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诺奖问答| 2022 年诺贝尔化学奖授予点击化学和生物正交化学，有哪些信息值得关注？******
相比起今年诺贝尔生理学或医学奖、物理学奖的高冷，今年诺贝尔化学奖其实是相当接地气了。
你或身边人正在用的某些药物，很有可能就来自他们的贡献。
2022 年诺贝尔化学奖因「点击化学和生物正交化学」而共同授予美国化学家卡罗琳·贝尔托西、丹麦化学家莫滕·梅尔达、美国化学家巴里·夏普莱斯（第5位两次获得诺贝尔奖的科学家）。
一、夏普莱斯：两次获得诺贝尔化学奖
2001年，巴里·夏普莱斯因为「手性催化氧化反应[1] [2] [3]」获得诺贝尔化学奖，对药物合成（以及香料等领域）做出了巨大贡献。
今年，他第二次获奖的「点击化学」，同样与药物合成有关。
1998年，已经是手性催化领军人物的夏普莱斯，发现了传统生物药物合成的一个弊端。
过去200年，人们主要在自然界植物、动物，以及微生物中能寻找能发挥药物作用的成分，然后尽可能地人工构建相同分子，以用作药物。
虽然相关药物的工业化，让现代医学取得了巨大的成功。然而随着所需分子越来越复杂，人工构建的难度也在指数级地上升。
虽然有的化学家，的确能够在实验室构造出令人惊叹的分子，但要实现工业化几乎不可能。
有机催化是一个复杂的过程，涉及到诸多的步骤。
任何一个步骤都可能产生或多或少的副产品。在实验过程中，必须不断耗费成本去去除这些副产品。
不仅成本高，这还是一个极其费时的过程，甚至最后可能还得不到理想的产物。
为了解决这些问题，夏普莱斯凭借过人智慧，提出了「点击化学（Click chemistry）」的概念[4]。
点击化学的确定也并非一蹴而就的，经过三年的沉淀，到了2001年，获得诺奖的这一年，夏普莱斯团队才完善了「点击化学」。
点击化学又被称为“链接化学”，实质上是通过链接各种小分子，来合成复杂的大分子。
夏普莱斯之所以有这样的构想，其实也是来自大自然的启发。
大自然就像一个有着神奇能力的化学家，它通过少数的单体小构件，合成丰富多样的复杂化合物。
大自然创造分子的多样性是远远超过人类的，她总是会用一些精巧的催化剂，利用复杂的反应完成合成过程，人类的技术比起来，实在是太粗糙简单了。
大自然的一些催化过程，人类几乎是不可能完成的。
一些药物研发，到了最后却破产了，恰恰是卡在了大自然设下的巨大陷阱中。
夏普莱斯不禁在想，既然大自然创造的难度，人类无法逾越，为什么不还给大自然，我们跳过这个步骤呢？
大自然有的是不需要从头构建C-C键，以及不需要重组起始材料和中间体。
在对大型化合物做加法时，这些C-C键的构建可能十分困难。但直接用大自然现有的，找到一个办法把它们拼接起来，同样可以构建复杂的化合物。
其实这种方法，就像搭积木或搭乐高一样，先组装好固定的模块（甚至点击化学可能不需要自己组装模块，直接用大自然现成的），然后再想一个方法把模块拼接起来。
诺贝尔平台给三位化学家的配图，可谓是形象生动[5] [6]：
夏普莱斯从碳-杂原子键上获得启发，构想出了碳-杂原子键（C-X-C）为基础的合成方法。
他的最终目标，是开发一套能不断扩展的模块，这些模块具有高选择性，在小型和大型应用中都能稳定可靠地工作。
「点击化学」的工作，建立在严格的实验标准上：
反应必须是模块化，应用范围广泛
具有非常高的产量
仅生成无害的副产品
反应有很强的立体选择性
反应条件简单(理想情况下，应该对氧气和水不敏感)
原料和试剂易于获得
不使用溶剂或在良性溶剂中进行(最好是水)，且容易移除
可简单分离，或者使用结晶或蒸馏等非色谱方法，且产物在生理条件下稳定
反应需高热力学驱动力（>84kJ/mol）
符合原子经济
夏尔普莱斯总结归纳了大量碳-杂原子，并在2002年的一篇论文[7]中指出，叠氮化物和炔烃之间的铜催化反应是能在水中进行的可靠反应，化学家可以利用这个反应，轻松地连接不同的分子。
他认为这个反应的潜力是巨大的，可在医药领域发挥巨大作用。
二、梅尔达尔：筛选可用药物
夏尔普莱斯的直觉是多么地敏锐，在他发表这篇论文的这一年，另外一位化学家在这方面有了关键性的发现。
他就是莫滕·梅尔达尔。
