刘新垣

刘新垣

1927—

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字新元,1927年生于湖南衡东县草市镇,他对科研有较大的贡献,曾发表论文400多篇,编有《刘新垣论文集》共17卷(如图1)。他是全球四个科学院的院士,获各项奖励40多次。1952年毕业于南开大学化学系。在河北医学院(现为河北医科大学)工作数年后,考取中科院上海生化所和后来合并的上海生化与细胞所的研究生,毕业后留研究所工作。由于他在工作方面有突出贡献,1991年被选为中国科学院院士。后又获中国医学科学院院士、乌克兰科学院外籍院士、发展中国家科学院院士等四个院士头衔。他还创立了癌症的靶向基因-病毒治疗学说。曾获得中科院一等奖一次、国家科技进步二等奖两次等其他荣誉。他一生喜欢做好人善事,为汶川地震捐款达数百万元。

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图1 《刘新垣论文集》共17卷

刘新垣院士的童年很是可怜。他出身于一个中农家庭,祖父生有5个男孩,他的父亲是老二,被过继给大祖父(一个穷私塾教师)做儿子。父亲读了一点书,后考入黄埔军校(约第6期),一直在外当军官。母亲带着姐姐及他们三兄弟四人在家艰难过日,生活很困难,有时饭都吃不饱,一个女人没有钱,还要养育四个孩子,其生活之苦,真是难以言表。他妈妈常带他们到外祖父家住几天,讨点饭吃。有一天父亲回了家,当时他主要目的就是要与母亲离婚,母亲不得已只能凄惨地离开她亲爱的四个儿女。当时她的儿女哭着不让母亲离开,但是没有办法留住她,母亲离开他家后,舅舅不是母亲的亲弟弟,也不接纳她,她无处安身,一个人孤苦伶仃地过着痛苦的生活,所以没活过几年,39岁就离开了人世,他完全是靠比他略大几岁的姐姐照顾长大的。

以上是他幼年的事。他按部就班地读完中学,后考入南开大学。在大学,一切生活费均由政府提供,他们是共产党和共和国的人了。在南开学习的日子是他人生的关键时期,他读了《钢铁是怎样炼成的》,这本书影响了他一辈子,直到现在他仍然以书中的主人公保尔·柯察金为榜样,处理他人生的一切事务。还有南开大学的校长杨石先也是他人生的榜样,杨校长为人正派、爽直、学问渊博。在南开的求学岁月是他成长最关键的一段时期,他不仅学了重要的基础知识,还奠定了一辈子的革命性人生观。

毕业后,他在河北医学院工作数年,后考取了中科院上海生物化学研究所的研究生,先是师从王应睐所长,1958年,他被定为王德宝教授(以后被选为院士)的研究生。刘新垣在上海生活了60多年,上海是他一生事业的启动、开花、结果的地方。

他的第一份研究是RNA的结构与功能。当时,一个RNA的结构都没有被发现,何谈研究其结构与功能关系,但刘新垣注意到一个事实,蚕丝蛋白中含Gly(甘氨酸)与Ala(丙氨酸)的总和约为70%,而且家蚕与蓖麻蚕蛋白又各不相同,家蚕丝蛋白Gly占42.8%,Ala占32.8%,蓖麻蚕丝蛋白Gly占27.8%,Ala占50.5%,他猜想二者结构一定不同,其结果正是如此,该研究成果成为中科院一等奖的部分内容。

在国家自然科学一等奖“人工全合成酵母Ala-tRNA”中,他合成了一个四核苷酸CpUpCpG>Ⓟ,因为磷酸是环状的,很难合成。他用了特殊的方法,在两个酶共同作用下进行特殊的合成。步骤如下:

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这是前无古人后无来者的一个合成。没有这个方法肯定是不能合成CpUpCpG>Ⓟ的,也就谈不上获得国家自然科学一等奖的酵母Ala-tRNA。RNase N1是个水解酶,将水解酶用于合成,这是一般人想不到的。合成CpUpCpG>Ⓟ后,将它与CpUpCpA放在一起,很快就全合成了CpUpCpGpCpCpA,此物质在1978年被中科院评为人工合成核酸的重大成果奖。

刘新垣还参加了“七五”攻关,获国家突出贡献奖(图2)。他研究过干扰素的作用介素2'-5'P3An(n以3为主),曾被哈佛大学、耶鲁大学、斯坦福大学邀请,做过2'-5'P3An在干扰素作用中的机理报告。此外,他还用基因工程表达合成了IFN-γ(人γ-干扰素)(图3),由于表达高达约70%,获中国科学院科学技术进步一等奖(图4);IFN-y的基础研究、中试生产和临床应用获国家科技进步二等奖(图5);IL-2的基因工程表达中试生产和临床应用又获国家科技进步二等奖(奖状与图5相似故略之)。

图示(https://www.daowen.com)

图2 1991年国家计委、科委、财政部授予刘新垣“七五”攻关突出贡献奖

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图3 IFN-γ表达量占细菌总蛋白的60 %—80 %(实验室结果)

注:该结果20年前处于世界先进水平,现在还处于世界先进水平(已申请了专利)。

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图4 1992年10月26日人γ-干扰素的基因工程研究获中国科学院科学技术进步一等奖

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图5 1996年基因工程人γ-干扰素的高表达、中试生产和临床应用获国家科技进步二等奖

IL-2是一个免疫分子,但刘新垣证明IL-2对大脑神经有镇痛作用,并测定出IL-2中的phe44、Tyr45、Tyr107、phe117在高级空间结构中是紧靠在一起的,且与阿片肽相似,并可与阿片受体相结合,这是IL-2能诱发神经镇痛作用的结构基础。IL-2从基础到临床又获得国家科技进步二等奖(有奖状,但因篇幅关系,故略之)。

刘新垣最重要的研究成果,还是他的“癌症的靶向基因-病毒治疗”(Cancer Targeting Gene-Viro-Therapy,CTGVT),其实就是在溶瘤病毒上面加上一个抗癌基因即可,此地他所用的溶瘤病毒(Oncolytic Virus,OV),故前者为OV-gene,也即为CTGVT。这是他20年前创建的策略,当时他发表了一篇小文章,题为“一种抗癌新策略-肿瘤的基因病毒治疗”,字数一页还不到,现在已成为一种抗癌大战略,值得再研究20年。这CTGVT策略的构成作用很大,特别是加上两个基因,其CTGVT-DG(Dual gene)经常可把移植肿瘤消灭光(如图6)。类似图6的研究结果,刘新垣团队还有很多很多。在最新的研究中,只在溶瘤腺病毒载体上加一个干扰素基因,即可把移植性肿瘤全部消灭光,研究水平比之前更高,此药2022年将向国家申报临床应用的药证。

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图6 ZD55-TRAIL与ZD55-K5合用可消灭全部移植性肠癌,类似的结果很多,且不复发。

文章作者:刘新垣