媒体报道

最美科技工作者 | 郭学平:华熙生物透明质酸发酵研究第一人

文章转载自济南高新区
为深入贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想,落实相关工作部署要求,做好对广大科技工作者的政治引领和政治吸纳,激发广大科技工作者的荣誉感、自豪感、责任感,日前,高新区发展战略与宣传策划局组织开展了2019年度全区“最美科技工作者”评选活动,评选出10名2019年度济南高新区“最美科技工作者”。这些“最美科技工作者”长期从事科技创新、科技扶贫、科普宣传、科研成果转化等工作,为高新区经济社会发展做出了突出贡献。近期开设“最美科技工作者”专栏,集中展现他们中的优秀代表。
下面,让我们一起了解,郭学平:华熙生物透明质酸发酵研究第一人。
20世纪90年代以前,国内透明质酸主要采用动物组织提取法(如鸡冠、脐带)生产,该法原料来源有限,且透明质酸与动物组织中的蛋白质和其它多糖以复合体形式存在,分离纯化工艺复杂、收率低,且产品质量低、生产成本很高,产能十分有限,污染环境。原料产品主要为医药级,仅有少量产品用于眼科手术用黏弹剂产品中。该时期透明质酸的市场价格昂贵,在日本有“白金”之称,应用受到很大制约。
抓住机遇  小实验室里走出多个“全球首次”
郭学平深刻意识到透明质酸广泛的应用前景及落后的生产方法,在国内率先开展了透明质酸发酵技术的研究。从一间小小的实验室起家,克服了当时研究材料、设备、科研人员以及资金的不足。1990年主持的“发酵法生产透明质酸”课题,列入国家“八五”科技攻关计划,利用链球菌(Streptococcus zooepidemicus)代谢产生透明质酸的天然特性,通过野生菌种诱变和高通量筛选,得到透明质酸产率最高的优质菌株,并实现大规模发酵生产,改变了我国仅能使用提取法生产透明质酸的落后局面。1996年继续研究课题“发酵生产透明质酸药物研究”并列入国家“九五”攻关计划,成功开发了高技术壁垒、高法规要求、高附加值的药用透明质酸原料和多种制剂。2000年以发酵生产透明质酸为关键技术,建立了山东福瑞达生物化工有限公司(华熙生物科技股份有限公司前身),目前透明质酸发酵产率达到14g/L,远高于文献报道的行业最优水平6-7g/L,产品质量远超过该产品的最高国际标准——欧洲药典和日本药典标准。
2012年,在郭学平博士带领的研发团队不懈努力下,全球首次实现生物酶切法规模化生产寡聚透明质酸,并首次实现透明质酸酶的规模化生产。
当时,行业内生产低分子和寡聚透明质酸的主流方法是化学降解法。化学降解法需要的条件不仅非常苛刻,并且生产过程会对环境有所污染。郭学平博士利用透明质酸酶对透明质酸的结构特异性降解,工艺温和,解决了化学降解法所生产的透明质酸结构破坏、分子量分布不均等问题,且降解周期由化学降解法的12-15天缩短至5-6小时,生产效率显著提高,能耗显著降低。
发挥极致  让透明质酸在不同舞台“起舞”
凭借透明质酸行业上游原料领域技术、规模及成本优势,郭学平博士带领团队投入到产品应用新领域的研究,通过对透明质酸精准交联、终端灭菌等技术的研究,扩展其在医药领域的适应症,扩大了下游行业应用需求,形成了骨科、眼科、整形外科等医疗终端产品及功能性护肤品。
除此之外,郭学平博士还将透明质酸“变成了”生物医用材料领域。透明质酸作为一种天然成分进入人体后会受到透明质酸酶的酶解作用而迅速降解代谢,人体皮肤、眼部、关节存留时间约在1至21天不等,经过科学转化是一种非常理想的生物医用材料。郭学平博士经过十余年的研究,解决了透明质酸在这一领域的技术难题,并开发了应用于不同领域、具有不同功能的多管线产品。
通过技术创新,郭学平博士还解决了该类产品在终端湿热灭菌的技术难题,在此之前,因受相关因素制约,行业内同类产品通常采用无菌灌装的无菌保障方式,郭学平博士在国内率先采用终端湿热灭菌的方式,取代了同类其他产品无菌灌装的无菌保障方式,使产品的无菌保证水平由千分之一提高至百万分之一,显著提高产品安全性,解决了该类产品终端湿热灭菌的技术难题,并被药监局作为该类产品的标准灭菌方式。
追求不止  “微”力量要有“大规模”
郭学平博士在国内首创的微生物发酵技术推动了透明质酸在医药领域大规模应用,并逐渐扩展至口腔科、胃肠科、耳鼻喉科、组织工程、药物载体等新的医疗应用领域,引领生物医药产业的发展,为人类生命健康做出了积极贡献。
通过微生物发酵技术开发的多项产品为国内首创,改善了我国透明质酸创新性、高端产品短缺问题,并能够弥补只侧重于上游初加工的产业链缺口。不同理化生物性能、不同用途的透明质酸及相关终端产品的研究和开发,具有多功能、精准化、个性化、智能化的特色,将显著扩大其应用范围,替代价格昂贵的进口产品。此外,采用新型工艺技术,提高了产品质量的同时,减少了废物排放,具有良好的社会环境效益。