“铁爷”王福俤:大道如砥 行者无疆

2023-11-22 01:51郭潇雅
中国医院院长 2023年20期
关键词:科学家离子科学

文/本刊记者 郭潇雅

眼前是衡山,身边有西湖,胸中怀珠峰。攀登的路上,燃烧着爱党爱国的人民科学家王福无尽的热忱与追求。

福地南岳铁寿仙,

石鼓岳麓圣船山;

三湘四水多豪杰,

衡医雁飞敢为先!

——王福俤南华大学副校长

南华大学衡阳医学院院长

浙江大学求是特聘教授

2023年,王福俤当选为第九届国际生物铁学会董事会成员,成为半个世纪以来唯一在该国际权威学术组织担任重要学术职务的华人科学家,也是唯一一位来自亚洲的科学家。

近日,王福俤受邀访问英国3所顶尖大学,并公开学术演讲。牛津大学邀请信中写道“我们非常期待王福俤教授分享其引领世界铁死亡领域的研究成果”;剑桥大学邀请信中写道“期待王福俤教授令人振奋和重大的铁死亡成果分享”;英国国王大学邀请信中写道“期待您金属离子代谢开创性的科研成果分享”。

作为科学家,王福俤多年来向世界展示和传递着铁科学的中国最强音,被国内外同行尊称为“铁爷”;作为南华大学副校长、南华大学衡阳医学院院长,王福俤赋诗《立地顶天》,表达了他对“南华衡医”的深厚情感:“福地南岳铁寿仙,石鼓岳麓圣船山;三湘四水多豪杰,衡医雁飞敢为先!”

历经900余个日夜操劳,在王福俤带领下,学院开设“创新班”、推行“4310”临床医学研究计划、探索“医+X”人才培养……形成了完整的医学人才培养体系,在高水平医学教育的征程上大步迈进。

3年来,衡阳医学院获第10届中国大学生医学技术技能大赛双金牌,成为全国3所斩获“双金”的单位之一,也让衡医历年来在该项赛事中获得的金奖、特等奖、一等奖数量在全国范围内名列前茅;先后荣获“全国科技系统抗击新冠肺炎疫情先进集体”、2022年度“全国工人先锋号”、2023年度“全国巾帼文明岗”等国家级殊荣。他还精心组织编辑出版了《中国科学:生命科学》中国知名大学及研究院所专栏“衡阳医学院65周年庆专辑”。

青年立志报国,中年矢志不渝,及至知命之年,仍旧奉献不怠。这便是胸怀“国之大者”的王福俤,一位“科学家精神”和“教育家精神”的深耕者和行动派,更是一位将艺术、文学与医学完美融合的科学家。

开辟科研新赛道

1992年,王福俤从河北医科大学毕业,进入同济大学医学院攻读硕士学位,从此开启微量元素科研之路。当他接触到铁元素后,引发了强烈兴趣,顿感铁科学之美妙。王福俤感慨:“像是遇到了一生挚爱。”

“学业攻炉冶,炼尽三山铁,难以想象,生命必需的铁元素会与‘死亡’联系起来。”王福俤认为,铁在生命起源、生命新陈代谢,以及人类进化中发挥着无可替代的关键作用。

2004年,王福俤开始从事铁科学的系统研究。同年,他前往哈佛医学院Nancy Andrews教授实验室,是当时国际铁代谢研究领域顶尖实验室之一,极大提升了王福俤的“铁科学修为”。

学非探其花,要自拔其根。在与“铁”为伴的漫长科研岁月里,王福俤曾在美国哥伦比亚大学与伙伴一起畅谈铁科学的概念与未来;在英国剑桥大学图书馆与David Rubinsztein和Nick Wareham探讨金属离子代谢与细胞死亡的来龙去脉;也曾与德国的Andreas Linkermann教授驾车以280km/h速度在柏林高速路上飞驰,赶去解析Xc-系统冷冻电镜结构;还曾与好友Peter Vandenabeele教授在比利时根特城街头酒馆开展头脑风暴,一场“微醺到天亮”的科学浪漫。“不经一番寒彻骨,哪得梅花扑鼻香。科研是困难的、孤独的,但也是充满乐趣的。”王福俤忆往昔峥嵘岁月,嘴角微微上扬。

