2023年12月6日,中国国际大学生创新大赛(2023)冠军争夺赛在天津大学举行。本次大赛共有来自国内外151个国家和地区5296所学校的421万个项目、1709万人次报名参赛,北京大学参赛团队在全国总决赛斩获4枚金牌、1枚银牌、1枚铜牌。
在最终的冠军争夺赛中,来自国内外高校的6支参赛团队经过近两小时的激烈角逐,北京大学的“跨物种肿瘤基因治疗”项目斩获大赛总冠军,刷新了北京大学在此赛事上的最好成绩。
△夺冠瞬间
△北京大学代表队合影
“进化医疗——跨物种肿瘤基因治疗的开拓者”项目源于北京大学团队引领世界的首个源头创新发现——通过植物蛋白修复肿瘤细胞中特异存在的异常miRNA以广谱抗癌。项目通过大数据挖掘,在国际上首次报道了几乎所有肿瘤中都存在的miRNA结构缺陷,进而借鉴跨物种和进化的思想,找到了用于修复缺陷的首个植物免疫蛋白。
项目前期成果在Cell,Nature,Trends in Cell Biology等国际顶级期刊发表,并受到了科技部颠覆性技术创新项目的资助。论文发表后,齐烨希望能够进行成果转化,初出茅庐的他果断报名了2022年中国国际大学生创新大赛。但彼时的齐烨是创业的门外汉,他只懂技术,对商业、融资却一窍不通,团队在比赛第一轮就无缘晋级。然而,市赛折戟的经历没有打击到他,反而激励他走出象牙塔,积极学习金融、企业管理等方面的专业知识。
从不需要为小小的失败感到苦恼。
2023年,齐烨再度参加了中国国际大学生创新大赛。作为整个项目的统筹者和负责人,从商业计划书的撰写到每一次路演和答辩,齐烨都精心准备。同一实验室同一团队的两位队友,生命科学学院2020级直博生丁力和前沿交叉学科研究院博士后李诗雨(参赛时为在读博士生)帮助其打磨细节,北京大学创新创业学院的老师们通过辅导给予了齐烨极大的支持。
最终,齐烨在全国总决赛中的精彩呈现打动了评委和观众,最终拿下了第一名的好成绩。“代表北大站在全国最顶级的创新大赛的领奖台上,我心中充满了沉甸甸的使命感和荣誉感。”
△齐烨在参赛现场
作为跨物种肿瘤基因治疗的开拓者,进化医疗还将挑战诸如病理抗衰等难题,还需进一步优化应用场景,以临床价值为导向,探寻更多疾病治疗的可能。依据新疗法机理,齐烨和团队还开发了基于跨物种药物筛选的治疗平台,通过构建不同的载体和毒种,获得针对不同肿瘤的基因治疗药物。
从植物中找到灵感
为了生存,人类在不断进化的过程中,既保留了一部分精密复杂的调控,也丢失了一些植物、细菌独有的系统。
在齐烨眼中,进化是一个很神奇的过程。本科期间,他选择学习研究植物生物钟的相关机制。2018年,齐烨进入北京大学前沿交叉学科研究院开启博士阶段的学习,在这里他遇到了彼时刚刚从海外回到北大工作的博士生导师杜鹏。有意思的是,杜鹏老师博士期间就从事植物免疫的相关研究,在博士后期间从事干细胞与肿瘤的工作。初次见面,他们在植物免疫蛋白的跨物种应用研究上一拍即合,他们大胆猜测,如果将植物免疫蛋白引入人体,利用跨物种的逻辑和进化的思想,说不定就有新的发现。
植物中的核心免疫元件RDR蛋白在人体内并不存在,但是相关信号通路的上下游在人体内是能检测到的。
虽然植物免疫蛋白在植物学界已经研究了十余年,但是将植物免疫蛋白应用于人体,这还是第一次。
齐烨和杜鹏深知,这是他们在中国乃至国际上做出的一个大胆创新,是首次开辟的全新领域。“如果将这些外源的系统植入人体中,往往能够超越内源的调控系统,更高效地改变细胞的命运。”
△基于进化思想的跨物种药物研发示意图
△肿瘤患者和正常人群之间的小RNA结构缺陷
在项目进展过程中,通过大数据挖掘,齐烨团队在导师的指导下,首次报道了肿瘤患者和正常人群之间的小RNA结构缺陷,并进一步验证了缺陷的泛癌种性。“这是我们开辟的一个全新领域,miRNA网络异常导致细胞获得无限增殖能力变成肿瘤细胞,这一发现已经被学界和工业界发现了接近20年,但背后的机制仍然不清楚。”正是这个发现,开启了齐烨通过植物免疫蛋白挽救miRNA缺陷的研究之路。
只要找到一个植物来源的基因对应的免疫蛋白,并且可以修复肿瘤细胞中特有的小RNA分子的结构缺陷,就能恢复整个个体内基因调控网络的平衡,达到广谱抗癌的目标。
