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陈卫:小菌种 大梦想

发布日期:2020-04-24  来源:中国科学报  
资料来源 中国科学报

【中国科学报4月23日】人物简介:陈卫,1966年生于江苏扬州。中国工程院院士,江南大学副校长,国家功能食品工程技术研究中心主任。主要从事食品微生物资源挖掘及功能食品产业化应用相关研究。

你或许对益生菌调理肠道健康、增强人体免疫的作用耳熟能详。但你可能还不知道,益生菌可以和人体的“微生物器官”——肠道微生物紧密互动,它除了“去铅”、“除镉”,还能影响我们的神经、代谢系统,对代谢综合征、情绪异常等问题有潜在的调节作用。

今天,从医学界、学术界到普通人,益生菌的功效已得到广泛认可。但在20多年前,没有几个人知道益生菌是什么,也很少有人去关心和研究。幸运的是,在这个领域,有人在几十年如一日地耕耘。正是他们的默默付出,让中国人在吃饱吃好,开始关注健康调料时,有了自己的益生菌可用。

2019年11月,江南大学副校长陈卫凭借在益生菌研究方面做出突出成果当选中国工程院院士,这位低调而淳朴的科学家和他的益生菌研究才开始走进公众的视野。

做“无人知晓”的基础研究

“人体有海量的菌群,上百万亿数量的肠道微生物。随着人们对肠道菌群研究的不断深入,科学家发现肠道微生物既受年龄、种族等生理状态的影响,也会被膳食等外部因素改变,与健康息息相关。”谈到自己的研究领域,电话那头的陈卫娓娓道来、如数家珍。

基于对肠道菌群的调节作用,近年来科学家发现益生菌的功能越来越多。除对便秘、腹泻这种肠道疾病有治疗作用外,益生菌还可以调节血脂、血糖,对湿疹、银屑病、儿童感冒、酒精性肝损伤等免疫、代谢相关疾病也有一定的辅助治疗作用。

“益生菌的作用很多,也非常重要。包括食源性危害因子的去除、维持肠道微生态平衡、辅助调节“脑—肠”轴等。”陈卫补充说,“益生菌发挥着健康调剂的作用,可以用于食品、保健食品、还有部分药物。目前这方面有很多研究,也有少量商业化的产品。”

改革开放之初,人们的主要诉求是填饱肚子,直到上世纪90年代,益生菌研究还是个冷门,“很少人知道有这样一个产业” 。

“因为我们是做食品科学研究的,我的主要研究领域是食品微生物,当时认识到益生菌对健康很有帮助,就隐约意识到将来人们会有很大的需求。实际上,我们早期开始做研究的时候,就是要抓住这样的需求。”陈卫相信,随着社会的发展,人们的健康需求会越来越旺盛。

前瞻的眼光和开放的头脑使陈卫敏锐地意识到这个行业一定有未来。于是,他带领团队成为国内最早一批益生菌研究者。

益生菌研究的难点之一是菌种筛选,需要到各地对传统发酵食品、健康人群等样本进行收集整理,投入大,工作量大,不容易发论文出成果。但陈卫团队心无旁骛,踏踏实实地做着这些“无人知晓”的研究,经过10多年的积累,直至2007年才取得突破,“功能性益生乳酸菌高效筛选及在发酵乳制品中的应用”获得教育部科技进步奖一等奖,2009年又获得国家科技进步奖二等奖。

选育有特色的优势菌种

益生菌是个“舶来品”。上世纪60年代,国外就开始商业化生产益生菌产品。当陈卫开始益生菌研究的时候,菌种资源基本被国外企业垄断。跨国公司的技术垄断、菌种垄断让他产生了自己选育菌种的想法。

“选育益生菌就像挑选运动员,往往需要‘万里挑一’。”陈卫说,“我们开始研究的时候,国外已经有了成熟的产品,所以我们就想选育有自己特色的、基于我国资源特色的菌种。”

人体消化道内有道天然的“屏障”,比如胃酸,它会帮助人们抵御外来侵害。人们有时误食不洁净的食品却没有生病,原因之一就是胃酸帮人们杀掉了一些入侵的细菌,但胃酸在杀死细菌的同时,也会杀死对人体有益的益生菌。

“好的益生菌要能抵御胃酸的杀伤。”陈卫说,“因此我们在筛选菌种时要尤其考虑它的耐胁迫特性。”

