川大团队“解题式”科研：合成生物破局亚精胺量产｜创新药观察

本报（chinatimes.net.cn）记者杨燕 北京报道

在四川大学的实验室里，看似普通的发酵罐中，正孕育着一场技术革命，四川大学轻工科学与工程学院研究员秦久福和他的团队利用将微生物改造成高效“细胞工厂”的合成生物学技术，不断探索一种名为亚精胺的天然分子的生产和应用方式。

亚精胺是一种人体内天然存在的多胺类物质，因其在抗衰老、心血管疾病预防等领域的广泛应用，又被誉为“下一个千亿级生物活性分子”。然而，其高昂的生产成本长期制约着产业化进程。

秦久福和其团队通过多年的技术攻坚，不仅提升了亚精胺的合成效率，更通过与行业龙头之间的合作，探索出一条从实验室到产业的“最后一公里”路径。

合成生物学如何破解“卡脖子”难题

亚精胺——这种人体内天然存在的多胺物质，近年来因抗衰老、神经保护等功效成为生物医药热点。作为天然抗衰与神经保护活性分子，亚精胺在医药、食品、农业领域应用广阔，尤其在抗衰老领域，它作为“细胞自噬”功能的关键物质，被《中国老年医学杂志》列为五大抗衰潜力成分之一。

但这样的“生物魔法”在国内长期受制于生产技术瓶颈，成本居高不下成为产业大规模应用亚精胺的桎梏瓶颈，市场需求爆发与技术供给不足的矛盾正在加剧。

“传统小麦胚芽提取法面临着纯度仅1%，99%是杂质的效率瓶颈，且含有麸质过敏原；而化学合成又面临制备成本高难题，这直接导致亚精胺国际市场长期被外企垄断，国际巨头Sigma-Aldrich的试剂级产品仅百克左右定价就高达上万元。”秦久福团队项目负责人柳丝琪对《华夏时报》记者表示，“不是市场不需要，而是使用成本高。”

在秦久福团队的技术路线图上，三个红色箭头直指行业痛点：代谢通路复杂导致产率低、分离纯化成本高、产业化放大稳定性不足。这些看似抽象的科学问题，被团队转化为可操作的技术创新。

生物计算驱动的代谢网络重构成为破局的第一步。传统菌种改造如同“盲人摸象”，而团队利用机器学习算法对酵母代谢网络进行模拟，使亚精胺合成效率大幅提升。

“就像给细胞工厂重新设计生产线，让原料优先流向亚精胺合成路径。”柳丝琪介绍称，其所在的小组通过多维组学分析发现，原本被忽视的支路代谢途径其实是产量限制的关键。

更具颠覆性的突破在于胞外分泌机制的发现。天然状态下亚精胺储存在细胞内，提取时需破碎细胞，这不仅导致能耗增加，还引入大量杂质。团队通过生物信息学筛选，从大量候选转运蛋白中找到能将亚精胺主动排出细胞的“运输机器”，大大提高了杂质去除率。

“新的技术路径下，发酵液纯化过程相当于从原来的'榨果汁'变成'接自来水'，同步实现了效率提升和能耗降低。”柳丝琪比喻道。

秦久福带着团队深度参与到企业真实的市场需求中去，这种“产学研衔接”的模式，让两名“00后”学生——柳丝琪和郭雨婷在本科阶段便深度参与从实验室到市场的全链条实践。“高校研究容易闭门造车，而企业知道真正的痛点在哪里。”秦久福坦言。

“在实验室做实验和在企业生产线解决问题完全不同。”郭雨婷对此深有感触，“我们得自学生物建模分析代谢流，甚至要从头学习法规审批流程。”这种“项目制学习”让科研不再是空中楼阁，川大设立的“生物质技术与工程”创新班，正是以这种项目制培养模式，为产业输送复合型人才。

“为弄懂多维组学分析，我们在云平台上一个个按钮试错。”柳丝琪坦言。

政策东风：成都打造合成生物热土

在秦久福团队的未来规划中，亚精胺将成为撬动多个千亿级产业的支点。

在食品领域，与相关企业合作的一系列产品已经逐步进入试生产阶段，将新的功能性抗衰产品带入大众消费市场；在医药领域，亚精胺相关临床试验同样正在推进，针对心血管疾病预防的适应症已完成动物实验。

麦肯锡全球研究院发表的报告显示：未来60%的工业产品都可以通过生物技术进行制造，而基于合成生物学技术革命的生物智造将在2030—2040年间每年为全球带来2—4万亿美元的直接经济效益。

尽管技术成熟，亚精胺在国内相关领域的应用仍需通过有关部门的审批。

成都已成为合成生物学热土。2023年，四川省将生物制造列为六大优势产业，全国已有18个省、市将“合成生物”写进了“十四五”规划，多个地方政府出台了相关政策。政策支持显然更容易让技术转化事半功倍。

高校攻技术、企业验场景、政策破障碍，当合成生物学的种子在产学研的沃土中生根发芽，我们有理由期待，更多像亚精胺这样的“卡脖子”物质将实现国产化，为健康中国战略注入生物科技的力量。

“高校的使命之一是培养‘能解决问题的科学家’，而非‘纸上谈兵的研究者’。”秦久福总结道。

在这个由高校教师、学生和企业共同书写的产学研故事中，我们或许能找到中国合成生物学突围的密码——以真实需求锚定科研方向，用跨界协作打破转化壁垒，让技术红利真正惠及百姓生活。

责任编辑：姜雨晴 主编：陈岩鹏