2019年,王福俤向全球学界展示了铁死亡是心脏疾病防治关键靶点。2022年,王福俤正式提出“铁科学”概念,原创提出其英文书写形式“Ferrology”,由拉丁文“铁”(ferrum)演化而来,并在学术会议多次宣讲展示“Ferrology”的无限魅力。他的学术观点以长篇论文形式发表在今年10月的《中国科学: 生命科学》中文卓越期刊上。

王福俤认为,铁与生命健康研究的历程可以分为“铁生理时代”(Iron Physiology Age,IPA)和“铁死亡时代”(Iron Death Age,IDA)。“铁生理时代”始于1844年,法国化学家Gris提出铁是植物正常生长不可缺少的元素。经过近两个世纪的研究,人们逐渐清晰认识到铁与血红蛋白及多种酶的合成,在氧气运输、免疫调节、核酸合成及基因表达调控等多种生理过程中发挥着重要作用。这个时代使人类快速认知到铁元素的价值。

“铁死亡时代”以2012年为元年,由美国哥伦比亚大学化学生物学家Brent Stockwell教授提出了铁死亡。在这个时代,铁死亡被学界普遍认为是一种“铁依赖的新型细胞程序性死亡方式”,除了铁代谢之外,谷胱甘肽代谢紊乱和脂质过氧化也是科学家探索铁死亡的焦点。从2012年至今的10年间,各国在铁死亡研究领域涌现出一批批杰出科学家,但其领航者正是“铁爷”王福俤。

2022年,崭新的“铁科学时代”(Iron Ferrology Age,IFA)拉开帷幕,王福俤一马当先、奋勇向前。

“铁”树开花结硕果

“生命奥秘——未知死,焉知生”这是钟南山院士为王福俤的《铁死亡》一书题语。

2022年末,在百余位编委的共同努力下,由王福俤主编的国内第一部系统介绍铁死亡的专著——《铁死亡》由科学出版社出版发行。该鸿篇巨著汇聚了铁死亡领域的众多专家学者,系统论述了铁死亡经典研究成果和最新研究进展,填补了铁死亡领域中文书籍的空白,将对国际铁生物学、铁死亡、细胞死亡乃至生命医学领域的科学研究、新药研发和科普教育产生积极推动作用。

樊代明院士称其“是一部整合医学理论实践的集大成之作,也是一本利用知识创造知识的典例”。沈倍奋院士则感叹“铁死亡的研究为生命医学开创了一个前沿新领域”。魏于全、杨宝峰、唐本忠、丛斌、詹启敏、印遇龙、陈国强、王锐、郭子建、彭孝军、陈子江、李校堃、任发政等诸多院士不吝溢美之词,为《铁死亡》写序题词,足显该书的分量。

事实上,早在2012年国外学者提出铁死亡理论之前,王福俤就带领团队在《Nature Genetics》《Nature》《Blood》《Human Molecular Genetics》《Haematologica》《Hepatology》等国际著名学术期刊上,发表了多篇“铁稳态调控机制”以及“铁过载损伤机制”领域的研究论文。王福俤还受邀为《DOJIN NEWS》《Cell Death &Differentiation》《Nature Reviews Cardiology》等期刊分别撰写封面综述,诠释铁过载、铁死亡在基础研究和疾病防治领域的研究成果及前沿方向。

“在铁死亡研究领域,我们重点回答铁是如何诱发铁死亡的,以及铁死亡在心脏、肝脏和肾脏等重要脏器疾病诊治中的作用。”王福俤对记者说,在国际上,团队率先发现了FTH和HMOX1等心脏疾病铁死亡关键基因,这项重大突破由心血管学术期刊《循环研究》发布,受到高度关注。以此为基础,王福俤发现了SLC39A14、TXNRD等基因是调控肝脏铁死亡的关键,解析了铁死亡蛋白质复合物xCT-4F2hc结构,开创了药物和可遗传器官铁死亡损伤动物模型。

此外,王福俤创立了靶向铁死亡防治疾病理论,发现铁死亡致病新靶点,并首次针对性提出靶向诊治新策略;制定了靶点基因干预、祛铁剂、线粒体抗氧化剂等防治疾病新方案;在国际上首次合作提出手术导航剂吲哚菁绿,可作为磁共振对比剂和祛铁剂,用于铁过载疾病一体化诊疗;筛选出多个铁死亡新靶点及新药物,拓展了靶向铁死亡疾病防治新策略;合作研发的I类祛铁新药已进入临床Ⅱ期试验,疗效肯定,获得鉴定专家组高度评价……

