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福山生物李晓龙:科研创新让西兰花产业绽放中国

发表于:2019-01-22   作者:杨丽萍   来源:民生周刊   点击量:

未来,李晓龙和他的研究团队将继续在食物中寻找更多能让我们健康受益的成分,开发出更多惠民产品,让“慢病营养靶向干预”的产业在中国遍地开花。


 

从大连到深圳,从抗癌新药的研发到全食物预防癌症,4年的时光里,李晓龙博士带着对生命的敬畏心,带着助力我国癌症防控战略前移的崇高愿望,与福山生物一同走上了一条艰辛的研发旅程,最终让西兰花活性成分预防慢性疾病的健康产业在国内落地生根,填补了我国西兰花提取物行业这块缺失已久的技术空白。

 
瓶颈与曙光
 
癌症,不仅在我国,在全球都是一个热门的难题。根据国家肿瘤登记中心的数据,2015年我国新发癌症病例数为429.2万、新发癌症死亡病例数为281万,全球平均每8个死亡病例中,就有1人死于癌症。然而目前,我国癌症发率和死亡率始终呈上升趋势,癌症防治已经迫在眉睫。

2014年初的时候,李晓龙博士还未走出中科院大连化物所国家色谱中心的大门,“以毒攻毒的策略,从蟾酥中筛选出抗肿瘤新药”仍是他的博士课题的首要目标。然而,提取纯化出的多种成分虽然对肿瘤细胞有着不凡的杀伤能力,但同时也会对机体有较大的毒性作用,这让李晓龙博士的研究逐步走向了瓶颈。

毕业后的李晓龙博士并未放弃“抗肿瘤新药研发”的前进方向,但筛选困难、对机体毒性大等问题却在他心中播下了一颗迷茫的种子。该坚持下去,还是转变思路?正在这时,与“专注于慢病营养靶向干预”的深圳福山生物科技有限公司(下简称“福山生物”)的相遇,给予了李晓龙博士一丝转机。
 
“那时候,要研发出一颗抗肿瘤的新药实在是太难了,我们需要花费大量的时间和成本在药物成分筛选、体外细胞实验、体内动物实验、临床等阶段,最后才能走到商用生产,这将会是一段长达十几、甚至几十年的漫长历程。既然如此,为什么我们不能转变思路,往后‘退一步’呢?比起治疗癌症,预防癌症将会以更小的代价,得到比药物研发更大的回报。”

 
抉择与方向

古人云“民以食为天”“是药三分毒”,在漫长的岁月长河中,相较于药物可能的毒副作用,食物营养素或药食同源原料作为一种安全有效的疾病营养干预方式已得到了广泛验证。
 
多种食物活性成分都被报道在慢病干预上具有应用前景,如绿茶中的茶多酚、葡萄中的白藜芦醇、深海鱼中的Ω-3脂肪酸、番茄中的番茄红素和类胡萝卜素等。如何从中选出最合适的食物活性成分进行深入研究,成为初到福山生物的李晓龙博士面临的首个挑战。
 
正在这时,偶然间听到的一句美国俚语给予了他一些启发:“If You Want a Toy, Eat Your Broccoli, Maybe your mother is right(如果你想要一个玩具,就吃掉你的西兰花,也许你的母亲是对的)”。这句话本是美国加利福尼亚州为控制儿童营养和肥胖实行的《健康食物奖励条例》中的一句,但西兰花背后蕴藏的巨大的健康能量却引起了李晓龙博士团队的浓厚兴趣。
 
经过查阅文献后发现,1992美国约翰霍普金斯大学的Pual Talalay教授首次揭开了西兰花抗癌的秘密:“含有大量化合物萝卜硫苷(活性形式为萝卜硫素),其活性形式萝卜硫素能通过上调人体细胞内的转录因子Nrf2,从而发挥出较强的健康促进作用”。迄今,关于萝卜硫素/萝卜硫苷的文献已有1600多篇,多项研究已经充分证明,萝卜硫素对乳腺癌、前列腺癌、肝癌等多种癌症有防治功效,对环境致癌因素如黄曲霉素、雾霾等有解毒作用,甚至对脂肪肝、糖尿病、自闭症、精神分裂、肥胖等都有很好的改善作用等。

“这些发现表明西兰花中的萝卜硫苷/萝卜硫素是一种已经研究得非常充分的、能发挥慢病干预作用的物质,这将会是一个非常合适产业化的目标。不过正当我们准备着手去做的时候,我们发现事情并没有想象中那么简单。” 

 
摸石头过河
 

李晓龙博士介绍说:“当时国内还没有类似的西兰花提取物产品,这意味着我们在国内不仅找不到合适的西兰花原料,更找不到纯度达标的萝卜硫苷/萝卜硫素的标准品。没有原料,我们就没法走出第一步;没有标准品,就意味着我们就算找到了原料,也没办法测定它里面含有的萝卜硫苷含量到底有没有达到要求,而一个产品如果连里面含有多少成分自己都不知道,是没办法面向大众的。”
 
既然国内走不通,那国外进口呢?在国外,虽然西兰花活性成分的发现者Paul Talalay教授早早地建立起了专注于西兰花活性成分开发的BPP公司,大量针对癌症预防的萝卜硫苷产品也正在欧美热销,但可惜的是,受限于国内食品法规,这些产品、原料均无法进口到国内。还能怎么办?
 
