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“有點不務(wù)正業(yè)”,一個985副教授的非典型學(xué)術(shù)路徑

(作者:孫滔  來源:中國科學(xué)報)

  6月20日,記者在成都見到鄧?yán)璧臅r候,他剛從福州回來。

  在福州醫(yī)科大學(xué)召開的某藥劑學(xué)教材修訂會議上,他受邀作了一個學(xué)術(shù)報告。與會的一些老師感慨:“鄧?yán)蠋?,今天終于見到真人了,我們偷偷用你的視頻素材教學(xué)好幾年了,就怕你去告我們?!?/p>

  這句話的背景是,鄧?yán)枧臄z了各種化學(xué)藥品在模擬人體環(huán)境中崩散消解的過程,然后把這些視頻放到了B站。鄧?yán)枋撬拇ù髮W(xué)華西藥學(xué)院副教授,他還有另一個身份——B站知名科普UP主“Initial_Pharmacy”,擁有超過15萬粉絲。

  在鄧?yán)璧溺R頭里,有的藥片會在數(shù)秒內(nèi)崩解,有的藥片的膨脹、溶解則需要經(jīng)歷十幾個小時,晦澀的藥物溶解理論在這里變成了美輪美奐的大片。

  鄧?yán)柃s忙勸這些與會的教授放寬心——當(dāng)年開始做視頻的時候他就想過,這些視頻可以拿來輔助教學(xué)。

  其實鄧?yán)栌袀€更大的野心,他想把在中國上市的數(shù)千種化學(xué)藥一網(wǎng)打盡。換句話說,就是構(gòu)建藥物崩解的可視化數(shù)據(jù)庫。如果建成,那將是一件獨一無二的功績,為中國藥品評估提供重要考量。

  在一些人看來,他有點不務(wù)正業(yè)。而他的正業(yè),應(yīng)該是他的官方介紹中排在第二位的微針遞藥系統(tǒng)研究。

  鄧?yán)枵f,微針遞藥系統(tǒng)研究其實是為了讓研究生完成畢業(yè)論文,他的主要心思放在了藥物可視化研究上。

  眼見為實

  如同藥品可視化研究非主流的地位一樣,鄧?yán)璧膶嶒炇易湓谒巹W(xué)系二樓的一個角落,那里原本是一個廢棄空間。他們花了7萬元把這個空間裝修一新,并作了隔音處理。

  走進(jìn)鄧?yán)璧膶嶒炇?,也給人一種非典型實驗室的即視感:拍攝器材擺放得滿滿當(dāng)當(dāng),一大批桶裝純凈水?dāng)[放在實驗臺上下,墻上則貼滿了他們拍攝過的花花綠綠的各種藥物的包裝盒。

  兩個研究生正在24小時不間斷拍攝藥片崩解過程,每組裝置有2臺相機分別在頂機位和側(cè)機位同時拍攝。這些相機每隔30秒拍攝一張照片,也就是說每個藥片在24小時內(nèi)將產(chǎn)生5760張照片,總共大概有55個G大小。然后,鄧?yán)钑堰@些照片進(jìn)行對齊裁剪,分別生成頂機位和側(cè)機位的視頻。

  他們用到的主要試劑就是純凈水,這些水需要進(jìn)行酸堿度的調(diào)配,以模擬腸胃的不同環(huán)境。

  在拍攝中,鄧?yán)栌胁簧侔l(fā)現(xiàn)。比如對于釋放比較緩慢的治療帕金森病的鹽酸羅匹尼羅緩釋片,其3層崩解控速結(jié)構(gòu)設(shè)計在視頻里一覽無余:上下兩個阻滯層阻擋了中間的含藥層與液體的接觸面積,從而完美控制了藥物的釋放速度。這正體現(xiàn)了他一直提倡的Seeing is Believing(眼見為實)理念。

  他們需要解決一系列操作上的難題。比如配置的溶液由于拍攝時間過長會變綠,那是細(xì)菌的污染擴(kuò)散了,因為模擬體溫的37℃是細(xì)菌滋生的天堂。

  另一個麻煩是拍攝的對焦問題。這些藥丸或藥片在崩解過程中會發(fā)生膨脹、崩塌等形變,這會導(dǎo)致鏡頭失焦,這時候就需要操作者不時手動對焦。

  這些藥物還會隨著崩解在溶液中發(fā)生漂移,如果將藥物固定,則容易影響頂機位的拍攝。

  鄧?yán)柽€希望做一些定量分析的工作,也就是把他以前最擅長的藥物分析技能結(jié)合到可視化拍攝中來。他求助一位師弟定制了一套新的裝置:盛放藥片的器皿接了6根橡膠管,并連上電腦,這樣就可以通過定時控制來分時段收集液體,進(jìn)而用高效液相色譜定量分析出藥物崩解的速度。鄧?yán)枵f,這套裝置花了2萬元。

