中国科学院上海有机化学研究所的周维善院士一直对一个日子念念不忘,那是40年前的1983年1月6日。这一天,在包括周维善在内的多位科研人员的共同努力下,青蒿素实现合成,合成的青蒿素与天然青蒿素完全一致。“全组同志真是无比高兴。”周维善回忆起那一天的场景仍是历历在目。
今年恰逢周维善诞辰100周年,回顾他的一生,有机化学是其全部追求,荣誉等身的他却总说,成就来源于集体的努力。周维善的身上,彰显着老一辈科研工作者集智攻关、团结协作的科学家精神。
大力协同,测定合成青蒿素
1973年,当时的中国中医研究院中药研究所正拿着一种刚被发现的神奇药物四处寻访,寻找能够破解其化学结构的人。这种药物正是青蒿素。一年前,屠呦呦等科学家发现青蒿素能够有效抑制疟疾,遂引发了科学界对于青蒿素的深入研究。确定药物的化学结构,是天然药物研发中必不可少的一环,能为开发具有新结构类型的新药提供先导化合物,这是化学家的职责。
最初,周维善并非测定青蒿素结构的首选。研发单位最先找到的是中国医学科学院药物研究所研究员梁晓天,以及中国科学院上海有机化学研究所研究员刘铸晋。但二人都因手头有大量工作,抽不出时间,无法参与测定青蒿素结构的工作。“因为有人知道我在捷克科学院有机和生化研究所做访问学者时曾从事过结构测定,所以找到了我。”周维善清楚地知道,测定青蒿素结构是一项庞大的工程,靠单打独斗是完不成的。因此他找来了当时在有机所甾体组工作的吴照华,二人就这样组成了一个青蒿素结构测定小组,周维善任组长。
在整个测定工作中,周维善小组遇上了数不清的难题。但他从不闭门造车,而是广泛联合其他科研力量,团结协作、集智攻关,克服了一个又一个难题。
在确定青蒿素分子量时,需要高分辨率质谱仪,但当时的有机所没有这种设备。周维善开始四处打听,请求“外援”。“后来打听到北京某部有高分辨质谱仪,请该单位做出质谱后,我们才把分子量定了下来,再结合碳氢分析数据把分子式确定下来。”周维善说。
而在最关键的青蒿素结构确定中,“外援”同样发挥了重要作用。在周维善等人对青蒿素结构中的一个特殊碎片峰M+32一筹莫展时,有机所甾体组的吴毓林也对青蒿素产生了兴趣,时常来到实验室与周维善等人交流探讨。恰巧,吴毓林的妻子李英在中国科学院上海药物研究所工作,曾参与研发抗疟新药的“五二三项目”。后来,李英在一次会议上听到了梁晓天的报告,指出另一种抗疟药鹰爪素结构中也有一个M+32峰值,并首次宣布这个峰值是一个过氧基团。李英将这个消息告诉了吴毓林,吴毓林又转告给了周维善。
“这时,我们就知道青蒿素中的这个峰也应该是一个过氧基团,并立即开始做实验来证明。”周维善说。最终,经过一系列精巧、复杂的实验设计,青蒿素结构被成功测定,写进了有机化学合成的教科书,奠定了今后所有青蒿素及其衍生药物合成的基础。
但仅测定出结构还不够,只有实现青蒿素人工全合成,才能完全证明其结构准确并应用于后续药物研发。周维善便又和许杏祥等人组成小组,开始了新一轮攻关。许杏祥的加入同样发挥了关键作用,他提出以青蒿酸代替香草醛作为合成的起始物。“这是一个非常重要的建议!”周维善评价道。最终,在全组人员特别是许杏祥和朱杰的努力下,青蒿素的合成终于实现。在谈起贡献时,周维善反复强调:“青蒿素系列药物的研制是一个非常复杂的系统工程,有众多研究人员的参与,不是任何一个单位或个人可以包打天下的,别人做了许多工作,我只是做了其中一部分化学基础研究。”
集智创新,用有机化学造福人民
除了测定合成青蒿素,周维善一生还做了许多用有机化学造福人民的工作。口服避孕药、甾体植物生长调节剂、Sharpless烯丙醇不对称环氧化合物试剂改良……这些成果都离不开周维善的付出。
当被问起周维善为何能够在有限的条件下实现多项成果突破时,曾跟随他的1985届博士生王志民认为,其中一个重要原因是周维善能够建立起有效的团队,借助团队的力量集智攻关。“科学研究不是个人的事情,培养人才、借助团队的力量来实现最终目标是很重要的。”王志民说。
周维善过去曾担任中国科学院上海有机所有机合成第一研究室主任,负责领导下属所有课题组。每个小组每周都会召开会议,周维善每次都到场参加。但他从不主持会议,只作为参会一员,仔细聆听,与大家共同探讨。“他并不会因为自己是大科学家,就让所有人都听他的,如果遇到困难,我们大家会共同探讨,群策群力,发挥集体的智慧。大家一致认为谁的方法有效,就听谁的。”王志民回忆道。
在周维善的领导下,第一研究室的同志们既各有分工,同时又避免了各自为政、闭门造车,大家拧成了一股绳。为了拓宽各课题组的视野,使各团队之间能够相互交流借鉴,周维善时常让团队成员对各自领域进行文献综述,并在全体会议上分享。“周老师告诉我们,科学是相关的不是独立的,他让我们在聚焦自己领域的同时也能够关注其他领域,极大拓宽了我们的研究思路。”王志民说。1982年跟随周维善读研究生的戴伟民同样对此深有感触,他表示,“周老师给了我们很大发挥空间,让我们自己探索,我在研究过程中会借鉴师兄、同事们的一些实验方法,也得到了其他课题组同事们的很多帮助。”在周维善的眼中,集体的智慧是无穷的,团队的力量是巨大的。在他辉煌的一生中,他将自己融入集体、融入团队,以集智攻关、团结协作的协同精神,用一项又一项科研成果造福人民。(实习记者都芃 资料和图片由“老科学家学术成长资料采集工程”项目办公室提供)
原标题:传承科学家精神|周维善:团结协作,攻克难题