“只能靠自己从零开始做。”
 
李晓龙博士团队永远不会忘记那个制成高纯度标准品晚上。“在快要纯化成功的那一天,我预感我们就快做到了,大家都很兴奋。早上凌晨三点的时候,我一个轱辘从床上爬起来,小跑进实验室继续干活。而就在那天晚上,我们的高纯度萝卜硫苷标准品出来了!”
 
这批新纯化成功的萝卜硫苷和萝卜硫素标准品其纯度均可达到99.5%以上,远高于国际标准的75%。与此同时,李晓龙博士团队还改进了萝卜硫苷的检测方法,大大缩短简化了测定所需的时间与处理步骤,从国际通用的硫苷检测标准方法(酶解后间接测定)的17小时,直接缩短到了7分钟即可完成检测!


 
 
利用高纯度的标准品和快速检测技术,李晓龙博士团队筛选了全球180多种西兰花种子(不同西兰花品种之间的活性成分含量可相差27倍之多),经过数年的培育,最终成功获取了萝卜硫苷含量最高最稳定的品种——福山8号。
 
萝卜硫苷是西兰花中的稳定存在的营养成分,但它需要在黑芥子酶/肠道菌群的作用下才能转变为活性形式萝卜硫素进而发挥健康作用。这就面临一个棘手的问题:生成的萝卜硫素不稳定容易分解,如何才能实现萝卜硫苷在产品中的稳态化富集和进入体内后向萝卜硫素的定向转化呢?
 
“我们开发了一种微囊化技术,可以将黑芥子酶包合在其中。平时,黑芥子酶不会和产品中的萝卜硫苷发生反应,当我们将产品吃下去后,微囊会在消化液的作用下被破坏,萝卜硫苷就能在体内与黑芥子酶反应定向高效生成萝卜硫素,并快速地发挥健康促进作用。另外,我们还设计了一个全食物的专利组方,来辅助萝卜硫苷在体内的这种高效转化。”
 
创新工艺破困境
 
就这样福山生物未来的营养靶向干预产品——“知因果素®西兰花种子浓缩片”雏形诞生了,但在迈向产业化生产的路子上,这还只是第一步。
 
下一个李晓龙博士团队面临的难题是:如何进行产品的大规模工业化生产?
 
“实验室和工厂很不一样,实验室干的是精细活,各方面参数都很好把控,可到了工厂,大型工业设备你很难精准调控这些参数,如温度、时间、投料等。很多时候,我们在实验室模拟的很完美,但一到工厂就状况频出,比如前期的酶灭活需要细致地把控温度,但在工业上经常会因为大范围温度调节困难,导致灭活不彻底,然后萝卜硫苷的产量一下子就低下来了,损失巨大。”李晓龙说,“那时候,我们研发部的人几乎天天都在工厂盯着,想方设法地改进工业条件,几乎每个人都是灰头土脸的,连鞋都在高温下烧坏了好几双。”
 
正是有这样锲而不舍、不畏艰辛的精神,到今天,李晓龙带领的西兰花课题组终于实现了萝卜硫苷吨级的生产工艺,西兰花提取物萝卜硫苷的含量更是超过了16%(目前国际上的供应水平是13%),使福山生物在西兰花种子提取物的研发和生产水平上均走到了国际前列!
 
慢病干预惠民生
 
2017年5月24日,国家科技部印发《“十三五”食品科技创新专项规划》,提出要“以基因组学和营养代谢组学等理论为依托,从分子水平揭示食品成分、功能因子和营养素的协同作用。并以此为基础,进一步实现功能因子稳态化及靶向递送技术研究,从而实现特定人群的营养食品及特殊医学配方食品的生产。”李晓龙博士团队基于营养基因组学研发的知因果素®西兰花浓缩片无疑完美契合了新时代的创新要求!
 
2017年6月8日,国家卫计委官网发布《关于乳木果油等10种新食品原料的公告》,正式将西兰花种子水提物列为新食品原料。这意味着西兰花提取物产业即将在国内飞速发展。
 
不过,这虽然是件好事,但李晓龙博士却仍觉得有些挫败:“‘将西兰花种子水提物作为新食品原料’是一家国外企业提交的申请,这意味着国内不仅对西兰花产业在慢病预防方面的作用认识不足,而且在这方面整体缺乏与国外企业相抗衡的实力。”
 
“但是,我们想告诉大家,西兰花产业国外能做的水平,我们自己也能做到,而且还能做得更好!”
 
目前,作为福山生物深圳研发中心总监的李晓龙博士,已经带领他的团队在西兰花项目中申请了6个专利。据悉,他们目前正在深入探索西兰花产品的应用领域与价值,包括横向拓展到富硒西兰花的研发上。在未来,他们将继续在食物中寻找更多能让我们健康受益的成分,开发出更多惠民的产品,让“慢病营养靶向干预”的产业在中国遍地开花。

民生周刊原文:



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