本刊记者  李晓文    

        1984年，已经30岁的杨代常坐在武汉大学本科教学的课堂上，他身边围绕着的，是小他10岁的同学们。因为武汉大学原校长刘道玉力主的“插班生”制度，杨代常从一名基层农业技术人员，有幸进入武汉大学，成为一名“高龄”插班生。
        30年后的今天，杨代常已从那名插班生蜕变为武汉大学生命科学学院的教授，武汉禾元生物科技有限公司董事长。在2013年度国家科学技术奖励大会的领奖台上，杨代常因“水稻胚乳细胞生物反应器及其应用”项目，荣获国家技术发明奖二等奖。在这一项目背后，是他暌违30年的奋斗、坚守和那个逐渐成形、蒸蒸日上的产业。

将不可能变为可能

        花甲之年，杨代常走到了中国科学家至高的领奖台上。让他走到这里的“水稻胚乳细胞生物反应器及其应用”项目，是他用8年时间孕育出的果实。
        2005年，在美国生活工作了6年的杨代常回到祖国。回国前两年，杨代常几乎没有科研经费来源。导师朱英国院士派给他4名学生，并将自己的一部分科研经费借给杨代常，在这种艰难的境地下，杨代常在国内的事业开始起步。
        杨代常拿到的第一个重大项目是“863”计划资助的“种子生物反应器研究与开发”项目。此后，杨代常的事业开始迅猛发展，先后得到国家科技重大转基因专项、国家新药创制重大专项、国家科技部创新基金、国家重大科技专项“新药创制”等的资助。这些令人炫目的项目串联起来，便是今年获得国家技术发明奖的“水稻胚乳细胞生物反应器及其应用”项目。
        人血清白蛋白（HSA）是人血浆中的蛋白质。在体液中，人血清白蛋白可以运输脂肪酸、胆色素、氨基酸、类固醇激素和许多治疗分子，同时维持血液正常的渗透压。在临床上，人血清白蛋白可用于治疗休克与烧伤，补充因手术、意外事故或大出血所致的血液丢失，也可以作为血浆增容剂。
        在以往常规技术中，人血清白蛋白的主要来源是血浆和动物组织提取物。然而血浆来源的有限性以及其潜在的传染病传播等安全问题，使得科学家开始将生物蛋白药物的源头瞄准植物生物反应器。
        1989年，植物生物反应器的概念诞生。它是指通过基因工程途径，以常见的农作物作为“蛋白生产车间”，通过大规模种植生产具有高经济附加值的医用蛋白、工农业用酶、特殊碳水化合物、生物可降解塑料、脂类及其他一些次生代谢产物等生物制剂的方法。然而，长久以来，植物生物反应器表达量低、工艺复杂和规模化难等问题，成为从植物生物反应器产品进入市场的瓶颈。
        自回国以来，杨代常便着手展开了对水稻胚乳细胞生物反应器的研究。这期间不乏来自专家学者的质疑声。“天方夜谭”是不少业界同行对他所做工作的描述。然而他却笃定而坚持地说：“科学就是要将不可能变为可能。”
        如今看“水稻胚乳细胞生物反应器及其应用”项目的技术创新点，可以发现，当初那些被专家们称为“天方夜谭”的不可能，已经在杨代常的努力下成为了可能，并正在创造着财富。
        以水稻胚乳作为“蛋白生产车间”，高效表达重组人血清白蛋白（OsrHSA），是杨代常团队的一项重要创新。利用储藏蛋白在种子成熟过程中不断合成与累积原理，他们采用胚乳特异性启动子表达，蛋白质定向储藏和目的基因密码子优化等技术，使重组蛋白的表达量在水稻种子中积累到较高水平，是国际上认为可商业化的最低表达水平的20倍，是其他植物生物反应器的最高表达量。以水稻胚乳生物反应器生产重组人血清白蛋白为例，目前每亩水稻可生产1.5～2公斤重组人血清白蛋白。正如PNAS的评审专家指出的：“在科学上和经济上提供了一个解决因血浆短缺造成的人血清白蛋白紧缺的可行方案。”
        同时，针对小分子多肽表达难、产量低的技术难点，他们利用水稻种子中分子伴侣帮助蛋白质折叠的特点，以此为融合载体，在水稻胚乳细胞生物反应器的基础上，建立了在植物细胞中高效表达小分子多肽技术，填补了植物生物反应器不能高效表达小分子多肽的空白。
        在提纯技术上，团队发明了从水稻种子高效提取OsrHSA的技术。利用储藏蛋白与HSA在生化性质上的差异，发明了高pH值提取、低pH沉淀的提取方法，建立了从水稻种子中提取OsrHSA的简单工艺及其工艺流程，最大限度地提高了OsrHSA得率和降低内源杂蛋白的含量。
        针对提纯工艺复杂的问题，根据水稻种子蛋白与人血清白蛋白的生化物理性质不同，他们又建立了工艺简单的三步柱层析方法，使得OsrHSA的得率达到55.75％、纯度99.9999％以上，不仅保持了HSA的正确分子结构与功能，而且各项指标达到药典标准，目前已经完成了临床前研究，药效与毒理与血浆来源人血清白蛋白没有差别。
        这些发明创新不仅可以满足我国对HSA的大量需求、解决血液制品的安全隐患，同时更无疑是对基于发酵工艺的传统重组蛋白质生产技术的变革。2011年，这项研究成果在美国科学院院报（PNAS）上发表，PNAS评审专家不无兴奋地评价道：“（成果）解决了在科学上振奋人心、在经济上非常重要的议题——即用转基因植物生产血浆产品或其他蛋白产品的技术平台，该技术可代替其他基于发酵的表达技术，其重要性也不言而喻。这篇文章漂亮地、而且接近完美地证实了植物生产的医药蛋白和临床上批准使用的血浆来源医药蛋白是完全相同的。他们还提供了植物系统规模化容易和价格低廉的巨大优势的详实数据。”
        PNAS在线发表当天，英国Nature News杂志同时在线报道了这一科研成果，报道称成果是至今为止在植物中表达重组蛋白的最高产量，同时认为利用水稻胚乳细胞生产出的人血清白蛋白令人信服，比人血浆来源更充足、更安全，成本更低廉，十分振奋人心。
        一时间，国际学界纷纷对这一成果表示了振奋之心，美国几大报纸纷纷以头版头条报道，全世界超过22个国家的媒体进行转载。“中国在植物生物反应器技术上走在了国际前列！”这一句掷地有声的话是对杨代常8年付出与背负质疑的最好回报。