  巧克力豆的啟發(fā)

  鄧?yán)杩缧袛z影,純屬偶然。

  1998年高中畢業(yè)時,他本來打算去考飛行員,但在川大望江校區(qū)體檢時,被認(rèn)定視力有問題而遭拒錄。于是,他就來到了原華西醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)系,在2006年本校碩士畢業(yè)后留校擔(dān)任輔導(dǎo)員。那是一段波瀾不驚的歲月,那幾年他的最大成就是所有學(xué)生都按時畢業(yè)了。

  之后,鄧?yán)柽x擇了在職讀博。等他拿到博士學(xué)位,已經(jīng)年近40歲。這時候,他還是四川大學(xué)華西藥學(xué)院的講師。

  跨行的機緣是不期而遇的。藥劑學(xué)系教授詹先成有一門爆款公共選修課,叫做“照相機原理及選購”。他在退休之際希望鄧?yán)鑲鞒幸吕?,把這門課教下去。于是鄧?yán)栀徶昧瞬簧贁z影設(shè)備,在B站關(guān)注了很多UP主,開始自學(xué)攝影。

  在拍了很多校園風(fēng)光后,一位藥劑學(xué)系的同事給了鄧?yán)枰粋€關(guān)鍵的建議。美國化學(xué)會有一些兒童科普視頻素材,比如巧克力豆在不同溶劑里的溶解過程,觀賞性極強,可以照搬過來試試。鄧?yán)韬芸煲篮J畫瓢,用了不到一個月就把能買到的巧克力豆拍完了。

  接下來做什么呢?鄧?yán)柘氲阶约旱膶I(yè)是藥劑學(xué),其中固體制劑如片劑是臨床使用非常廣泛的一類劑型。這些藥片和巧克力豆相似,都是片狀,但藥片的設(shè)計比巧克力豆更復(fù)雜更多樣化,自己或許可以結(jié)合藥劑學(xué)專業(yè)來拍攝,藥物的崩解過程拍下來想必也是驚艷的。

  這就是鄧?yán)璧钠瘘c。

  剛開始,他的目的格外單純,只是為了把藥物崩解拍得好看一點,后來發(fā)現(xiàn),這些視頻正印證了處方工藝會影響藥物釋放速度的說法,這也是藥品里quality by design(質(zhì)量源于設(shè)計)的理念。那么,那些原研藥是怎么釋放出來的?它的釋放是快是慢?是先快后慢,還是勻速釋放?鄧?yán)柘?,這或許可以用來評估仿制藥的崩解特性是不是跟原研藥類似,那將是一個很重要的課題。

  他接下來的事情就是去市場上買藥,或者通過跟醫(yī)院、制藥廠合作獲得樣品,進(jìn)行拍攝。

  中國自2016年開始要求國產(chǎn)仿制藥必須通過一致性評價,也就是說,仿制藥應(yīng)該與原研藥在質(zhì)量、療效上一致。

  鄧?yán)璧呐臄z為仿制藥的一致性評價找到了鐵證。以治療高血壓的替米沙坦片為例,原研藥之所以釋放得更快,是因為其特殊的設(shè)計。替米沙坦片在酸性環(huán)境中不容易溶解,于是設(shè)計者在藥片里加入了堿性物質(zhì),當(dāng)遇到滲透進(jìn)來的酸性溶液(胃液)就會發(fā)生反應(yīng),此時藥片微環(huán)境pH值升高從而加速藥物溶解。缺失了這個設(shè)計的仿制藥會很難溶解,以致難以發(fā)揮藥效。

  墻內(nèi)開花墻外香

  在川大官網(wǎng)上鄧?yán)璧?2篇代表作中,有2篇與可視化有關(guān),其中一篇是綜述,另一篇是教學(xué)研究論文。

  那篇綜述發(fā)表在藥劑學(xué)領(lǐng)域頂級期刊《控制釋放雜志》(Journal of Controlled release)。鄧?yán)璋l(fā)現(xiàn),大多數(shù)學(xué)者專注于藥物崩解的非連續(xù)性記錄,比如采用CT成像或拉曼成像來記錄,鄧?yán)鑸F(tuán)隊則是極少數(shù)運用光學(xué)進(jìn)行藥物可視化的研究者。

  鄧?yán)枵f,在評估藥物溶出度時,工業(yè)界一般是測量一定時間內(nèi)藥物釋放到溶液中的量,這種方法是上世紀(jì)60年代發(fā)明的,至今沒有太多更新。鄧?yán)杼岢?,為什么不考慮用現(xiàn)代的計算機技術(shù)、攝影技術(shù)來進(jìn)行固體藥物崩解釋放全過程記錄和評估呢?至少它可以作為一個輔助手段。

