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他是一个出生于1930年代中期日本山梨县农村的年轻人,在那个朴素而艰苦的乡村环境中,他从小便学会了尊重土地、珍惜大自然的恩赐。当这位普通的农家子弟从土壤中发现了能够使地球上七分之一人口摆脱寄生虫病的答案时,他谦虚地表示:“(这种药)是微生物制造出来的,并不是我有什么了不起的。”今天,药明康德内容团队将结合公开资料为大家介绍这位伟大的化学家、2015年诺贝尔生理学或医学奖得主——大村智博士的学术人生。
▲大村智博士在加纳讲学(图片来源:参考资料[1])大村智出生于20世纪30年代中期的日本山梨县农村。他家是自耕自种的农民家庭,生活也还算富足。父亲大村惠男由于年轻时没能升学深造留下了很大的遗憾,因此他对家中5个子女在学习上的培养都不遗余力。在父亲的资助下,加上他在滑雪上已达国家队水平的运动实力,大村智获得了进入山梨大学文理学院的资格。在大学里,同时要兼顾训练、比赛和学业使大村智分身乏术,但这也极大地磨练了他的意志力,教会了他如何能尽可能地超越自己的极限。同时,这也为他后续在教育和学术工作中取得成功奠定了基础。也是在上大学时,大村智第一次发现了自己对有机化学具有着浓厚的兴趣。在大学毕业后,大村智开始在东京的一所业余高中担任夜校的老师。他的学生很多都是白天已经辛苦工作了一整天,晚上依然坚持上夜校来提升自己,好为自己的未来谋求改善的希望。看到学生们那一双双充满油污且已工作到麻木的手,大村智十分动容,反思过后,他决心重新拾起学习,好让自己能够成为一名更专业的老师,从而更好地教导他的学生们。▲大村智在夜间学习使用核磁共振(NMR)设备(图片来源:参考资料[1])在大村智的积极争取下,他开始了自己极为充实的“三班倒”生活,白天在东京理科大学进行研究生相关课程的学习,晚上去夜校教课,然后趁着其他研究人员下班后,半夜去当时日本唯一一台NMR设备的所在地东京工业实验室使用NMR研究有机化合物的化学结构——这在当时是一种非常尖端的新技术。在这样高强度的学习和工作模式下,大村智花了5年的时间取得了东京理科大学的硕士学位。1968年,也就是取得硕士学位后又5年,大村智获得了东京大学药学博士的学位,两年后,他又获得了东京理科大学化学博士学位。通过漫长的研究生深造阶段,大村智博士积累了极为广泛的知识和技术技能,成为了他后来所有研究工作的宝贵基础。对于大村智博士来说,他这一生中最重要的伙伴可能就要数微生物了。由于他出生年代的物资相对匮乏,大村智博士和他家人们的生活基本上都依赖于大自然的馈赠。因此,他从小就把对大自然的深切尊重和敬畏根植于心。1963年,大村智在山梨大学担任助理研究员时接触到了发酵技术,在见识到酵母可以在一夜之间就把糖转化为酒精的高效作用后,大村智再次折服于大自然的神奇——这种大自然的造物能做到的事情比当时最优秀的化学家还要厉害!自那以后,大村智对微生物的迷恋便一发不可收拾。他坚定地认为,大自然中肯定存在着能够解决我们过去、现在以及未来的问题的所有解决方案——而我们所需要做的只是找到它们。他还相信,地球上无数的微生物是一个待开采的巨大宝库,将成为人类寻求解决方案的主要来源。大村智博士也是如此践行自己的信念的,在随后的日子里,他将自己的科研生涯都奉献给了从微生物中发现可用化合物的工作中去了。为了寻求更好的环境来研究微生物,大村智加入了由日本著名的细菌学家北里柴三郎创设的北里研究所。自1965年起,他便一直积极从事生物有机化学领域的综合研究,并把研究重点放在了微生物来源的生物活性物质上。▲大村智博士及其同事从微生物中发现的重要活性物质阿维菌素(avermectin)的分子结构(图片来源:参考资料[6])通过在北里研究所进行的初步尝试,大村智很快意识到,寻找由微生物产生的化合物是一项极为耗时且艰巨的任务——仅仅一小勺土壤中就可能含有数以亿计的微生物,它们能产生的生物活性物质更是不计其数。为了加速这一筛选过程,大村智建立了独创的微生物分离方法和筛选其中天然活性物质的方法。通过该方法,大村智发现了13个新属和42个新种的微生物,而他从土壤样本中分离出的大量新型微生物中发现了近500种有机化合物,其中有26种化合物及其衍生物已在世界范围内被广泛用作兽用药、人类用药、农用化学品和生化研究试剂。例如,大村智及其同事分离出来首个脂肪酸生物合成抑制剂cerulenin,它是后来一些重要他汀类药物的先导化合物。他们还分离出了可以抑制蛋白激酶C的化合物staurosporine,这一发现刺激了许多新型抗癌药物的开发,例如伊马替尼和其他一些生物碱抗癌药,staurosporine是它们的先导化合物。尽管大村智博士在北里研究所已取得了不少的成果,他并不满足于此。1971年,大村智博士远赴美国卫斯理安大学(Wesleyan University)进行深造,在那里结识了他人生中的一大“贵人”——麦克斯·帝施勒(Max Tishler)教授。在卫斯理安大学时,帝施勒教授给予了大村智博士极大的便利,使他能够随心所欲地高效开展他的研究的同时,还能与众多国际领先的化学专家进行频繁的学术交流。由于帝施勒教授还曾是默沙东实验室(MSDRL)的所长,在大村智博士回国后接手北里研究所的研究项目遇到资金问题时,他主动伸出援手促成了北里研究所和默沙东的合作伙伴关系。这次合作开创了日本“产学合作”的典范——医药公司提供研究经费,科研团队提供研究成果。具体来说,北里研究所需要负责收集土壤样本,鉴定其中独特或有潜力的微生物,随后进行化合物的分离和筛选,并进行体外评估。而默沙东公司需要负责在动物模型中进行体内测试,以及药物通过测试后的开发、生产、营销和分销环节。