郭學平,玻尿酸史上兩次重大產業革命的開創者和領導者,獲得國家科技進步二等獎、吳階平-保羅・楊森醫藥研究獎,享受國務院政府特殊津貼……研究玻尿酸(透明質酸,HA)三十多年,推動中國在21世紀初成為透明質酸第一生產大國和消費應用大國,讓透明質酸從僅用於醫藥的「奢侈品」應用推廣到化妝品、洗護、口腔、計生、食品、寵物等多個領域,實現普惠大眾,是玻尿酸行業中響噹噹的大咖級人物。
郭學平作為華熙生物(688363.SH)的首席科學家、副總經理,同事們都親切地叫他「郭博士」。郭博士眉宇間英氣逼人,氣質脫俗,說話慢條斯理,且話不多,但他和玻尿酸的那些故事照亮了整個玻尿酸世界,激勵著一批批的科研人員投身到這個朝陽領域,也讓大眾從玻尿酸這個小物質認知到一個大世界。
痴迷玻尿酸發酵法研究 讓小物質照亮大世界
20世紀90年代,年歲尚輕的郭學平去參加全國工業生化學會的會議,會議上一篇關於發酵生產透明質酸的文章,像一個巨浪一樣擊中了郭學平,他回憶說,「這個透明質酸的發酵報導,就像扣動了一個扳機,觸發了大腦中的那個點,我回到研究所就要立即開展這個課題,這種感覺非常的強烈。」
其實郭學平對透明質酸這種物質並不陌生,80年代起,他就跟隨自己的導師張天民開始了透明質酸提取的研究。研究的目標,是要提取高純度的透明質酸,並應用到眼科手術中。當時透明質酸主要的製取方法是從雞冠等原料中進行生物提取,200公斤的雞冠只能提取1公斤的透明質酸,因為原料的限制,產量十分有限。郭學平想,如果能通過微生物發酵生產透明質酸,那將會大大提升透明質酸的產量。
(圖左:張天民 圖右:郭學平)
對於郭學平的想法,山東大學藥學院教授、博士生導師臧恆昌回憶說,「郭學平在學校是學習生化製藥的,以前從來沒有接觸過發酵的方法,他相當於從頭開始了一個新的領域,一個新的專業,我們就在想,這種方法到底能不能行呢?可是看到他如痴如醉的、近乎著迷地去研究發酵法,其實心裡也是對他充滿了期待。」令郭學平以及眾人沒有想到的是,他的這個瞬間閃光的念頭會照亮了世界。但是在照亮世界之前,則是經歷了一場漫長的黑夜。因為國內的玻尿酸發酵技術研究尚屬空白,郭學平只能一點點「摸著石頭過河」。
當時研究所沒有任何發酵的基礎,早期設備非常簡陋,就是一臺簡單的國產發酵罐。做實驗培養微生物,很容易染菌,一旦染菌,就相當於顆粒無收,一切都要從頭再來。一年多的時間裡,郭學平幾乎什麼都沒有做出來。至少一天一個周期的做一次這種實驗,每一次做完了什麼也沒有,就全都倒進下水道裡。「時間的浪費,精力的浪費,這個過程很煎熬,你要堅持不下來,放棄了也就放棄了,這裡面所經歷的東西,想想也是很感慨。」郭學平坦言。