为产业化发展再创业

        在研发的道路上，杨代常走得很顺利。“863”项目着重前沿技术自主研究，科技部重大专项让他把品种做强，新药创制项目让他把事业做到了终端产业。国家科技项目对杨代常研究发展上中下游的支撑，让他得以迅速将发明创造转化为产业化应用。
        2006年，杨代常创立武汉禾元生物科技有限公司（以下简称“禾元生物”）并担任公司董事长。自此正式踏上了产业化的艰辛道路。
产学研结合在中国的科技发展中，是一个已讨论多年的命题。科学家埋首科研，不懂产业转化；企业注重成本，找不到合适项目，成为使诸多科研成果束之高阁的“魔咒”。杨代常敢于以科学家的身份创办企业、冲刺转化前沿，这源于他曾在企业做过研发团队的经验与信心。
        1999～2005年，杨代常在美国加州生物技术公司Ventria Bioscience工作，主要从事植物生物反应器技术研究，在公司先后担任实验室主任和首席科学家。经历过科研产品转化并具有丰富经验，让杨代常挂帅上阵，在知天命之年为创业奋力一搏。
        杨代常经常自嘲：“在大学老师中，我可能是做产业做得最好的；但在产业人才中，我却是做得最差的。”诚如杨代常所说，在产业转化的过程中，没有全才。要想将实验室中的成果转变为市场化产品，中间要经历放大、量产、成本控制等一系列复杂问题，而这中间的每一个命题都是一套新的技术与工艺，每一个环节的难度都不亚于科学研发的艰辛。
        不断摸索、解决、优化，杨代常延揽各专业人才，分工明确，各环节严格把关。如今，企业的运营团队已接近60人，新药研发的步伐也正在稳步前进。公司采购了一批世界上提纯效果最高，提纯剂量最大的设备，这也使公司在大规模纯化领域站在了世界的顶端。对技术的投入、对管理的梳理，让禾元生物在产业发展的路上越走越明朗。
        如此积极寻求产业化发展之路，源于杨代常心中实现“中国创造”的理想。“中国一艘大货船的东西运出去，换回来的却是一个集装箱都不到的东西。这就是劳动密集型与低端制造的硬伤。”“必须转型”这句话，杨代常说得格外有力。令他振奋的是国家政策的支持，以及一批科学家的努力，让他看到了从“中国制造”到“中国创造”转型的希望。“我相信，通过15～20年的时间，‘中国创造’的梦想可以实现！”杨代常充满希望地说。

