首页 » 科技 >

胡康洪:长风破浪会有时 直挂云帆济沧海

2018-07-25 13:31:00来源:网络整理

盛夏的中午,湖北工业大学。一群群学子就餐后在校园里悠闲地漫步,而在生化教学楼一间宽敞的办公室内,一位敦厚结实的男子正在入迷般地工作。投影仪投射着炫妙的光影,电脑中展现的是不为常人所知的细胞奥秘,手指在翻飞,思绪在灵动,一会儿微笑,一会儿沉思,他忘记自己整整六个多小时没有进餐了。

他,就是胡康洪。

胡康洪,毕业于德国杜塞尔多夫大学分子病毒学专业,获博士学位。现任康珞生物科技(武汉)有限公司董事长、CTO,兼任湖北工业大学中德生物医学中心主任、教授、博士生导师,湖北省“百人计划”特聘专家、武汉市“光谷3551人才计划”入选者,2007年荣获德国细胞生物学创新奖,2010年获美国圣地亚哥3DBiotek“三维细胞培养行业国际知名专家”称号。

作为德国著名大学的教授、欧洲知名的细胞学专家,抛却国外优厚的条件回到武汉,扎下根来创办企业,器官和组织再生是未来医学发展的重要方向,而所有组织的体外再生,都多有运用胡康洪三维仪的科学报道,而且该产品还会在这一高成长市场中继续蓬勃发展。

这一切,源于他对中华民族的大爱,源于他对祖国的一片赤子之心。

出生书香门第 师从德高名师

胡康洪1964年出生在江城武汉,祖父是名声遐迩的教育家,祖父早在胡康洪4岁时就开始教他读书识字。胡康洪从小学到高中,一直名列前茅,当他以优异的成绩考上武汉大学生物系时,才17岁。

在武汉大学就读的四年,胡康洪总是保持着全系第一的名次,并得以保送到中科院武汉病毒研究所读研究生。三年硕士研究生毕业,他留在病毒研究所工作,开始作为科研骨干承担国家重大课题,并在北京专题会上汇报项目进展。

1995年,国家教委要从全国大专院校挑选6名青年科技突出人才以“艾伯特”奖学金资助赴德国深造,胡康洪脱颖而出。

胡康洪先后在杜塞尔多夫大学和德国最古老大学之一的弗莱堡大学学习,从事生命科学领域基础研究,相继攻读了病毒学博士并完成分子病毒学博士后专业训练。

德国巴伐利亚州,美丽的多瑙河畔,有一所风景如画的雷根斯堡大学。雷根斯堡大学在国际细胞学领域享有盛誉,首席教授米努特先生更是组织工程界的顶尖级人物。而从2003年起,与米努特配合研究,从担任助理教授到课题组长到高级科学家的,则是胡康洪。

米努特教授是一个严谨到近乎刻板的德国老头儿,他不苟言笑,脾气暴躁,之前的助手往往不到一年就会走人,而胡康洪与他的合作却异常地默契。胡康洪的勤奋好学和超人的吃苦精神,深深折服了米努特教授。

于是,胡康洪从担任米努特教授的助手,到课题组攻关主要负责人,到与米努特比肩的高级科学家,两人成了谁也离不开谁的黄金搭档,这合作一干就是五年。

胡康洪带领研究组成功突破了三维细胞培养技术中的“微环境”技术难题,他发明的改进型三维细胞培养仪有效填补了单层细胞培养技术和动物实验的鸿沟,在世界上首次运用胚胎干细胞在体外成功分化成具有功能的肾小管,为解决肾衰竭带来了曙光。他也因此成为德国名声鹊起的青年科学家。

2007年,德国细胞学会将当年度的“德国细胞生物学创新奖”授予胡康洪,这是德国细胞学会面向全球、每年只颁发给极少数科学家难得的殊荣。从此,他同米努特教授一样,成为国际细胞学界的知名科学家。