克服了當時研究材料、設備、科研人員以及資金的不足,郭學平帶著兩個助手從小小的發酵菌株開始琢磨,從誘變、篩選、過程優化、控制技術多個方面一點點摸索——「篩選菌種跟大海撈針一樣,我們只能廣撒網,尋找國內、國外一切能找的菌種庫,跟人家聯繫購買,一株一株的篩。」僅僅這一環節,就用了一年多的時間,但他說,「一年多篩選到一個高產菌株還是很幸運的。」
在經歷了不知道多少次的失敗以後,有一天,郭學平像往常一樣走進實驗室,「把透明質酸發酵液倒進酒精裡面,像棉花團一樣的東西出來了,我一眼就看出來,透明質酸做出來了!」當時的郭學平,激動的心情幾乎無法溢於言表,久久不能平靜。
發酵法的成功使玻尿酸生產效率和規模實現大幅度提升,生產成本大大降低,並且結束了提取法生產對於動物原料的依賴,降低了從動物傳染疾病的可能,過敏反應變得極少出現。
但當時的郭學平還沒有意識到,他所首創的透明質酸發酵技術已經開啟了一場改變世界格局的行業風暴。而他負責的「發酵法製備透明質酸」的研究項目很快被國家關注並列入國家「八五」「九五」科技攻關計劃,後來還獲得了國家科技進步二等獎,郭學平個人被授予了吳階平-保羅・楊森醫藥研究獎。
在郭學平的帶領下,如今華熙生物的玻尿酸發酵產率已經從不足3g/L發展到12-14g/L,發酵周期逐年縮短,產品質量領先全球,擁有全面的全球註冊資質。2019年,華熙生物的玻尿酸原料全球市場份額達到39%,連續多年位居世界第一。
一項新技術發展的最大意義就在於它能夠推動行業革命,改變人們的生活。在中國玻尿酸產業發展進程中,毫無疑問正是郭學平及其在國內首創的發酵技術,掀起了玻尿酸行業的變革風暴,讓中國玻尿酸行業走在了世界前列,玻尿酸開始進入了普羅大眾的生活當中。
酶切技術:在「消失」的玻尿酸中誕生的行業變革
很多人都知道玻尿酸在護膚領域應用廣泛,具有傑出的保溼、修復等功效,但很多消費者不知道的是,早期因為技術受限,多數日常護膚品中所含的玻尿酸一般都為大分子及中分子玻尿酸,具有一定的保溼效果,但僅限於在皮膚表層的鎖水,無法滲透真皮層,難以達到深層保溼的效果。
若想實現更好的透皮吸收率,就需要更小分子的透明質酸,才能被皮膚深入吸收。但以當時的技術水平,玻尿酸分子量的大小是不能夠隨意控制的,要想得到小分子玻尿酸只能通過化學法(酸鹼),但這種方法容易破壞玻尿酸分子結構,雜質高,能耗成本也高,很難大規模生產。
為了進一步滿足市場需求,郭學平帶領華熙生物研發團隊於2011年在全球範圍內首次實現「酶切法」大規模生產寡聚透明質酸。「酶切法」的厲害之處在於能夠自由控制玻尿酸分子量的大小,獲得不同分子量的玻尿酸,大大打開了玻尿酸的應用領域,開創了玻尿酸的又一次產業革命。
而說起酶切法的誕生,其實還是源於郭學平在30年前從雞冠提取玻尿酸時的一次「失誤」。當時他將粘稠的玻尿酸提取液保存在容器中下班回家,第二天早上卻發現玻尿酸提取液變稀了,玻尿酸「消失」了,導致了提取純化試驗的失敗。郭學平為這次「失誤」,一直耿耿於懷——到底玻尿酸是怎麼消失的?
