
12月3日,何梁何利基金2024年度頒獎大會在北京舉行,西北大學化工學院范代娣教授被授予“何梁何利基金科學與技術創新獎”。長期以來,范代娣教授自覺踐行、大力弘揚新時代科學家精神,面向世界科技前沿,面向國民經濟主戰場,面向國家重大戰略需求,搶占科技競爭和未來發展制高點,在科技發展和產業轉化方面做出了重要貢獻,獲得了各方高度評價。
從孜孜不倦的求學之路,到翻山越嶺的科技創新之路,范代娣樂此不疲地走了40年。
錨定一個方向長久扎下去
1984年,范代娣從家鄉陜西省渭南市蒲城縣來到西北大學,自此開始了化工研究之路,也與西北大學結下了不解之緣。
1994年,范代娣從華東理工大學生物工程系畢業,成為我國生物化工專業第一位博士。當時恰逢市場經濟大潮風起云涌,到東部地區工作或者留在沿海地區高校任教,是眾人趨之若鶩的選擇。面對留在上海任教與出國深造的機會,范代娣做出了人生中十分重要的決定——回到母校西北大學,在寧靜的西部繼續她的科研征途。
初回西大,范代娣只有3000元的安家費、5000元的科研啟動金,以及40平方米的小實驗室。而這已是當時學校能提供的最好條件了。環境艱苦,硬件簡陋,面對這樣的起步條件,范代娣沒有絲毫氣餒,她說:“西大是我的根,選擇回母校時我就做好了心理準備。”
在查閱最新資料時,范代娣發現國外學者嘗試用動物膠原蛋白制造“人工耳”“人工腎”,很受啟發,這可是人類生命健康領域急需的技術,于是她決定進行嘗試。進一步閱讀文獻后范代娣發現,從牛、豬、魚等動物源制備膠原蛋白,存在病毒隱患、排異反應等多重弊端,因動物種別、批次不同,功效也不相同?!皠游镌吹哪z原蛋白不行,那能不能直接用人的膠原蛋白呢?”當然,她決不會從人體提取膠原蛋白,而是利用基因工程技術構建重組膠原蛋白,使其與人體膠原蛋白高度相似。
她以近乎“異想天開”的方式展望重組人膠原蛋白研究的未來:“如果能制備沒有免疫排異反應的膠原蛋白,那人造器官就更接近真正的臨床應用,人類距離健康長壽的目標是不是能更近一些?”
構建新的重組膠原蛋白分子(范代娣稱之為“類人膠原蛋白”)研究沒有先例,沒有可供參考、對照的實驗數據和資料,一切只能從零開始摸索。很棘手的一點是,當時國內生物技術科研整體水平落后于歐美國家,合成類人膠原蛋白相關的基因改造、拼接技術相對都很落后,范代娣團隊要費很大功夫去彌補相關領域的短板。
發酵是制備重組膠原蛋白的重要工藝,沒有足夠的量根本不能評判設計的重組膠原是否與理論功效一致,免疫原性也無法評價。細胞工廠構建成功只是萬里長征第一步,高密度發酵制備足夠的量才可以繼續下面的研究。實驗室的發酵工藝有別于工廠的成熟工藝,從前期準備、中期操作到后期清洗罐體耗時很長,需要近一周的時間,不能污染罐體,也不能操作失誤。為避免失誤,除了嚴格操作、徹夜值守,別無選擇,實驗過程辛苦單調,一刻都不敢放松。
功夫不負有心人,2000年,范代娣的實驗取得了重大進展,用基因工程技術高密度發酵生產的一種類人膠原蛋白宣告問世。2001年,范代娣申請了中國第一個重組膠原蛋白發明專利——“一種類人膠原蛋白及其生產方法”。
此后,范代娣在“十五”國家科技攻關計劃、國家高技術產業化示范工程、國家“863”計劃等多項國家級項目支持下,解決了一系列重組膠原蛋白的分子設計及工程技術難題,我國重組膠原蛋白研究實現了由并跑到領跑的跨越。
范代娣說:“對于一項科學探索來說,失敗是常事,短時間成功的概率很小。循著正確的大方向,耐住寂寞干,沉下性子試,是科學家必不可少的品格。”
