玻尿酸产业简史:​不得不说的“中国时代”与“航母”华熙生物

玻尿酸产业简史:​不得不说的“中国时代”与“航母”华熙生物
玻尿酸产业简史:​不得不说的“中国时代”与“航母”华熙生物

自古以来,人们就用各种原料制作护肤品,随着科技的发展,护肤品的成分越来越多元化。据不完全统计,如今各类化妆品中常见的成分已有上百种。值得关注的是,目前市面上近九成护肤品中,都含有同一种物质——玻尿酸。

玻尿酸很神奇。它不仅被应用于护肤品、食品、饮料、纸巾、计生用品,而且在眼科、骨科等疾病的治疗中也发挥着重要作用。尽管从被发现至今还不到90年,但人们对玻尿酸的开发应用已经相当成熟,这背后得益于玻尿酸产业发展史上的几次飞跃。特别指出一下,中国的科学家和企业在玻尿酸产业发展过程中扮演了相当重要的角色。

 

1 “世界玻尿酸之父”卡尔·迈耶:玻尿酸的发现与发展

玻尿酸最早是在美国被发现的。1934年,美国哥伦比亚大学的眼科专家卡尔·迈耶(Karl·Meyer)与助手约翰·帕尔默(John·Palmer)在牛眼玻璃体中分离出了一种含糖醛酸和氨基糖的高分子多糖。由于是从hyaloid(玻璃体)中提取了含uronic acid(糖醛酸)的成分,所以该物质被命名为Hyaluronic Acid(即透明质酸),也就是人们常说的玻尿酸。由于卡尔·迈耶最早发现了玻尿酸,因此被视为“世界玻尿酸之父”,有关玻尿酸的一切皆可溯源于此。

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(玻尿酸的发现者——卡尔·迈耶)

在随后的几年中,玻尿酸被发现广泛存在于脊椎动物结缔组织、眼球晶状体以及某些细菌的荚膜之中,具有很好的生物兼容性和可吸收性。这使得玻尿酸作为医用材料具备了无免疫反应、可被吸收分解等优点。

尽管玻尿酸的优点很多,但是直到20世纪70年代,美国科学家才提出玻尿酸可用于骨关节润滑。此后,从用于赛马关节润滑的注射液,到用于眼科手术的粘弹剂和治疗关节炎的注射液,都出现了玻尿酸的身影。这是玻尿酸发展史上的一次飞跃——走出实验室,走进生产应用领域。

早期,人们主要采用动物提取法,从公鸡鸡冠和牛眼玻璃体中提取玻尿酸。具体而言,是在动物组织和器官中进行提取后,用有机溶剂去除蛋白质,再经过浸泡、过滤、沉淀等程序,最后进行纯化处理,得到可用于生产的玻尿酸。

虽然动物提取法为玻尿酸的应用奠定了基础,但是这种方法缺陷明显。中国医学科学院整形外科医院整形科张超副教授认为,由于动物器官和组织的资源有限,提取分离过程又很复杂,使用动物提取法难以形成规模化生产。这导致当时的玻尿酸成本高昂,价比黄金,限制了大规模开发和应用。

 

2 “中国玻尿酸之父”张天民和他的学生:国内玻尿酸产业的崛起

20世纪80年代,玻尿酸研究在中国才刚刚起步。1980年,我国著名的生化药学家张天民从鸡冠和人的脐带中成功提取出了玻尿酸,这成为了中国玻尿酸产业发展的起点。到了1985年,张天民又研制出了用于眼科手术的玻尿酸注射液,为中国玻尿酸研究和临床应用奠定了基础。从最早在国内提取玻尿酸到研制玻尿酸产品,张天民是当之无愧的“中国玻尿酸之父”。

随着市场对玻尿酸需求量的增大,动物提取法难以进行规模化生产的弊端愈发明显,科学家开始寻找更高效的生产方法。到了上世纪90年代,中国玻尿酸产业迎来了质变,并逐步走到了今天全球领先的地位。这与一家名为华熙生物的中国企业和一个名叫郭学平的科学家有着直接的关系。

作为张天民的学生,郭学平从80年代就开始跟随导师从鸡冠中提取玻尿酸。但是,动物提取法提取率低(200公斤鸡冠只能提取1公斤玻尿酸)、产品纯度低(纯度只有50%-60%)的问题始终存在。已在国外出现的微生物发酵法虽然难说成熟,却为解决这些问题提供了思路。1992年,郭学平带领团队完成了发酵法生产玻尿酸的小试研究,填补了中国在该领域的技术空白。此后,郭学平作为华熙生物的首席科学家,带领团队继续在微生物发酵法领域进行深耕,最终实现了以微生物发酵法大规模生产玻尿酸。

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(华熙生物的生产线)

据悉,发酵产率从最初不足3g/L,提高到2019年的12-14g/L,这使得中国玻尿酸产业飞速发展。2007年,华熙生物逐渐发展成为全球最大的玻尿酸研发、生产和销售企业,中国也由此成为全球最大的玻尿酸原料生产国,中国的玻尿酸产业成崛起之势。

 

3 “玻尿酸产业化第一人”郭学平:华熙生物与“中国时代”

通过微生物发酵法实现玻尿酸生产的规模化,中国玻尿酸产业后来居上,走在了世界前列。在这之后,中国的玻尿酸产业又实现了一次飞跃,开始全方位引领起全球玻尿酸行业的发展,这一次依旧绕不开华熙生物。

2011年,在郭学平的带领下,华熙生物的科研团队在全球率先实现了酶切技术规模化生产低分子和寡聚透明质酸及透明质酸酶(以下简称“酶切法”)。酶切法可以让玻尿酸的降解周期缩短到几个小时,成本大幅降低。更为重要的是,酶切法可以自由控制玻尿酸分子量的大小,使得不同分子量的玻尿酸更为精确地应用于更多领域,极大地拓展了玻尿酸的应用空间。

华熙生物的酶切法获得了中国、欧洲、美国、日本、韩国等国的发明专利,2020年还获得了中国知识产权界的最高荣誉——中国专利奖金奖。酶切法的出现,让中国玻尿酸产业开始全面领先,全球的玻尿酸产业已经进入了“中国时代”。从微生物发酵法到酶切法,郭学平的贡献让中国乃至全球的产业化程度发生了质变,玻尿酸真正走进了普罗大众的寻常生活。对于任何一种有益的物质来说,这都是一次飞跃,甚至是最重要的飞跃。从这个角度来说,郭学平堪称“玻尿酸产业化第一人”。

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(华熙生物首席科学家郭学平作为“酶切技术”的主要发明人领取“中国专利金奖”)

郭学平供职的华熙生物更是一家科技底色十足的企业,一直重视“两个研究”,也就是基础研究和应用基础研究。在这个基础上,华熙生物搭建了六大研发平台,拥有强大的科研团队,确保了从科学研究到技术应用的全面领先。在某个行业的技术、产业升级过程中,很少有企业像华熙生物这样起到如此重要作用,不妨将此称为玻尿酸产业中的“华熙生物现象”。根据弗若斯特沙利文报告,华熙生物占据了2020年全球玻尿酸原料市场份额的43%,连续14年蝉联全球玻尿酸原料龙头。伴随着全球玻尿酸产业进入“中国时代”,华熙生物成长为玻尿酸领域的“航空母舰”,把国内外同行远远地甩在了身后。

随着国家对生物科技愈发重视,加上以华熙生物为代表的科技企业推动,我们可以期待在生物科技的诸多细分领域中,将开启一个又一个的“中国时代”。

(本文仅代表作者观点,不代表百略网立场。)
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