在大村智博士的经营下,此前因资金问题已奄奄一息的北里研究所重新焕发了生机。大村智博士最初的目标是开发用于家畜和其他动物的药物。因为他认为,用于人类的抗生素已有很多种选择了,作为后来者即使能找到新的人用抗生素,可能也竞争不过已有产品。而兽用抗生素则是一个尚未被开拓过的领域,并且如果这种抗生素在动物身上能起效的话,也很有可能同样可以作用于人类。基于这种开发思路,北里研究所与默沙东的合作诞生了多种新型化合物,其中最著名的就是由大村智博士从日本一所高尔夫球场附近的土壤里分离出的新型放线菌阿维菌素链霉菌(Streptomyces avermectinius)产生的阿维菌素和它的二氢衍生物伊维菌素(ivermectin)。由于大村智博士发现的这种微生物的培养液在MSDRL的小鼠模型中展现出了惊人的抗寄生虫活性,MSDRL的威廉·坎贝尔(William Campbell)教授将培养液中的活性成分进行了提取,随后获得了阿维菌素。通过对阿维菌素进行化学修饰,研究人员们得到了更安全、更有效的伊维菌素。由于伊维菌素卓越的体内外驱虫作用,在1981年作为兽用驱虫抗生素被引入市场仅仅两年后,它便成为了世界上销量最大的兽用药,并保持这一地位长达二十多年。▲大村智博士(左)负责监督从发现阿维菌素链霉菌菌株的高尔夫球场边缘收集土壤样本(图片来源:参考资料[5])随着伊维菌素的大获成功,大村智博士当初极有远见的药物开发思路也成为了现实——兽用药可以转化为人类用药。1987年,默沙东公司明确了伊维菌素对人类寄生虫的疗效和毒副作用等安全性问题后将它以Mectizan作为商品名推向了市场。1988年,默沙东通过世界卫生组织(WHO)将Mectizan无偿捐赠给世界上饱受最严重的顽固性人类丝虫病——河盲症和象皮病困扰地区的人们。河盲症是由一种微小的蠕虫引起的,这种蠕虫可以感染角膜并导致失明。而象皮病也是由蠕虫引起的,会产生慢性肿胀。这些疾病主要分布在亚洲、非洲和南美洲的一些最贫困和偏远的地区。基于这项捐赠行动,每年将有3亿这些地区的患者能够免费接受治疗,从而有望使数百万患者能够免于失明或致残,这将极大地改变他们的人生。世界卫生组织曾预计,到2020年,象皮病将会被消灭,到2025年,在全球范围内消灭河盲症。目前,拉丁美洲的象皮病根除工作已基本完成,非洲地区的工作也即将取得成功。2015年,因大村智博士和威廉·坎贝尔教授为河盲症和象皮病这些寄生虫病治疗做出的贡献,他们共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。同年与他们一同分享这一殊荣的还有为疟疾的治疗做出杰出贡献的药学家屠呦呦女士。▲2015年诺贝尔生理学或医学奖得主(图片来源:诺贝尔奖官网)大村智博士是公认的天然产物化学领域的领导者,因其在改善全球人类健康方面的工作的影响力,他获得了众多的奖项和荣誉。此外,他还是美国国家科学院、法国科学院和中国工程院的外籍院士。但对大村智博士来说,最宝贵的回报是看到他的工作如何改变世界,以及如何帮助解决人类面临的重大健康问题。大村智博士表示,他不仅打算继续寻找新型微生物及其产生的化学物质,还要吸引、启发和鼓励下一代年轻科学家和研究人员加入这一探索旅程。几十年来,大村博士的研究所共培养出了31位教授,超过120人获得了学位。2019年时,大村智博士还在担任北里大学北里生命科学研究所天然产物药物发现研究项目的特聘名誉教授和特别协调员,他的故事将继续激励一代又一代渴望为人类进步做出贡献的年轻人们。▲欲了解更多前沿技术在生物医药产业中的应用,请长按扫描上方二维码,即可访问“药明直播间”,观看相关话题的直播讨论与精彩回放
[1] Satoshi Ōmura Biographical. Retrieved May 26, 2023, from https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2015/omura/biographical/[2] 大村智:罕见的拥有四重“身份”的科学家. Retrieved May 26, 2023, from https://www.keguanjp.com/kgjp_keji/kgjp_kj_etc/pt20210521000003.html[3] Inventas vitam iuvat excoluisse per artes. Let us improve life through science and art. Retrieved May 26, 2023, from http://www.satoshi-omura.info/index.html[5] Biography. Retrieved May 26, 2023, from http://www.satoshi-omura.info/biography/index.html[6] Molecules. Retrieved May 26, 2023, from http://www.satoshi-omura.info/molecules/index.html免责声明:药明康德内容团队专注介绍全球生物医药健康研究进展。本文仅作信息交流之目的,文中观点不代表药明康德立场,亦不代表药明康德支持或反对文中观点。本文也不是治疗方案推荐。如需获得治疗方案指导,请前往正规医院就诊。版权说明:本文来自药明康德内容团队,欢迎个人转发至朋友圈,谢绝媒体或机构未经授权以任何形式转载至其他平台。转载授权请在「药明康德」微信公众号回复“转载”,获取转载须知。