崇高的社会地位,世界一流的实验环境,优裕的生活条件,胡康洪在德国雷根斯堡大学、在人们羡慕的目光中平静地生活着。

2006年,时任国务院总理温家宝访问德国,在与德国的留学生座谈时,介绍了祖国的飞速发展,希望海外学子回国施展才干。

于是,2008年,他作出了一个大胆的决定,回国!回到生他养他的故乡——中国武汉,仍然到他人生起步的中科院武汉病毒研究所工作。

胡康洪回国前几天,米努特竭力挽留他,说自己年龄大了,要把整个实验室交给胡康洪主持,可是胡康洪回国的决心已定,米努特只好惋惜地与他告别,但二人此后仍在密切联系。

今年8月,米努特还告诉爱徒胡康洪,鉴于他年龄大身体差,决定把亲自创办的年销售额2000万美元的制造细胞培养仪的工厂转交给胡康洪,请他继续办下去,让工厂在胡康洪手里发扬光大。

发明创新仪器 颇受业内瞩目

三维细胞培养技术是指将具有三维结构不同材料的载体与各种不同种类的细胞在体外共同培养, 使细胞能够在载体的三维立体空间结构中迁移、生长, 构成三维的细胞-载体复合物。自1885年,WillhelmRoux从鸡胚中分离细胞首次建立体外细胞培养以来,一个多世纪中在制药、疫苗合成等产业化的领域内得到了蓬勃发展。

然而,第一代三维培养系统是运用人工合成的生物高分子微纤维支架,比如聚乳酸羟基乙酸、壳多糖等,来模拟体内微环境,但合成高分子的降解产物可能危害细胞生长。后来虽然多采用更接近体内的细胞间基质蛋白(ECM),如胶原蛋白作为生长支架,并且多用含有血清的培养基孵育细胞,但由于ECM和血清中包含大量未鉴定组分,这为三维培养介导的针对人体的干细胞临床治疗带来了风险,并且阻碍了其进一步的发展应用。

在此情况下,胡康洪和他的团队研发的第二代三维细胞培养仪,无论对生物工程技术发展还是对人体干细胞的临床治疗均具有重要意义。

胡康洪曾在德国留学和工作13年。在这些年中,胡康洪在寻找“人工脉管”的材料上,尝试用各种材料,都不能满足实验要求,就在那一段时间,他夜以继日地工作,有时一天只吃两餐,有时吃完早饭到实验室一直工作到深夜,肚子饿得咕咕叫才记起自己没吃中饭。材料世界浩如烟海,要把众多的材料中找到适合于培植的人工毛细血管,简直如同大海捞针般艰难。

但,胡康洪一旦下定了决定,哪怕再大的困难,他也不放在眼里。不知过了多少个日日夜夜,终于,他找到了毛细血管的替换材料,那就是“聚酯羊毛”!它具有较低的免疫原性及细胞毒性,同时具备充分的可变形性,足够的亲水性表面以及最佳的生物适配性,保证分化的组织移植入体内后能发挥正常的功能。大鼠、家兔等动物移植肾小管后成功地成活了,这时,他觉得所有的辛苦都烟消云散,正是“人工脉管”材料的发现,使得胡康洪从组织工程领域脱颖而出。

在此基础上,胡康洪和他的团队研发出第二代三维细胞培养仪。

2008年回国以后,在国家科技重大专项的支持下,胡康洪技术团队对三维培养系统做了诸多技术改进,使新鲜分离的人类原代肝细胞在更有利于生存和分化的为环境下能够感染乙型肝炎病毒(HBV),且病毒感染窗口期长达三个月,使肝炎领域一直缺乏可自然感染HBV的细胞模型这一国际难题取得创新性突破,得到了国际同行的高度认同。另外,通过这种新型三维仪能建立器官培养,实现了肿瘤的个性化治疗,并为重要的难培养病原物的监测和检测提供了强大的支撑平台。

记者了解到,胡康洪发明的灌流式三维培养系统采用灌流方式,取代传统的静态培养,使培养器内代谢废物及时流走,保证持续新鲜的营养液供给,使组织在体外能够分化。同时,采用方便灌注的复孔瓶盖,便于插入乳胶导管并在不同时间节点通过除菌滤器加入需要的生长因子或药物。