追赶，只争朝夕
 

        8年时间，从科学研发到产品转化，杨代常的速度令人惊讶。而他自己却早已习惯了这样的速度。对于杨代常来说，他不是在领跑，而是在追赶，追赶那因“文革”而丢失的10年。  
        上世纪70年代，杨代常还是一名在基层工作的水稻技术推广员。1975年，朱英国院士来到湖北省举行三系杂交水稻培训班，作为技术推广员，杨代常成为了这个培训班的学员。师生二人就此结缘。与朱英国院士相识后，杨代常逐渐萌生了继续学习的想法。朱院士鼓励他参加自学考试，并在那个缺乏学习材料的年代，为他提供了许多支持与帮助。刚好武汉大学推出了“插班生” 制度，杨代常成功成为第一批“插班生”，直接进入大学三年级学习，进行了为期2年的本科学习，随后又进行了3年的研究生学习。比起同班的同学，大了10岁的杨代常从那时起便下定决心，要追回这丢失的10年。武汉大学因此成为杨代常生命的转折点。  
        1995年，杨代常已成为武汉大学生命科学院副教授，同时攻读学校在职博士学位。国家教育部组织的一次青年教师出国考察再一次改变了杨代常的命运。这趟考察让杨代常看到了国内外科研水平的差距，“走出去看看”的念头也渐生心头。在导师朱英国的鼓励下，杨代常与国际水稻研究所取得了联系，并成为武汉大学与国际水稻研究所联合培养的博士生。1998年，杨代常来到新加坡国立大学，从事博士后研究。一年后，他前往美国并于1999年加盟加州生物技术公司Ventria Bioscience，直至回国，在这里工作了6年。 
        回国前的两年，杨代常有时借探亲之际来到武汉大学，看望院里的老师，很多人劝说他回国。此后，他又见过一些科技部的领导，畅谈中看到了我国生命科学发展面临的严峻形势。杨代常开始细细思量自己在国外的生活：晚上不加班，周末不上班，那些闲暇的时间被他用来阅读了几千篇文章，然而这些新知识却只有30%能被用到工作中；当专利做好后，“名字一签，那专利就不再属于你和你的祖国，而是另外一个国家”。一直在寻找归属感的杨代常恰逢祖国亟需发展生命科学之时，2005年，杨代常回到了祖国，回到母校武汉大学。 
        回国8年，杨代常经历过人员不足、经费不足的困难，也经受过各种质疑。然而他顶着压力走了过来，他说带他穿越这些的，是自己对技术的自信以及“一定要做好”的信念。8年来，杨代常几乎没休过假，无论是周末还是节假日，他都待在实验室里。从早上7:30到晚上22:30的工作时间表，风雨无阻、雷打不动。他调侃自己的工作模式是“三零工作方式”：没有日夜，没有周末，没有假日。人们惊讶于他发展的速度之快，他却说自己依旧在追赶那丢失的10年，追赶的办法唯有勤奋地付出，只争朝夕地向前。虽然累，但他心里却是高兴的。他说：“那种为自己国家做事的感觉，很不一样。” 
        尽管忙，但有一件事却是杨代常绝不会敷衍的，这件事就是指导学生。在学生眼中，杨代常绝对是位严师。学生们第一次写的文章基本都会被他退回重写。无论是毕业论文还是发表论文，杨代常都要亲自修改，无论多忙，3天之内一定要修改完，有时甚至当天便返回给学生。
8年来，杨代常的实验室每周六都要开一次例会，从不间断。上午9点，所有学生来到会议室，开始讲文献、作报告。“我们的要求可是很不一样的，做报告要用英语，PPT也必须是英文的，就连提问和回答都要用英语。没有例外，包括我。”这种例会即便在杨代常出差时也要由学生自觉照常举行。因此在实验室流传着这样一句话：有通知才是不开会，没有通知肯定开会。 
        这样高要求、高强度的训练带来了许多意外收获。有一次，一个国际会议邀请杨代常去作报告，但杨代常由于刚刚经历了一次手术，不便前往，便派了一名学生前去。大会主办方深感惊讶：“一个学生能做英文学术报告吗？”而事实证明，杨代常为大会送去了一个惊喜。多年来，杨代常门下的学生由于这种训练，在找工作、面试时都有着独特的优势。严格之下，是杨代常对教学、对学生的那份责任心。
杨代常经常对学生讲，自己作为导师要为他们做好三件事：技术与研发上指导学生；经费上满足学生；提供良好的后勤保障。为此，即便在条件最困难的时候，杨代常也以满足学生的科研需要为优先。而他对学生的要求是结合实际，以满足国家需求为科研前提。这一要求也恰恰吻合了多年来他工作的出发点。 
        如今，已届花甲之年的杨代常依旧是个工作狂。家里的大小事务都由爱人一力承担，而他忙得连陪家人上街买东西的时间都没有。他笑着说：“除非是被‘绑架’出去，买我要穿的衣服，否则我就会一直在实验室里。”闲暇时，杨代常喜欢看侦探推理小说，他说这样能训练自己的逻辑推理能力。有时他也会在晚上打开电视机看一集电视剧，然而忙碌的工作让他从没完整看过一部电视剧，常常是“看一集，自己推理两集，再继续看”，这种“自己把故事讲全”的方式却也让他乐此不疲。夏天来时，他会带着学生去水稻田里实地科研，农民都热得不出门，他们却在田里一待几个小时，衣服上都结上了盐霜。而这对于杨代常来说也是一种休息。他说，休息就是相对于实验室工作外的另一种生活方式。 
        “然而，无论做什么都比不过在实验室中发现与创造的喜悦。”杨代常说，“无论再烦的事，我坐在凳子上的那一刻心就沉了下来。”在这方寸的天地间，杨代常打开了通往生命科学世界的大门。