——记中国医学科学院北京协和医学院医药生物技术研究所研究员孙承航

李 莉

抗生素被誉为现代医学皇冠上的一颗明珠，作为20世纪科学技术史上最伟大的成就之一，抗生素在治疗感染性疾病上常常能立竿见影，被人们称为“魔弹”。但抗生素滥用、抗生素环境污染却加剧了细菌的耐药性。2016年5月19日，英国吉姆·奥尼尔爵士（Jim O’Neill）在《全球抗生素耐药回顾：报告及建议》中指出，目前每年已有70万人死于抗生素耐药，如果不采取行动，到2050年，抗生素耐药每年将会导致1000万人死亡，相当于每3秒钟有1人死亡，大于癌症的死亡率。因此，解决细菌耐药的问题已刻不容缓，如果今天不采取行动，明天人类将再次进入无药可用的后抗生素时代。

坐落在首都北京中轴线南端，天坛公园西门附近的中国医学科学院北京协和医学院医药生物技术研究所（以下简称“医科院药生所”），前身为医科院抗菌素研究所，被称为中国抗生素的摇篮。自1958年成立以来，该所已为我国培养了大量抗生素研发人才，孙承航研究员就是其中一位。1991年他考入医科院药生所攻读硕士研究生学位，1994年留所工作。1999年获得博士学位后，他先后前往由日本著名抗生素学者大村智教授（2015年诺贝尔医学或生理学奖获得者）领导的北里研究所（The Kitasato Institute）和美国约翰斯·霍普金斯大学布隆伯格公共卫生学院（Bloomberg School of Public Health, Johns Hopkins University）学习和工作。2004年回到医科院药生所后，孙承航带领研究团队建立了基于不同策略组合的新抗生素发现平台，并秉承研究所前辈新抗生素发现方法，以我国东南沿海红树林、西北极旱沙漠和南方喀斯特洞穴来源微生物，尤其是放线菌为研究对象，发现了一系列具有潜在研发前景的新抗生素。

“十三五”期间，孙承航领衔中国医学科学院医学与健康科技创新工程（以下简称“医科院创新工程”）项目“特殊环境中药用微生物资源发现与利用”，带领研究团队与包括蒙古国、俄罗斯、匈牙利、巴基斯坦、印度、马来西亚、印度尼西亚在内的7个特殊生态环境（简称“特境”）丰富国家开展国际合作。通过互访、学术讲座、联合野外科考、合作研究和人才培养，不仅增强了团队与这些国家的学术交流和国际友谊，还将特境微生物研究的范围延伸到世界红树林物种最为丰富的东南亚红树林，蒙古戈壁，西伯利亚草原、盐湖、热泉、冻土及南亚的沙漠中。

情有独钟——东南沿海红树林

经过了20世纪五六十年代抗生素发现的黄金期，获得新抗生素的概率已越来越小。21世纪初，在注重建立新靶标的高通量筛选模型来发现新抗生素的同时，筛选新抗生素的药源微生物，已逐渐转向以往研究较少或尚未开发的生态环境，如生长于热带亚热带海岸潮间带上的红树林（mangrove）。

孙承航首次接触到“mangrove”这个词，是2000年在日本北里研究所学习期间。在解析化合物结构过程中，孙承航发现他正在研究的一个大环多内酯类化合物，曾经被美国和香港学者从一株真菌LL-15G256培养液中分离得到，而这株真菌却分离自中国深圳的红树植物——秋茄。这是他第一次了解到中国的红树林特境。但直到2003年圣诞节假期，在游览美国佛罗里达大沼泽地国家公园（Everglades National Park）时，他才第一次真正见到红树林。游人划着爱斯基摩皮艇在红树林平静的水面穿行的场景，促使孙承航回到学校就报名参加了约翰斯·霍普金斯大学的皮划艇学习班，以便回国后能开展红树林样品采集工作。2006年，在桂林医学院阳素娥老师的协助下，孙承航终于与研究所同事一起，在广西北海市合浦县山口镇英罗港的山口国家红树林生态自然保护区，第一次采集了红树林样品。自此，孙承航团队与桂林医学院、广西科学院、广西民族大学、广东医科大学、澳门大学等单位合作，针对海南东寨港、广西钦州湾、防城港北仑河口和广东廉江高桥及湛江雷州半岛，以及广东福田和澳门路氹城等地的红树林，开展了红树林沉积物和红树植物来源药用放线菌多样性和新颖性的勘探工作，发现放线菌新种8个，新属新种1个。

