今年，凭借“在解析紫杉醇生物合成途径关键步骤方面做出的贡献，支持他在紫杉醇的高效生物制造方向进行探索”，闫建斌成为第六届“科学探索奖”生命科学领域的获奖者之一，也是我国农科院系统的首位获奖者。在10月19日颁奖典礼前夕，闫建斌接受记者采访，回顾研发中的关键时刻，畅想未来五年产业的发展蓝图。他说，自己过去的研究成果得益于深圳长期、稳定的支持，希望未来能在深圳探索紫杉醇合成生物制造的产业化之路。
视频来源：深圳报业集团视听中心
《哈利•波特》系列小说中伏地魔使用的魔杖是由紫杉木制成，这种植物又称红豆杉，从中提取的紫杉醇是世界知名的广谱抗癌药。闫建斌说，一个成年卵巢癌患者，一个治疗周期所需的紫杉醇大约需要从30～50棵20年树龄的红豆杉中提取。而红豆杉生长缓慢，提取紫杉醇成本高，难以满足人民群众的癌症防治需求。能否不依赖这种植物对紫杉醇进行生物合成，是一个世界性难题。正是这样的难题，成为闫建斌想要去闯一闯的“无人区”。
受访者供图
1990年，美国率先开发出一条高效的紫杉醇化学半合成路线，并迅速实现了商业化生产，但该路线需要从红豆杉中提取生产原料巴卡亭III等生产原料，生产成本依然很高。接下来的30余年内，尽管全球上百个科研团队都投入到了紫杉醇的生物全合成研究中，仍未能取得突破性的进展。
闫建斌说，紫杉醇独特且高度复杂的分子结构，被称为只有自然界能够调配出来的“小怪物”。为了打通紫杉醇合成通路。他十余年来带领团队，绘制了南方红豆杉基因组图谱，发现了紫杉醇生物合成的关键酶，揭示了紫杉醇合成调控的新机制，实现了紫杉醇生产原料巴卡亭III的异源生物合成。该研究成果结束了阐明紫杉醇生物合成途径的漫长研究历史，成为植物代谢与合成生物学领域的引领性原创成果重大突破。
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在全球对紫杉醇的研究都陷入停滞时期，曾有前辈劝说闫建斌不要继续从事这个领域的研究。但他觉得，正是因为太难才更有挑战，困难总要有人去突破。而如果要突破，就不能走前辈们的老路，必须做新的尝试，要做更加基础、更加交叉的研究。
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近年来，各学科间交叉合作越来越多。尤其是AI已成为推动科学研究和技术进步的重要工具。“Alphafold出来后，我就和合作团队探讨，在基因组学，代谢组学等如何能跟AI更好融合”，闫建斌说，在紫杉醇项目的研究过程中，已经全方位、全流程采用了AI相关技术，包括：用AI来预测紫杉烷类分子的化学结构，通过建立AI算法模型，在没有标准品的情况下，可以判定是哪个细胞中生成了紫杉烷类分子；用AI指导人工设计，进行关键酶活性和溶解性的改造；在分析基因组以及基因表达调控等方面，为了提高效率，也引入了AI。
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“AI正在加速我们的研究，但我们还有很多工作要做，比如如何把不同类型数据标准化，如何让AI模型更好理解实验数据等等”，他称，在后续产业化过程中，需要开发适配发酵体系的生产工艺，其中有很多参数需要检测、分析和调整，也会用AI进行全程优化。“在实际工作中，多台平行发酵罐的上样、取样和分析过程比较复杂，人工成本非常高，利用自动化构架和AI，就像汽车超级工厂一样，只需要很少操作人员，就能快速获取实验数据，开发高效的生产工艺。相信未来中国在生物制造领域，AI能够全面加持”。
本届“科学探索奖”管理委员会双主席之一，中国工程院院士、北京大学博雅讲席教授高文谈及本届评选时曾说：“我们既考量申报人的过去工作，也考察他的未来设想。希望以此选出那些想前人不敢想，为前人不敢为的优秀青年科学家，真正助力于提升国家的原始创新能力，推动人类文明的进步。”
科学探索奖官方评价认为，闫建斌的研究成果将有助于开辟紫杉醇原料药生产的新途径，有助于创造更有效抗癌药物发现的新机遇，有助于开拓合成生物制造的新前景。
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谈及未来的方向，闫建斌说，紫杉醇的生物合成分两步走，第一步是解码，我用了10年的时间走通了。第二要从概念证明到产业化示范，“紫杉醇的生产成本现在还是太高，它不仅是抗癌药，在心脑血管等疾病治疗方面也有很好的作用，产量一定要做上来”。
闫建斌表示，在获奖后，希望用五年时间推进小试到中试。“我相信，通过绿色生物制造路线，紫杉醇的生产成本将会大大降低，这将促进新型紫杉醇类抗癌药物的开发，加快紫杉醇在心脑血管器械支架等领域的应用，拯救更多人的生命，还将加速我国形成紫杉醇生物制造新质生产力。”
他更加希望，深圳有着完整的生物制造与生物医药创新链，众多产业基金，高效的政府科创管理等不可多得的优势，紫杉醇的产业化之路很有希望率先在深圳走通。“我当年从北京来到深圳，就是一个全新创业的开始，我们这个实验室从无到有，得到了深圳长期和大力的支持。我觉得，在深圳，只要你愿意做具有重大意义的事情，敢啃硬骨头，即使风险很高，深圳也愿意给予支持”。
他呼吁，紫杉醇生物制造产业化的实现，是一个复杂的系统性工程，需要全社会各方面力量加入，希望有更多的有志之士加入进来，共同开创我国的紫杉醇制造新产业。以前高端的紫杉醇药物都要进口，未来，我们要实现生物制造的紫杉醇出口到国外。
深圳商报·读创客户端记者 陈姝
编辑 黎莉 校审 梁荣高
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