是很简单的问题。这么简单的问题都找不到,路就是弯路,这让他很无法理解。”

“他很聪明,记忆力也很好,我们不能大意,不然你们都不知道他问你们什么。”

作为华西生物首席科学家,严谨、理性贯穿在郭学平的性格中。在他看来,这种严格,更多的是对一家生物科技公司的试错成本的“零容忍”。

“不管是做研发还是管理,判断力是最重要的。如果你有100个选择,你尝试了99个,然后才找到正确的那个,那傻子也会这么做。在你尝试完99个选择之前,公司就已经倒闭了。它根本不给你尝试和失败的机会。”

郭学平对公司、对消费者、对自身的科研,一直有着强烈的使命感。肩上的责任,让他在遇到工作压力时,更注重尽力自己消化,让团队轻装上阵。而对于玻尿酸的研发,郭学平却异常执着,几十年如一日埋头于各种实验,不断尝试各种方法,乐在其中。

目前,华熙生物拥有300多人的研发团队,在郭学平的培养和指导下,一批批不同领域的研发人员在达到一定水平、专攻某一领域后,都以自己的名字命名了研发工作室。

上世纪90年代,为了能及时接收国外最前沿的学术信息,郭学平甚至花了上万块钱买了一台电脑,而那时他的工资才几百元,在那个年代,上网浏览国外的科研文献要花掉差不多一个月的工资。

“愿意为知识付出巨大代价”是一种无法用商业逻辑定义的行为。仔细想想,这发生在理性、严谨的郭学平身上,也并不突兀,甚至还带着一丝浪漫。

个人的奋斗离不开历史的进步,企业的发展也能体现时代的一面。在未来的经济形势下,华熙生物科技作为行业领军者,将面临更多的经营挑战和资本考量,但郭学平始终坚信“只有不断进行技术创新、产品创新,企业才能长远发展。”

“我刚大学毕业的时候,还是单纯从事研发科研,开发一个产品可能要花八年的时间。在企业里,随着公司越来越大,现在要把长期项目和短期项目结合起来。像功能性护肤品这样的短期项目,一年能推出几百个新产品,上市的也有近百个。随着产品越来越受欢迎,市场需求越来越大。这就要求我们拥有更强的科研队伍,才能匹配公司发展的速度。也要求我们要用上市公司发展的角度去管理科研,从战略方向去把握项目的研发和创新。”

在近日的采访中,郭学平被问及他认为玻尿酸发展的理想状态是什么,他眯着眼睛说:“我们想生产出更多的玻尿酸,让消费者早日实现‘玻尿酸自由’。”

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