灌流式三维培养系统还在世界上首创“人工脉管”代替生长支架,模拟体内毛细血管,使原代细胞、组织外植体在培养过程中去分化的速度明显减缓,实现了器官培养。

人工脉管能够极大减低细胞培养的培养死角,直接决定组织分化程度的高低;采用“聚酯羊毛”作为材料,具有较低的免疫原性及细胞毒性,同时具备充分的可变形性,足够的亲水性表面以及最佳的生物适配性,保证活组织的体外长期培养不至去分化,以及组织移植入体内后发挥正常的功能。

为解决肺泡组织和神经元对氧分压的特殊需求,灌流式三维培养系统首次引入了气体交换组件器和气泡分离组件器。利用气体交换组件器,供应细胞呼吸组织代谢必须的氧气。但气泡在组织外植体表面易产生不均匀的培养液交换,导致液压的改变并引起局部营养短缺,给细胞分化带来致命的危害,利用气泡分离组件器消除因供应氧气而产生的气泡。

归国不忘初心 让成果变产品

锻造一道守护生命的钢铁长城,为生命缔造未来和希望,既是胡康洪教授和他的团队全力奋斗的目标,也是他们最真诚的心愿。如今,他们的梦想正在逐步变为现实。

回国后,胡康洪任中科院武汉病毒所特聘研究员、博士生导师。胡康洪学科组承担了病毒性肝炎传染病领域国家科技重大专项。在短短几年的时间里,他带领的国家核心技术团队,对三维培养系统做了诸多技术改进,使新鲜分离的人类原代肝细胞在更有利于生存和分化的微环境下能够感染乙型肝炎病毒(HBV),使迄今为止肝炎领域一直缺乏HBV感染细胞模型这一国际难题取得创新性突破,得到了国际同行的高度认同。2014年,胡康洪在湖北工业大学的盛情邀请下,加盟该校组建中德生物医学中心,致力打造产学研链条。

取得抗乙肝病毒药物和组织再生等创新突破后,一系列荣誉接踵而来。胡康洪没有迷失方向,他继续思索着,怎样让他的三维细胞培养仪走出实验室,变成产品,发挥作用,造福社会,这才是他的最终目的,也是他回国的真正缘由。

2010年,胡康洪率领团队在光谷生物城创建康珞生物科技(武汉)公司,任董事长和CTO。康珞公司以三维仪及耗材为主要销售产品,成为提供先进细胞培养技术且专营细胞培养类用品的,集研发、制造、销售于一体的国内领先的生物医学供应商。

胡康洪发明了基于人工脉管的新型三维灌流式细胞培养仪。虽然这是世界上目前唯一能使干细胞在体外分化成肾组织的仪器,但在胡康洪看来还并不完美,他正在对现有装置进行一体化设计,推出高度自动化三维细胞培养仪,成为大小医院都会使用的“傻瓜”型产品。

回国以来,胡康洪不仅将第二代三维细胞培养仪的技术带回了祖国,而且为推动国内组织工程、干细胞治疗等再生医学领域的发展贡献了重要力量。他不仅在中科院病毒学国家重点实验室相继主持承担国家“十一五”、“十二五”传染病领域科技重大专项、中科院前沿领域项目、国家自然科学基金等多项课题,取得了一大批引起国际同行高度专注的成果,而且培养了多名硕士、博士研究生,并在国内外著名学术期刊上发表有影响力的论文上百篇。

同时,他运用康珞公司为平台实现科技成果转化,先后获武汉市东湖光谷第二批“3551”人才特别奖励计划、武汉市“华创杯”十大优秀项目奖、武汉市有突出贡献中青年专家、湖北省“百人计划”特聘专家等一系列荣誉。2012年,中国科学技术出版社出版的《发展高科技 实现产业化-辉煌20年》概括了20年来我国高科技领域的代表性成果,他率领团队研发的第二代三维细胞培养仪被评为20年来我国再生医学领域取得的三大代表成果之一。