梅尔达尔在叠氮化物和炔烃反应的研究发现之前，其实与“点击化学”并没有直接的联系。他反而是一个在“传统”药物研发上，走得很深的一位科学家。
为了寻找潜在药物及相关方法，他构建了巨大的分子库，囊括了数十万种不同的化合物。
他日积月累地不断筛选，意图筛选出可用的药物。
在一次利用铜离子催化炔与酰基卤化物反应时，发生了意外，炔与酰基卤化物分子的错误端（叠氮）发生了反应，成了一个环状结构——三唑。
三唑是各类药品、染料，以及农业化学品关键成分的化学构件。过去的研发，生产三唑的过程中，总是会产生大量的副产品。而这个意外过程，在铜离子的控制下，竟然没有副产品产生。
2002年，梅尔达尔发表了相关论文。
夏尔普莱斯和梅尔达尔也正式在“点击化学”领域交汇，并促使铜催化的叠氮-炔基Husigen环加成反应（Copper-Catalyzed Azide–Alkyne Cycloaddition），成为了医药生物领域应用最为广泛的点击化学反应。
三、贝尔托齐西：把点击化学运用在人体内
不过，把点击化学进一步升华的却是美国科学家——卡罗琳·贝尔托西。
虽然诺奖三人平分，但不难发现，卡罗琳·贝尔托西排在首位，在“点击化学”构图中，她也在C位。
诺贝尔化学奖颁奖时，也提到，她把点击化学带到了一个新的维度。
她解决了一个十分关键的问题，把“点击化学”运用到人体之内，这个运用也完全超出创始人夏尔普莱斯意料之外的。
这便是所谓的生物正交反应，即活细胞化学修饰，在生物体内不干扰自身生化反应而进行的化学反应。
卡罗琳·贝尔托西打开生物正交反应这扇大门，其实最开始也和“点击化学”无关。
20世纪90年代，随着分子生物学的爆发式发展，基因和蛋白质地图的绘制正在全球范围内如火如荼地进行。
然而位于蛋白质和细胞表面，发挥着重要作用的聚糖，在当时却没有工具用来分析。
当时，卡罗琳·贝尔托西意图绘制一种能将免疫细胞吸引到淋巴结的聚糖图谱，但仅仅为了掌握多聚糖的功能就用了整整四年的时间。
后来，受到一位德国科学家的启发，她打算在聚糖上面添加可识别的化学手柄来识别它们的结构。
由于要在人体中反应且不影响人体，所以这种手柄必须对所有的东西都不敏感，不与细胞内的任何其他物质发生反应。
经过翻阅大量文献，卡罗琳·贝尔托西最终找到了最佳的化学手柄。
巧合是，这个最佳化学手柄，正是一种叠氮化物，点击化学的灵魂。通过叠氮化物把荧光物质与细胞聚糖结合起来，便可以很好地分析聚糖的结构。
虽然贝尔托西的研究成果已经是划时代的，但她依旧不满意，因为叠氮化物的反应速度很不够理想。
就在这时，她注意到了巴里·夏普莱斯和莫滕·梅尔达尔的点击化学反应。
她发现铜离子可以加快荧光物质的结合速度，但铜离子对生物体却有很大毒性，她必须想到一个没有铜离子参与，还能加快反应速度的方式。
大量翻阅文献后，贝尔托西惊讶地发现，早在1961年，就有研究发现当炔被强迫形成一个环状化学结构后，与叠氮化物便会以爆炸式地进行反应。
2004年，她正式确立无铜点击化学反应（又被称为应变促进叠氮-炔化物环加成），由此成为点击化学的重大里程碑事件。
贝尔托西不仅绘制了相应的细胞聚糖图谱，更是运用到了肿瘤领域。
在肿瘤的表面会形成聚糖，从而可以保护肿瘤不受免疫系统的伤害。贝尔托西团队利用生物正交反应，发明了一种专门针对肿瘤聚糖的药物。这种药物进入人体后，会靶向破坏肿瘤聚糖，从而激活人体免疫保护。
目前该药物正在晚期癌症病人身上进行临床试验。
不难发现，虽然「点击化学」和「生物正交化学」的翻译，看起来很晦涩难懂，但其实背后是很朴素的原理。一个是如同卡扣般的拼接，一个是可以直接在人体内的运用。
「 点击化学」和「生物正交化学」都还是一个很年轻的领域，或许对人类未来还有更加深远的影响。（宋云江）
参考
https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2001/press-release/
Pfenninger, A. Asymmetric Epoxidation of Allylic Alcohols: The Sharpless Epoxidation[J]. Synthesis, 1986, 1986(02):89-116.