20余年來,范代娣發表了500多篇論文,授權142項發明專利,出版9部著作,以第一完成人獲國家技術發明獎二等獎1項、中國專利金獎1項、陜西省最高科學技術獎及省部級科學技術獎一等獎5項。她還首次發現了多種稀有皂苷的優異功效,了解了手性異構體、不同功效皂苷間的協同或拮抗作用機制,突破了稀有人參皂苷規模生產的瓶頸。一個又一個“第一”從范代娣的實驗室里噴薄而出,“從0到1”的原始創新成果正在釋放強大的變革力量。
把成果從實驗室搬上流水線
“在我看來,產品必須走出實驗室,才能被社會接受和認可,才能實現用科技造福社會的夢想?!狈洞氛f。一項新技術的誕生就是一種突破,然而要讓新技術走向市場、服務社會,實實在在地改變人民的生活,實驗室研究只是開端。
為了充分實現類人膠原蛋白的價值,范代娣以專利技術入股成立了西安巨子生物基因技術股份有限公司(以下簡稱“巨子生物”)。新設公司從技術研發到設想運用再到商業落地,道阻且長。最初幾年公司沒有收益,壓力很大。
彼時,巨子生物量產的類人膠原蛋白主要計劃用于市場急需的外科醫用敷料、止血海綿、人工骨等領域,但是這些醫療器械研發和審批周期極長,這項技術進入臨床應用還有很長的路要走。市場拓展舉步維艱,只有加倍投入研發經費,加快臨床實驗進度。
2011年,經過嚴格的臨床實驗,第一個用于激光手術后修復皮膚屏障、促進受損皮膚快速修復的醫用敷料獲得注冊證并進入市場,產品良好的功效獲得了患者的高度認可。

范代娣教授(右一)在實驗室
今天,巨子生物已經建成了系列重組膠原蛋白原料、醫學護膚品、醫療器械、預防醫學和營養醫學產品等20多條生產線,生產的8類主要產品暢銷國內外,市場終端銷售總額累計超過百億元。
2022年11月,巨子生物在港交所主板上市。這是西北大學科技成果轉化和產學研合作推動兩鏈融合的標志性事件。
走得再遠也不能忘記為何出發
在大健康領域做研究成果轉化,范代娣的原動力來自父親。范代娣出生于渭北農村,父親是位自學成才的赤腳醫生,十里八鄉的人都慕名來找他求醫。范代娣多次被夜晚上門求醫的人吵醒,父親也經常半夜出診,有時給她講治好病人的喜悅,有時給她講病人辭世的無奈。年幼的范代娣覺得父親能救人命,非常偉大,“長大了我也想給人看病”的想法在她心中扎下了根。
高考結束后,范代娣的第一志愿是到軍校讀醫學專業,但體檢時視力不合格,與醫學失之交臂,最終進入西北大學讀化學工程專業,可治病救人的夢想始終在她心頭縈繞,她不是職業醫生,卻和職業醫生一樣仁心濟世。
她研究的系列重組膠原蛋白序列來源于人體膠原蛋白氨基酸序列,具有良好的生物相容性和低免疫原性特點,因而可廣泛應用于生物醫學領域,包括醫用敷料、人工骨支架、注射填充物、人工血管,等等。在皮膚醫學領域可以起到幫助傷口愈合、修護組織的作用。
目前,重組類人膠原蛋白產品被國內1000 多家公立醫院、1700多家私立醫院和診所、300多個連鎖藥房采用,受益患者超千萬人次。兜兜轉轉,范代娣把她的醫學初心用在了實驗室里、生產線上和一件件造福人類健康的產品中。
范代娣微信里保存著這樣一條聊天記錄,一位胰腺癌患者在服用了她研發的強效人參皂苷藥品后,一直升不上去的血糖破天荒地上升并穩定了下來,患者情不自禁地對范代娣說:“您是創造奇跡的人!”
新冠肺炎肆虐武漢時期,巨子生物通過陜西省慈善聯合會,向武漢20多家醫院捐贈了517萬元現金和產品,幫助醫護人員舒緩修復因長期穿戴防護服和口罩,使用消毒水、洗手液引發的肌膚敏感、濕疹、破潰等問題。
談及這些年獲得的頭銜與榮譽,范代娣說:“感謝國家和同行們對我的認可,但我做的還遠遠不夠。健康和美麗的需求人皆有之,隨著人民生活水平的提升,這種需求會更加強烈,我們會加倍努力,研究轉化兩手抓,讓人們更加健康美麗?!?/p>
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