胡康洪说,成就不是属于个人的,今天的成绩和荣誉,离不开背后的优秀团队的鼎力支持与精诚合作。

康珞生物科技公司的技术和管理团队由来自各个领域的资深专业人士组成。胡康洪作为项目技术发明人,是三维细胞培养行业的国际知名专家。目前,他在湖北工业大学又组建一支了由多名博士、研究生及实验员组成的中德生物医学研究中心,为项目的实施提供了坚实的技术支撑平台。

历经7年时间发展,康珞公司已经逐步建立起一支面向市场的专业化三维仪营销团队。正因为有着这样一支业务一流、精诚合作的团队,才有了康珞公司的蒸蒸日上,有了公司今天的出色成绩。

2013年,胡康洪作为武汉欧美同学会的杰出回国创业代表,在北京出席欧美同学会100周年庆典大会。

第二代三维培养仪已经证实了在生命科学基础研究中的重要科研价值,并得到了世界各国科研机构的认可。如今的第二代三维培养仪已有欧美、日本、韩国、国内中科院、军科院、211工程高校等多家单位签订购买合同,已然在国内外的市场中建立起了良好的声誉。

而从全球市场来看,生命科学实验室数以万计,仅我国国内,涉及生命科学、生物制药的实验室就达到3000多家(包括大专院校、科研机构,各省市疾控中心,大医院,生物制药公司等),这些实验室的研究工作一般都需要细胞培养。作为细胞培养的理想技术平台,第二代三维培养仪拥有广阔的市场。

追梦再生医学 砥砺再踏征程

三维仪不仅是当今国际上唯一体外实现组织分化的最先进设备,在生物医药和组织工程等领域得到广泛应用,而且相关衍生技术的检测报告也达到了2万余份,产生了较大的国际影响,成为胡康洪团队在关键技术研发领域的实现依据。

目前,胡康洪透露,他的团队正在开发的新型灌流式三维细胞培养仪。

在工艺方面,胡康洪团队在不断优化人工脉管的各项参数,使该仪器成为世界上首台在体外使干细胞分化成为类组织及类器官的设备。

同时,胡康洪团队努力用工艺改进气体交换组件器,气体在气泡分离组件器内部,利用现有工业上成熟的气泡分离方式,选择有效滤除小气泡的部件,如适当的膜技术和液体爬升技术的组合,使气泡消除率从目前的80%提高到95%以上。

在结构方面,目前所使用的三维培养装置,由七个分离的独立元件组成,操作不方便、分化性能有限、价格较高。他们目前正致力于新型机的开发,预计今年样机定型并实现量产。新型机将首次实现器件一体化和操作自动化,培养模块可更换,便于在用户中大规模运用。

对于操作面板,胡康洪团队拟采用大尺寸彩色触屏面板,既方便操作者使用,同时也便于显示和监控操作过程。营养液瓶采用机身侧位快速安装及液量测量显示装置,在液晶屏上显示。

胡康洪团队的新型三维仪采用灌注培养,从而保证持续新鲜的化学培养液以恒定的速率进入细胞腔室内部,提供细胞分化所必需的营养,并及时移去代谢废物。此外,还包括他原在德国研发的成果——由聚酯羊毛组成的“人工脉管”填充在三维细胞腔室中,使得培养器内部死角体积降低90%。

胡康洪预计改进后的新型机问世后,分化性能进一步提高,并将尝试使干细胞更充分地分化成包括肾小囊和肾小管在内的肾脏复合组织甚至类器官。如此以来,为治愈急慢性肾炎引起的肾衰竭带来曙光。

就这样,在长期不懈的钻研中,胡康洪团队屡屡实现关键技术的创新与突破,推动新型机日趋成熟,也为生物医学和类器官的发展起到了巨大的作用。

胡康洪相信,在不久的将来,再生医学能实现象换汽车轮胎那样,替换人体因疾病损伤的心脏、肾脏、肝脏等重要器官。到那时,人均寿命将从现在的70-80岁延长至120岁。胡康洪欣慰地说:“能成为这股现代科技浪潮的追梦人,我感到十分荣幸。”