  《藥學(xué)研究》(Pharmaceutical Research)論文《眼見為實:延時宏觀成像技術(shù)在固體制劑形態(tài)變化中作為教研工具的應(yīng)用》的發(fā)表則是出于偶然。美國普渡大學(xué)工業(yè)和物理藥學(xué)系教授Tonglei Li主動聯(lián)系鄧?yán)璺Q,他對鄧?yán)璧囊曨l拍攝工作很感興趣,認(rèn)為后者的工作在工業(yè)界意義非凡。 Li正是《藥學(xué)研究》的主編,希望鄧?yán)枘軌虬严嚓P(guān)工作作一個總結(jié),然后發(fā)表出來。

  鄧?yán)枵f,這篇文章的英文編輯和潤色都是Li親自操刀,后來作為封面文章刊發(fā)。

  鄧?yán)鑼破盏臒釔垡彩撬鋈Φ闹匾蛩亍?023年年底,鄧?yán)柙诟裰抡摰乐v壇作了一個科普報告。今年6月份,一名當(dāng)年帶過的學(xué)生告訴鄧?yán)?,他們的公司在用鄧?yán)蠋煹囊曨l給員工做培訓(xùn)。鄧?yán)璨胖?,他的那個科普報告出圈了。

  有藥企來找鄧?yán)柘肱男麄髌麄兿氚焉a(chǎn)的100多個藥物品種全部拍出來,做成一個產(chǎn)品的時空走廊,試圖打造科技感爆棚的宣傳。只是這個規(guī)劃最后不了了之了,不過鄧?yán)枰埠軕c幸,否則他的團(tuán)隊這兩年就只能做這一件事情了。

  可惜的是,這個方向雖然是自己獨有,但尚未得到學(xué)術(shù)圈的青睞。

  鄧?yán)璧囊靶?/b>

  沒有頂刊,也沒有好的基金項目,想評教授是艱難的。不過鄧?yán)璨]有執(zhí)著于此。

  其實鄧?yán)璧囊恍┡笥逊炊芰w慕他目前的狀態(tài),因為傳統(tǒng)的藥劑學(xué)研究已經(jīng)呈白熱化競爭之勢,大家紛紛講各種新故事才能拿到基金項目,而鄧?yán)杩颗c企業(yè)的橫向課題也可以讓課題組順利運行。

  在常規(guī)研究耕耘多年,鄧?yán)栌凶约旱呐袛啵夯敲炊噱X,養(yǎng)那么多細(xì)胞,做那么多動物實驗,最終的結(jié)果不外是一篇篇論文。尤其是,他在為一個新發(fā)明的納米遞送系統(tǒng)拍攝視頻的時候發(fā)現(xiàn),論文中完美設(shè)計的系統(tǒng)在遇到生理鹽水時,立即就發(fā)生了沉淀,這與研究者的預(yù)期相去甚遠(yuǎn)。這讓他對僅僅靠發(fā)表論文來換取功名產(chǎn)生了一絲動搖。

  他有自己的打算。除了前文提及的將藥物分析結(jié)合到可視化拍攝中來,他還把目光瞄向了人工智能。

  有個新招的研究生對人工智能很癡迷,于是鄧?yán)杈拖肱伤W(xué)習(xí)這方面的新技能,說不定可以嘗試用機器學(xué)習(xí)的方法來獲得藥物膨脹的面積、溶出過程中的體積變化率等數(shù)據(jù),那樣就能做一些更有說服力的研究。

  如今的鄧?yán)柘朊靼琢艘粋€關(guān)鍵問題,他需要一些耐心。為什么目前的可視化工作的科學(xué)創(chuàng)新度似乎還不夠?只有這個工作的覆蓋面足夠廣,才會找到足夠深入的方向,而“這個領(lǐng)域沒有任何人來競爭,完全就是我們在做”。

  教研室的老師和同事們是鄧?yán)璧膱詮姾蠖?,給了他不少激勵。有位老師鼓勵他去申報基金項目,“你可能拿不到,但可以通過這個申報去梳理一下你自己的工作,去理一下自己的思路、去看看有沒有走偏,以及有沒有什么更好的方法去改進(jìn)。”

  在2020年邁入40歲之際,鄧?yán)杞K于評上了副教授。當(dāng)時有個同事跟他開玩笑,“我覺得你到達(dá)了人生巔峰?!?/p>

  鄧?yán)鑼Υ瞬恢每煞?。一位相熟的同事如此評價他:“教授,恰飯的一個職業(yè)而已,我看他現(xiàn)在自由又專注的狀態(tài)就挺讓人羨慕的!”

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