做第一个吃螃蟹的人
从构思到实验,第一个吃螃蟹的人总是伴随着巨大的困难。齐烨团队从植物的免疫机制出发,尝试在人体中重现植物中的免疫通路。但是在这之前,没有任何人做过植物免疫通路在人体中的研究。如何在哺乳动物细胞中表达植物蛋白?如何解释植物蛋白抑制肿瘤的机制?如何把植物蛋白递送到肿瘤细胞中完成动物实验?所有的问题都需要他从头思考,逐一克服。齐烨在最初的研究中走了不少弯路,实验甚至一度停滞不前。
面对困难,齐烨积极利用北大前沿交叉学科研究院的优势,他和植物学、免疫学等各个领域的老师深入探讨,和北大生命科学学院、未来技术学院等多个学院开展合作。在他的合作者中,有来自各个学科、不同背景的成员。他们集思广益,多学科、多角度地探索更多解决途径。齐烨相信,每一位老师都有独特的优势,把不同的优势有机结合,融汇交叠,就能够取得新的进展,获得更多新颖的思路。
△齐烨博士毕业答辩现场
在研究中,杜鹏老师给予了齐烨不少帮助。齐烨说到,老师给予了他广阔的平台自由地个性化发展。杜老师总是语重心长地和他说,每天不一定要做很多实验,但是一定要花时间在脑海中思考,在阅读大量文献、进行充分交流的基础上总结消化,在不断试错的过程中解决问题。这激励着齐烨在面对挑战时戒骄戒躁,凝心思考。在科研中遇到困难时,齐烨也会感到不小的压力,每当这时他就会听音乐、看电影、和朋友一块爬山,在放空自我的同时调整状态。
在齐烨的不懈努力下,他的研究终于开始取得突破,历经三年时间,他终于啃下了这块“硬骨头”,做出了引领世界的首个源头创新发现——通过植物蛋白修复肿瘤细胞中特异存在的异常小RNA来进行广谱抗癌。项目根据植物免疫蛋白RDR1驯化肿瘤的原创性理论,结合成熟的基因载体,破解了肿瘤治疗中外源大分子递送难的关键问题,打造了无耐药肿瘤驯化治疗的新范式。
△相关成果在Cell发表,图为论文的封面
原创新药,做难且正确的事
创新大赛在齐烨心中埋下了一颗种子。
参赛后,有很多身边的朋友和老师来联系我,咨询身边的肿瘤患者是否能够使用我们的药物,在那时,我感到很强烈的使命感,药物的源头创新将具有巨大的社会价值。
博士毕业后,齐烨选择继续在跨物种基因工程药物研发的赛道上深耕。“我们如果急需一个新的策略,就要从挑战底层认知出发。”齐烨希望继续在自己喜欢的领域发光发热,成为一个“破局者”。他和团队将以肿瘤创新药作为首个切入点,从根本上解决当前主流技术路线存在的靶点单一、易耐药、不应答、毒副作用强等痛点问题,开发出完全自主可控的多款First in Class药物。
在双创学院和科技开发部提供的平台中,齐烨学习了如何做药,了解了什么是商业化,也完成了一步步成长。“从理论的发现到药物的概念验证都是我博士阶段的成果,所以我就想要把全链条做好。”虽然项目在种子轮融资就遇到资本寒冬,很多生物医药的投资大幅度腰斩,但齐烨觉得,“在创业准备中就是要不断走出自己舒适区”。
△路演现场和活动现场
我是一个善于学习新知识的人,也愿意去接受新知识。
在创业中,齐烨经常要学习企业管理和金融学的知识,迅速从相关书籍和交流中掌握新领域背后的原理和规则,这是他在博士期间练就的看家本领。
从理论创新到应用创新,再到生产创新,从0到1的全链条,源头创新伴随着很多风险,而做药更是一个长周期、高投入的研发过程。“我们国内有很多非常好的前沿科技成果,但是只停留在实验室阶段。在这个过程中,北大科技开发部也给了我们很多支持,我们打算在投资和风险中达到平衡,吸引更多的投资人,在资本寒冬中抱团取暖,大家一起把事情做成。”
△两位项目创始人,左为齐烨,右为段勇(光华管理学院硕士毕业生)
困难和问题是一直都在的,甚至在这个药物上市前的最后一天,都一直会被人质疑,也需要不断去证明自己是对的。
创建中国第一款抗癌药物的平台,在肿瘤耐药治疗领域领先全球实现产业化发展,是杜鹏老师和齐烨团队的理想和创业初心。从北大走出去,到药物研发这片充满风浪的海洋中去,面对一个个难关,他勇敢向前驶去,做难且正确的事情,为肿瘤患者带来希望。
来源 | 北京大学融媒体中心、北京大学创新创业学院
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