導語
中醫藥+合成生物技術=中藥合成生物學
中藥合成生物學是我國合成生物學獨特的一個分支，即通過闡明並模擬中藥活性成分生物合成的基本規律，人工設計並構建新的、具有特定生理功能的生物系統，獲取中藥活性成分。郭娟教授表示：“中藥最大的特徵是有效成分較為複雜，這些不同成分的配比提供了多樣化的藥效特徵，也是中藥發揮療效的基礎。但是對於藥物研發而言，在一定程度上限制了深入開發利用。合成生物技術可以在一定程度上克服環境、氣候的影響，同時也可以減少因中藥成分複雜帶來的分離提取成本。”因此，合成生物學為解決這一挑戰提供了可操作性較強的工具和方法。尤其針對那些含量特別低的化合物，該方法更穩定、成本更低廉，可提升藥物開發利用效率。
未來科學之光KH617
KH617，是一種微量小分子化合物，具有抗腫瘤活性，主要從藥用植物中提取。目前，中國中醫科學院分子生藥學團隊聯合中國科學院天津工業生物技術研究所、四川弘合生物科技有限公司正在利用合成生物學研發這一中藥來源創新藥。
郭娟教授對於KH617充滿信心，她表示，KH617的藥效研究表明，它對晚期實體瘤，尤其是成人瀰漫性膠質瘤有抑制生長作用，目前KH617在中國和美國都獲得了臨床試驗批准，有望成為首個合成生物學制造的中藥來源的一類創新藥。
與傳統獲取方式相比，合成生物學技術不依賴栽培種植，品質不受環境、氣候影響，且利用合成生物學生產的KH617含量高、無結構類似物干擾，為高純度製劑製備提供了質量均一且穩定的原料，推動中藥活性成分的新藥研發。此外，KH617主要成分需從中藥揮發油中分離獲得，傳統獲取方式生產1公斤KH617，需要5~10畝適宜的土地，且生產週期長達一年以上，歷經栽培種植、採收加工、分離提取，並且植物中存在諸多結構類似物，導致分離純化難、提取成本高。
利用合成生物學技術構建KH617微生物細胞工廠，生產1公斤KH617僅需佔地0.1畝的發酵車間，通過投入常規的培養基，利用生物反應器培養KH617工程細胞，5~10天即可收穫。獲得的產品與經傳統方式獲取的產品相比，具有含量高、純度高、副產物少的特點，確保了高品質原料的可持續供應。
理解生命探索生命
“生命科學是一個系統的複雜體系。雖然隨著科學技術的發展，尤其是DNA調控生命系統的密碼不斷得到揭示，我們對生命現象有了更進一步的認識和了解，但是當我們想要應用時，卻發現其實擺在我們面前的依然是一個黑箱。”郭娟教授表示，將把未來的工作重點集中在藥物研發上，合成生物學不僅僅可以實現藥物的高效生產，還能實現一些具有優良活性的有效成分的改造，幫助更好地開發成臨床可用的藥物。
時至今日，中藥合成生物學已經成為中醫藥現代化和國際化進程中重要的一環，也是中醫藥科學研究的重要學科體系。這個學科的持續發展，為生物學技術在中藥材基因編輯遺傳改良、珍稀瀕危植物保護利用、中藥活性分子高效獲取等方面的應用，奠定了良好的產業化基礎。