他後來發現,「實際上玻尿酸不是消失,而是酶解了,在實驗過程當中感染了某種微生物,微生物產生酶就分解了玻尿酸。」
在這個「失誤」中的發現給了郭學平極大的啟發。在郭學平及其團隊的日夜努力之下,酶切法最終被成功地研發出來。他利用透明質酸酶對透明質酸的結構特異性降解,解決了化學降解法所生產的透明質酸結構破壞等問題,降解周期也由12-15天縮短至5-6小時,降本增效能力非同一般。而這項酶切技術也榮獲了專利界的最高獎項——中國專利金獎(專利號:ZL201210317032.5)。
最讓郭學平感到自豪的是,目前華熙生物僅玻尿酸原料就有200多個品種規格,能生產出世界上分子量最大(超過400萬Da)和最小的玻尿酸。這些原料可以應用在癌症藥物、組織工程、外科手術、化妝品、食品等不同的領域,發揮著玻尿酸獨有的功效。
希望團隊裡的每個人都能獨當一面
據了解,郭學平天賦秉異,是個少年大學生。在中國剛剛恢復高考的1980年,他15歲,一舉考上了山東醫科大學(現山東大學),後來取得山東大學的博士學位,還成為山東大學的碩士生導師。
郭學平至今依然保持著學者風範,嚴謹、純粹,對待團隊成員像對待自己的學生一樣,不斷地給予他們工作與生活中的指導和關心。
郭學平經常感慨,「在華熙生物這麼多年,一起共事的研發團隊,自己是看著他們慢慢成長,進行身份上的轉換。有些原來是小夥子,現在已經變成了父親,小姑娘們也都紛紛變成了媽媽,我是希望研發團隊的每一位成員,不管是在工作還是生活中,都能夠出成果,自己能夠獨當一面。這是我很樂意見到的事情。」
在團隊成員看來,雖然郭學平極少有疾言厲色的批評,但團隊成員依然對他心生敬畏。
「郭博士對我們的要求很嚴格,在研發或項目開展過程中出現什麼問題,研發人員沒有發現,但是在郭博士眼裡,這是一個很簡單的問題,這樣簡單的問題發現不了,把路子走彎了,在他看來是不可理解的。」
「他很聰明,記憶力特別好,我們也不敢馬虎,不然他問你什麼事情你都不知道。」
作為華熙生物的首席科學家,嚴謹、理性滲透在郭學平的性格中,在他看來,這種嚴格更多的是對一個生物技術企業試錯成本的「零容忍」。
「無論是做研發、做管理,判斷力首先是最主要的。如果有100種選擇,試錯99種,最後一種才試出來,傻子也會幹。你還沒試到99種的時候,企業就垮了,根本不給你試錯的機會。」
對企業,對消費者,對自己的科研,郭學平一直有著強烈的使命感。責任在肩,遇到工作壓力的時候,他更看重的是儘量自我消化,讓團隊輕裝上陣。而對於玻尿酸的研發工作,郭學平做到了異乎尋常的執著,幾十年如一日的一頭扎進各種實驗當中,不斷地嘗試各種方法,並樂在其中。
目前華熙生物已經具有超過300人的研發團隊,在郭學平的培養和指導下,一批批不同領域的研發人員具備一定水平後,已經用自己名字來命名研發工作室,專研一個領域。
上世紀九十年代,為接收國外最前沿的學術資訊信息,郭學平甚至花費一萬多元購置了一臺電腦。當時他的工資不過幾百元,而那個年代上網查閱一次國外科研文獻幾乎就要花掉一個月工資。
「願意為知識下血本買單」,這樣一種無法以商業邏輯定義的行為,想想發生在理性嚴謹的郭學平身上其實也並不違和,甚至還帶有幾分浪漫色彩。
個人的奮鬥離不開歷史的進程,企業的發展同樣能照見時代的側影。未來經濟形勢下,華熙生物這個行業領軍者企業還要面臨更多商業挑戰和資本考量,但郭學平始終認為,「一個企業只有不斷地進行科技創新、產品創新,才能長久發展下去。」
「剛剛從大學裡研究生畢業時,還是比較純粹的做研發、做科研,開發一個產品可能要用八年時間。在企業裡,隨著公司發展越來越大,現在做項目要長短結合,短的項目像功能性護膚品,我們一年新品就可以推幾百個,上市的也得接近100個。隨著我們的產品越來越受歡迎,市場的需求越來越大,這需要我們擁有一個更加強大的科研團隊力量,去匹配公司發展的速度,也更需要我們站在一個上市公司的發展角度做科研管理,從戰略方向把握項目的研發與創新。」
在近日的一次訪談中,郭學平被問到,他眼中玻尿酸發展的理想狀態是什麼樣的,他眯著笑彎的眼睛說,「能生產更多的玻尿酸,讓廣大的消費者早日實現『玻尿酸自由』。」