学术之声 首页  >  烟大文化  >  学术之声  >  正文

两校名师讲堂系列报告之498期——基于三维原子分辨结构的抗体与基因治疗载体药物研发
作者:     日期:2026-03-17     来源:    

2025年12月2日下午,北京大学生命科学学院苏晓东教授做客“北大、清华两校名师讲堂”,面向八角湾校区师生作“基于三维原子分辨结构的抗体与基因治疗载体药物研发”主题学术报告。报告会由生命科学学院院长孙利芹主持,来自生物工程、生物科学、食品科学与工程等相关专业的教师、本科生、研究生共计200余人齐聚一堂,共同聆听这场高水平学术报告。

在当今生命科学与医学研究深度融合的时代,药物研发正从传统的经验筛选迈向基于结构与机制的精准设计时代。结构生物学作为揭示生物大分子三维构象与功能关系的核心学科,已成为现代药物发现的“眼睛”与“导航”。苏晓东教授长期深耕于结构生物学、癌症基因组学、抗体工程与基因治疗载体设计等前沿领域,在国内外学术界享有盛誉。

首先,苏教授系统阐述了结构生物学如何推动药物研发从传统筛选迈向理性设计。他指出,传统药物研发周期长、成本高、成功率低,平均需12年以上、耗资超10亿美元。随着人类基因组计划完成,约5000个潜在药物靶点被揭示,但绝大多数尚未被有效开发利用。结构生物学通过揭示生物大分子三维结构,为靶点识别、机制解析与药物设计提供了原子层面的“可视地图”,已成为现代药物发现的核心驱动力。苏教授回顾了结构基药物设计的发展历程:从“锁钥模型”的提出,到定量构效关系、计算机辅助设计的应用,再到与高通量筛选、人工智能等技术的融合,标志着药物研发范式的根本转变。他以小分子药物为例,介绍了Lipinski“五规则”及其在优化药物吸收与渗透性方面的作用,同时指出实际研发中需灵活应对复杂情况。通过蛋白激酶抑制剂伊马替尼等成功案例,苏教授生动展示了如何基于靶点蛋白的三维结构进行高选择性药物设计,并同步优化其吸收、分布、代谢、排泄等性质。

然后,他重点介绍了抗体等大分子药物及基因治疗载体的结构基础与设计策略。在抗体药物部分,苏教授指出抗体具有高特异性、高亲和力的优势,但开发中面临免疫原性、组织渗透等挑战。通过解析抗体-抗原复合物结构,可精准揭示其识别机制,进而通过理性设计或定向进化技术改造抗体,提升其效能与安全性。他还介绍了双特异性抗体、抗体偶联药物等新型策略,凸显了结构生物学在抗体工程中的指导作用。针对难以干预的蛋白-蛋白相互作用界面,苏教授分享了基于结构的抑制剂开发思路,包括虚拟筛选、变构调控等方法,强调识别“热点”残基是设计有效药物的关键。随后,苏教授将焦点转向基因治疗载体——腺相关病毒。AAV因其安全性好、表达持久成为基因递送的重要工具,但仍存在靶向性不足、免疫原性等问题。他详细介绍了其团队利用CRISPR筛选发现新型受体AAVR2,并运用冷冻电镜解析AAV8与AAVR2复合物结构的突破性工作。该研究揭示了AAV感染的新机制,为设计组织靶向性更强、嗜肝性更低的新一代AAV载体奠定了结构基础。目前,其团队正结合结构与人工智能方法改造AAV衣壳蛋白,以提升其递送效率与特异性。

最后,苏教授展望了结构生物学驱动精准医疗的未来趋势。他强调,基于结构的药物研发最终服务于精准医疗,即“在正确的时间,对正确的患者,给予正确的治疗”。他以非小细胞肺癌EGFR突变、慢性髓系白血病BCR-ABL融合基因为例,说明如何通过分子分型指导靶向药物的临床应用。苏教授指出,未来药物创新将是多学科深度交叉、多技术融合协同的过程。结构生物学将进一步与计算化学、人工智能、合成生物学及系统生物学结合,推动药物研发向智能化、集成化方向发展。他勉励青年科研人员打破学科壁垒,夯实理论基础,掌握先进技术,在解决重大健康问题的探索中实现创新突破。

报告结束后,现场师生围绕AAV载体的临床转化挑战、激酶抑制剂耐药机制、人工智能在结构预测中的可靠性等问题,与苏晓东教授进行了热烈而深入的交流。苏教授结合自身研究经验,对提问逐一进行了细致解答,并分享了相关领域的最新动态与发展趋势。

本次讲座内容充实、逻辑清晰、案例生动,既有理论高度又有实践深度,受到在场师生的一致好评。生命科学学院院长孙利芹教授在总结中表示,苏晓东教授的讲座不仅展现了结构生物学的前沿进展,也体现了北京大学与烟台大学在学术交流与合作方面的深厚渊源,有效拓展了师生在结构导向的药物研发领域的学术视野,也为我校未来开展结构生物学的相关研究提供了宝贵的思路借鉴。她鼓励学院师生以此次讲座为契机,进一步加强与顶尖院校的学术互动,积极参与跨学科研究,提升科研创新能力。

本期讲座的成功举办,进一步丰富了该系列活动的学术内涵,促进了生命科学与医学、药学、化学等学科的交叉融合,为烟台大学相关学科的发展注入了新的活力与思路。

苏晓东,北京大学生命科学学院教授、博士生导师,国家基金委杰出青年科学基金获得者,教育部长江学者特聘教授。现任北京大学生物医学前沿创新中心(BIOPIC)常务副主任,中国生物多样性保护与绿色发展基金会理事长。主要研究领域为结构生物学、生物化学及分子生物学、分子生物物理、新一代基因组测序技术、癌症基因组学、基于结构的药物、抗体及AAV载体设计等。在国际权威学术期刊如Cell、Nature、Science、PNAS等著名学术期刊发表论文100多篇。苏晓东教授在北京大学建立了高通量蛋白克隆、表达、纯化、结晶以及晶体结构解析技术平台,实现了高通量进行结构基因组学研究的目标,在国际相关领域有重要影响;近年来,在北京大学创建了生物医学前沿创新中心,利用现代化高通量深度测序技术研究肿瘤基因组学以及开拓新的研究领域,力图发展新的技术方法,发现新的分子生物学机理,发现新的疾病相关基因及基因突变。在结构生物学方法研究,抗体结构与药物设计,基因治疗载体AAV结构与设计等方面具有较深的造诣。