Rao A S . Addition Reactions with Formation of Carbon–Oxygen Bonds: (i) General Methods of Epoxidation - ScienceDirect[J]. Comprehensive Organic Synthesis, 1991, 7:357-387.
Kolb HC, Finn MG, Sharpless KB. Click Chemistry: Diverse Chemical Function from a Few Good Reactions. Angew Chem Int Ed Engl. 2001 Jun 1;40(11):2004-2021.
https://www.nobelprize.org/uploads/2022/10/popular-chemistryprize2022.pdf
https://www.nobelprize.org/uploads/2022/10/advanced-chemistryprize2022.pdf
Demko ZP, Sharpless KB. A click chemistry approach to tetrazoles by Huisgen 1,3-dipolar cycloaddition: synthesis of 5-acyltetrazoles from azides and acyl cyanides. Angew Chem Int Ed Engl. 2002 Jun 17;41(12):2113-6. PMID: 19746613.
诺华创新药物中国总裁张颖：中国医药市场潜力巨大******
【跨国企业在中国】
编者按： 走进在华跨国企业，听外企老总谈“中国式现代化机遇”、释“经济全球化之道”。中新网11月18日电 题：诺华创新药物中国总裁张颖：中国医药市场潜力巨大
中新财经记者 张尼 宫宏宇
“自中国开启药品医疗审评审批制度改革之后，新药获批明显提速。”诺华创新药物中国总裁张颖日前接受中新财经专访时表示。
她强调，诺华是中国药品审评审批制度改革的受益者，预计五年内将在中国提交50项新药及新适应症注册申请，并计划2024年实现超过90%的中国新药注册与全球同步。
访谈实录摘要如下：
中新财经：2021年诺华销售收入达到516.26亿美元，同比增长6%，其中中国市场销售收入30.52亿美元，同比增长18%，占到了诺华全球总收入的6%。您如何看待中国市场对于诺华的战略意义？
张颖：中国医药市场潜力巨大，目前已成为全球第二大市场，但依然还有许多未满足的医疗需求。以心血管为例，中国约有3.3亿现有患者，其中高血压患者多达2.45亿。诺华是最早进入中国的跨国医药企业之一，从生产、研发到商业运营，全面布局中国市场。我们不断聚焦重大和高发疾病领域，为中国患者提供高价值的创新药物，应对他们不断增长的医疗需求。目前，中国已成为诺华全球增长最快的市场之一。
中国市场一大特点是韧性。新冠肺炎疫情给整个社会包括医药行业带来了不少影响，但我们看到市场已经开始复苏。诺华面对变化和挑战也及时调整，积极应对，今年前三个季度，中国区业务在努力之下仍实现了增长。
中新财经：每年的中国国家医保药品目录调整都备受关注。今年，诺华是医保谈判申报药品颇多的企业之一，为何诺华近年来一直积极参与医保谈判？
张颖：医保谈判常态化，是国家医疗改革的重大举措之一。诺华长期以来积极参加国家医保谈判，让更多患者受益于我们高价值的创新药，这也是我们不断扩展医药可及性努力的一部分，和我们的企业使命高度契合。