近10年来，随着科研条件改善和研究平台升级，新抗生素的发现手段和效率也在不断提升，从最初采用经典活性追踪分别发现抗真菌和抗细菌新抗生素，抗霉素A18和Beilunmycin，发展到采用质谱分子网络技术并结合微生物代谢组学方法高效发现棘霉素类和三欣卡辛类新化合物，孙承航研究团队对红树林来源新“菌”新“素”的研究一直情有独钟。2017年，孙承航应《中国抗生素》杂志邀请，作为特约主编，与国内从事红树林特殊生态环境药用微生物及次级代谢产物发现的同行共同编撰了“红树林及相关微生物”专辑，为促进我国红树林微生物资源开发和新抗生素发现尽了一份力量。

一路前行——从北京房山到西伯利亚的外贝加尔

2009年，在给研究生选题的过程中，《北京晚报》一篇“北京房山发现2480株野生柽柳”的报道引起了孙承航的注意。他带领研究生们找到了那些柽柳，并进行了沙生耐盐植物柽柳样品采集工作，就此开始了干旱盐碱环境放线菌的研究。之后，孙承航研究团队与新疆师范大学合作，从罗布泊发现了拟诺卡菌科新属新种菌株——罗布泊异盐生放线孢菌（Allosalinactinospora lopnorensis）CA15-2T。在国家自然科学基金项目资助下，2011年和2016年，团队两次对“死亡之海”塔克拉玛干沙漠进行了样品采集和研究工作，发现了大量放线菌新物种（已有效发表10个）和一系列具有强抗耐药细菌活性的新化合物，如和田霉素、玄奘米星等，优质地完成了基金项目设定的研究目标。医科院创新工程的资助，促成了团队与巴基斯坦旁遮普大学在科里斯坦沙漠（Cholistan Desert），以及与俄罗斯科学院西伯利亚分院普通与实验生物研究所在布里亚特共和国周边盐碱湖等特境的联合科考与研究，并发现了放线菌新物种。

孙承航研究团队在干旱荒漠特境领域近10年的耕耘，尤其是在塔克拉玛干沙漠等极旱沙漠来源放线菌领域研究取得的成绩，受到了国际同行的关注。2019年，应著名放线菌学者、世界菌种保藏联盟（WFCC，World Federation of Culture Collections）主席.pek Kurtb.ke教授邀请，孙承航为书籍Actinomycetes in Extreme Environments: An Unexhausted Source for Microbial Biotechnology撰写了题为“中国沙漠放线菌多样性新颖性和次级代谢产物回顾”（A Retrospect on Actinobacterial Diversity, Novelty and Secondary Metabolites from Deserts of China）的综述，反映了中国学者在沙漠放线菌领域的研究历程和最新进展。

黑暗诱惑——南北喀斯特洞穴

2008年，心心念念于特境微生物，期待在其中发现新抗生素的孙承航，在探索频道（Discovery Channel-Discovery Magazine I）系列影片——《探索隐藏世界》（Hidden Worlds）中，首次看到Larry Mallory在美国肯塔基州猛犸洞（Mammoth Cave）的微生物工作。洞穴营养贫瘠、黑暗恒温、与世隔绝的环境造就了盲鱼等奇特的洞穴生物，表明洞穴特境因子对洞穴生物演化有着强烈的作用，这些都激起了他极大兴趣。但要获得稀有而宝贵的样品，须开展洞穴探险，风险极高，因此，大量的准备工作在所难免。

3年后的2011年是值得记忆的一年，那年的3月5日，孙承航如期与美国洞穴学者Erin Lynch和微生物兼洞穴学者Hazel Barton在北京会合。3月15日，孙承航带领2名博士研究生——闫蕾蕾和郭琳，与大家在重庆市武隆县土地乡冉家村再次会合，开启了第一次对我国西南喀斯特洞穴放线菌勘探与新抗生素发现的研究。岩洞赖氨酸杆菌（Lysinibacter cavernae）和霞客霉素（Xiakemycin），作为中国学者发现的第一个洞穴放线菌新属物种和第一个新化合物，就是在那次洞穴采集的样品中获得的。喀斯特洞穴微生物的研究充满诱惑，但样品采集极其危险，需要特殊技能，为此，2011年4月，孙承航专门学习了洞穴探险技术，随后的几年中，在全国各地洞穴探险家们的协助下，他带领团队完成了贵州绥阳双河洞、湖北恩施利川腾龙洞、河南郑州神仙洞等的药用放线菌勘探，成为了中国洞穴药用微生物研究与新抗生素发现的开拓者。洞穴药用微生物和抗生素发现也得到中国中央电视台，《中国科学报》等媒体的关注和报道。

金生丽水，玉出昆冈。尽管新抗生素的研发之路艰辛而漫长，但祖国的大好河山、丰富特境不能辜负。时光荏苒，在新抗生素发现的道路上，虽一路颠簸，但孙承航及其研究团队初心不改。他们不畏艰险，勇往直前，只为发现璞玉，奉献社会。

（责编：李莉）