《铁死亡》王福俤主编。

王福俤在多个学术刊物发表高质量论文。

王福俤在研究中发现,黑豆皮可精准靶向代谢通路,增加铁吸收,从而改善贫血。在王福俤科研团队的努力下,成功研制出防控贫血膳食,在全球首创了“黑豆防贫中国方案”。著名营养学家James McClung专题评述:“黑豆防治贫血是医学和营养学重大成果,尤其适合发展中国家。”

“不是我们在追逐热点,是热点在追逐我们,是国际和中国同行的共同努力,坚持数十年,把铁科学做成了全球的前沿热点。”在一次演讲中,王福俤掷地有声地抛出了这句话。这是他一以贯之的态度,自信诚恳、不跟风、不盲从。

2020年11月,王福俤联合全球200余名专家教授,共同组建了“铁死亡科学家世界联盟”并任联盟主席。“我们中国不能总跟在别人后面做科研,一定要创新发展前沿理论,我们有这个能力去领跑!”他说。

金属离子五部曲

和铁一样,锌离子也是人体必需微量元素。但锌离子在干细胞发育分化中的作用一直不明确,这也吸引了众多研究者投身“锌世界”破解谜团。

20世纪90年代末,王福俤开展了锌离子调控脑发育方面的研究,在国际上率先发现“锌缺乏不可逆损伤胚胎神经元干细胞标志蛋白Nestin的表达和调控”。在美国密苏里哥伦比亚大学访学期间,王福俤在国际著名的David Eide锌代谢实验室中,系统研究了锌离子转运蛋白SLC39(ZIP)家族的功能及其调控机理,解读了困扰科学家长达半个世纪的“人类遗传病肠病性肢端皮炎”病因之谜,并建立了研究金属离子稳态代谢的实验体系。

王福俤在国际上首次阐明缺锌引发造血干细胞分化异常导致贫血的关键机制,为补锌防控贫血提供了科学依据。他提出的“补锌防病中国方案”及原创科学发现引领了国际前沿,推动世界锌科学研究抵达了一个新高度。王福俤也因此被遴选为国际锌生物学会(ISZB)分委会主席,成为这个学会历史上唯一的中国科学家。

《中国居民膳食指南科学研究报告(2021)》显示,我国居民锌缺乏严重。王福俤发现,补锌可有效防治2型糖尿病,该观点被权威营养学期刊《美国临床营养学杂志》主编亮点推荐。基于此项研究结果,王福俤主持研发出氨基酸锌,该药获国家新药证书并在2000家医院推广,年销售达3亿元,合计销售30亿元,超过千万患者受益。倪嘉缵院士等专家委员会认为,这项成果为推进健康中国建设、维护和保障人民健康做出了巨大贡献。

除了铁和锌,在锰离子研究领域,王福俤也是硕果累累。王福俤带领团队,揭示Slc30a10外排锰离子的重要功能,并建立人类疾病高锰血症的动物模型;阐明金属转运蛋白Slc39a14转运锰分子机制,指出了国外科学家的科学结论偏误,并提出了颠覆性的理论学说;发现Slc39a14转运铁的新功能并能调控铁死亡,成果荣登专业顶刊《血液学》封面并成为亮点评述和热点引用论文。采访期间,王福俤难掩心中喜悦,据其未发表数据提示,团队又发现一种崭新的锰离子转运蛋白,正在加班加点获得更多科学证据。

纵观王福俤的科研生涯,他主编译的《锌与人类健康》,可谓金属离子第一部曲;主编译的《铁与人类健康》为第二部曲;与美国康奈尔大学雷新根教授主编译的《硒:分子生物学与人体健康》是第三部曲;前三部与《铁死亡》共同构成了王福俤的“金属离子四部曲”。随着王福俤郑重提出“铁科学”概念,“第五部曲”《铁科学》的编撰工作已如火如荼。王福俤在国际著名学术期刊共发表190余篇论文,20余篇为高被引和热点论文。令人惊喜的是,王福俤先后发表20余篇原创性封面论文,将中国元素和世界童话完美融入医学科学研究体系,他的“女娲补天”“三英战吕布”“卖火柴的小女孩”成为科学界广为赞誉的典范。

庄子曰:“原天地之美而达万物之理。”真理具有普遍性,通过探求自然之美,可以洞悉宇宙万物的规律。在王福俤心中,追求科学的信念无比坚定。科学即是艺术,一个人意识到科学之美,才能深耕细作,笃行致远。

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