自2017年以来，诺华已有超过30款创新药物被纳入中国国家医保目录。2021年，诺华有6款医保目录内产品成功续约，1款新药以及2种新适应症经谈判纳入医保目录。
近年来，诺华不断加快将创新药引入中国的步伐。仅在2015年至2021年期间，我们就有超过35款创新药和新适应症在中国获批。我们也深知，任何创新药物，只有让有需要的患者用得上，才能体现其最大价值。未来，我们将继续积极参与医保谈判，并探索多元的支付和多渠道创新方式，拓展医药可及性，让这些创新药造福更多患者。
中新财经：2015年至2021年，诺华有超过35款药物或适应症在中国获批。诺华在中国的战略重点也是不断加快引入创新药的步伐，这是出于何种考虑？
张颖：自中国开启药品医疗审评审批制度改革之后，新药获批明显提速。以2021年为例，全年审评通过47个创新药，是2016年的近5倍。
诺华是中国药品审评审批制度改革的受益者。在新药审批不断加快的环境下，我们顺势而为，持续以创新驱动我们的业务，并进一步聚焦核心治疗领域，加快在中国的新药注册申请。自1987年以来，我们有近90款新药及适应症在中国获批。其中有超过35款是在2015年至2021年期间获批的，包括可善挺等重磅药物。
创新本身也是诺华的主要竞争优势。除了聚焦重大高发疾病领域的现有产品线以外，我们也拥有行业最具竞争力的未来产品线之一。我们预计五年内在中国提交50项新药及新适应症注册申请，并计划2024年实现超过90%的中国新药注册与全球同步。
加快创新药的引入、造福中国患者是诺华践行企业使命的一部分，也是我们对中国的承诺。目前，我们也积极与包括博鳌和大湾区在内的各方携手合作，不断探索加快引入创新药物的各类创新方式。
中新财经：中国药企近年来也在不断加大研发投入力度，加快仿制药研发，诺华对此怎么看？
张颖：在全球医药行业中，诺华一直是研发投入最多的企业之一，创新始终是诺华的发展基石。2021年，诺华的研发投入达95亿美元，占营收比例超过18%。
在我看来，创新药和仿制药不是你有我无的竞争关系，而应该是共同促进药物健康可及性的上下游关系。原研药经过多年投入和研发后上市推广并得到专利保护，在专利到期后，仿制药的推出和上市则可进一步促进公共健康，同时也与保护原研药企的积极性实现平衡。
医药研发和创新是一个长期的过程。只有加强知识产权保护，才能真正释放医药创新的活力，促进行业的长久和可持续发展，最终为患者造福，提升国民整体健康。
中新财经：在国家药品集采和医保谈判不断推进的大背景下，您如何看待诺华在中国的发展前景？
张颖：中国已经是全球第二大医药市场，2021年医疗费用占全球的比重已经达到11.9%，2021-2026年复合增长率将达到3.8%。
未来10年内，中国将是诺华发展的关键市场之一，我们对中国充满信心。我们将聚焦心血管、免疫、肿瘤、中枢神经、眼科等中国疾病负担重且诺华具有独特优势的领域，带来高价值的创新药物和治疗方案。
我们正在不断加快创新产品在中国的注册申请、上市和早期准入。今年1-10月，诺华已有7个新产品及适应症(包括新剂型)获批。另外通过“先行先试”等创新举措，诺华已有6款海外创新特药登陆海南博鳌乐城，5款药品登陆粤港澳大湾区。
我们也认为，在获得高价值药物的同时，提升诊疗水平，让有需要的患者获得标准化和高质量的治疗同等重要。为此，我们与国内多家医院和医疗机构合作，共建重点疾病规范化诊疗体系。
同时，我们也继续不断扩展医药可及性，通过医保、商保多元的支付组合和渠道拓展等各种方式，与政府和全行业一道，让创新药物惠及更多患者。(完)
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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