泡菜是发酵产品,其中有大量的乳酸菌(很多类乳酸菌都可被应用为益生菌)。在四川、重庆、江苏等地,民间使用一种“老坛”来泡菜。老坛长期使用,其中高酸、高盐,环境渗透压比较高。陈卫据此判断,长期生存在老坛里的乳酸菌,应该有更好的生理特性。

“在建立益生菌资源库的时候,陈老师提出应重视泡菜这种样本来源,从泡菜中筛选出的菌株可能有较好的耐胁迫能力,在胃肠道的存活能力更强,益生功能更优秀。”陈卫的学生,博士毕业后留在陈卫团队任教的副教授翟齐啸说。

确定这样的思路后,陈卫就带领几位年轻老师和研究生,多次前往四川、重庆,深入乡镇居民家中采集不同的泡菜样本。

“在半年时间里,我们的足迹覆盖了四川、重庆的全部乡镇,采集样品800多份。”翟齐啸说,然后通过建立高通量的筛选模型和功能评价体系,最终从中分离得到一系列优良菌株,相关研究成果后来获2018年国家技术发明奖二等奖(耐胁迫植物乳杆菌定向选育及发酵关键技术)。目前,相关菌株和专利技术已在光明乳业、葵花药业等企业实现产业化应用,形成了良好的经济效益和社会效益。

上世纪末,环境污染导致重金属暴露的风险增加,“铅中毒”、“镉大米”等事件时有发生,陈卫又开始思考用益生菌膳食干预的方法来减除人体重金属,在研究论证益生菌干预策略可行后,研究人员迅速行动,从特异性吸附和耐受重金属菌株的筛选开始,历时5年多时间,选育出具有体内生物减除铅毒性的植物乳杆菌CCFM8661,并获得中国、美国、欧洲等国家发明专利授权,成为世界上此方面功能的首个益生菌专利。随后,该团队又选育出具有生物减除镉毒性的植物乳杆菌8610,获得中、美、加、澳、韩等多个国家的专利授权,并获得第十七届“中国专利奖”金奖。这些菌株能减少消化道对重金属的吸收,缓解重金属暴露对机体造成的应激和损伤,有助于体内重金属排出。随着这些专利菌株的产业化,可以为消费者提供预防和干预重金属暴露的新型食品或保健食品。

建好平台让团队发光

陈卫有一个奇怪的感觉,“一进入实验室坐到自己的办公桌前,心里就感到很踏实”。他回忆自己年轻时常常是“五加二”、“白加黑”,周末、节假日也经常在实验室度过。

如今,陈卫带领了一支近30名教师、200名研究生的“益生菌理论与技术”研究团队。他也正用自己的言传身教,告诫团队成员要“抓住国家和社会的重大需求攻坚克难,并聚焦目标,坐稳‘冷板凳’”。

陈卫将青年教师比作“选种育种”阶段,这个阶段很辛苦又不可或缺。对团队青年教师,陈卫坚持分类培养,让合适的人做合适的事情。“有人擅长偏基础的研究,有人擅长产品开发,也有人擅长管理,建好平台,让大家各展其长”。

“在日常工作中,陈老师尤其注重对青年教师和学生科研能力的培养。从树立严谨的科研态度、培养创新的思维方式和把握国际前沿的能力,到论文中标点符号的修订,陈老师都倾注大量的心血。”谈及自己的成长,江南大学教授、已在陈卫团队工作了15年的陈海琴说,“陈老师始终把培养学生的创新思维能力、学习能力、实际动手能力放在首位。”

为培养学生的实践能力,陈卫聘请企业的专家担任兼职导师,把来自生产一线的经验技术和科研需求传递给学生。他主持的“食品学科创新实践链式教育人才培养模式研究与实践”项目分别于2013年和2014年获江苏省教学成果奖特等奖和国家教学成果奖一等奖。

从筛选、培育优势益生菌菌株到对其进行功效探索,陈卫团队前瞻判断、准确把握食品科技风向标。今天,他们不仅从全基因组生物信息分析层面进行现有功能菌株的耐药性、安全性评估,更深入挖掘“下一代益生菌”,阐明益生菌的更多生理功能机制,梦想着让更多的人用上更好的益生菌。

陈卫

 

本文来源于:中国科学报http://news.sciencenet.cn/dz/dznews_photo.aspx?t=&id=34372

原文链接:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2020/4/438785.shtm

阅读( (编辑:张青)

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