「神经系统是人体最重要的器官,它控制一切生理功能和心理反应,惟很多神经疾病仍是不治之症,我们必须找出疾病的成因以及根治的方法。」
神经疾病的治疗方法一直是香港浸会大学马百良创新神经药物教授翁建霖教授*探索的目标和动力,引领他不断在神经退行性疾病及创新神经药物的领域进行研究。在20多年的教研生涯中,翁建霖教授在国际具高度影响力的科学学术期刊发表了超过170篇文章,而其开创性发明更获得了40多个国际性和国家级发明和创新奖项,包括日内瓦国际发明展金奖、香港创新科技及制造业联合总会及中国银行(香港)第五届中银香港「初创科技」潜能大奖金奖,翁教授在神经科学中的地位可谓举足轻重。
笑容可掬的翁教授经常以专家身分出现在电视屏幕,为公众深入浅出解读各类深奥的科学问题,其中一项广为人熟悉的是由翁教授牵头,针对空气污染与神经退行性疾病关系的系统性统合分析。研究结果发现每当城市空气的微细悬浮粒子(亦称PM2.5)处于高水平,神经疾病如阿兹海默症和巴金森症的病发率都有所增加。基于香港空气污染严重,这份研究公布随即引起各界关注,在国际科学界同样瞩目,于出版后首年于2019年获科睿唯安(Web of Science - Clarivate)定为领域中全球最高1%征引的文章。
首创革命性干细胞疗法
翁教授一直致力研究神经退行性疾病的成因与治疗方法,巴金森症更是其研究项目的重中之重。巴金森症的成因是脑干内出现「多巴胺神经元」退化,因而导致身体活动和运动功能受损,常见症状包括震颤和身体协调困难等问题。目前并没有根治巴金森症的方法,干细胞疗法被视为最有潜力的疗法之一,方法是把干细胞培养成为新的正常细胞、再移植到病人体内,以取代受损或坏死的细胞组织。
然而使用人类或动物的胚胎进行干细胞研究引发伦理争议,干细胞经改造后或会刺激癌细胞生长,增加移植至人体后长出肿瘤的风险。「传统的干细胞体外培养方法,需要在培养液添加多种生长因子,这些化学物质或会刺激癌细胞生长,增加移植至人体后长出肿瘤的风险。此外,以这种方法培养类似脑部的结构,与真实的脑组织结构通常差距甚大,且需培养超过一个月,效率不彰,受污染风险也高。」
2013年,翁教授和研究团队成功把干细胞疗法结合纳米科技和神经科学,首创「自体神经干细胞分离技术」,可以安全地从患者身上采集神经干细胞,从而为患者提供自体细胞替代治疗方案。「用自己的身体部位来修复自己,无疑避免了传统干细胞技术所衍生的伦理及安全性问题。」该项创新性技术其后于中国、美国、欧洲及香港取得共13项专利。
另一项翁教授与其研究合作者的发明──「无机纳米基质应用」,更成功把本地神经科学研究推向世界舞台。这种创新的纳米基质,能诱导神经干细胞快速地分化为「微型黑质样结构」以代替脑内受损或退化的细胞。纳米基质是一块镀有纳米结构层的硅片,厚度仅550至730纳米(nm),表面却满布数万亿个闪电形状的结构,毋须使用化学生长因子,便可诱导神经干细胞分化成「微型黑质样结构」。实验室研究结果显示,「研究结果显示这些微型脑样结构在老鼠脑内理想地存活并发挥功能,令牠们的早期柏金逊病征得以逐步改善。这无疑为干细胞疗法的研究奠定基础,有望最终治愈人类的巴金森症。」此技术突破传统的细胞培养方法,提供更安全、快捷和有效的干细胞工程方法,并获得超过三项中国、美国和香港专利。「结合『自体神经干细胞分离技术』和『无机纳米基质应用』这两项技术为干细胞疗法的研究奠定基础,最终有望治愈人类巴金森症。」
结合科学实证推进中医药研究
翁教授在神经科学领域所取得的开创性研究成果,以及为学术界的优秀表现,令他于2022年获颁马百良创新神经药物教授席,为大学所颁发予其学者的最高荣誉。「我衷心感谢马百良药厂的慷慨支持,成立冠名教授席,让大学的教研工作得以延续发展。这项支持实属意义非凡,有助推动神经科学的进一步探索和研究,并让我们的年青科学家借着研究继续为人类发光发热。」
事实上,马百良这个拥有逾200年制药历史的品牌对翁教授来说一点也不陌生。2021年,翁教授与其团队获马百良委托,对传统经典中医复方安宫牛黄丸进行研究。结果发现,安宫牛黄丸有助改善缺血性中风大鼠的脑损伤水平,证明安宫牛黄丸可为预防中风发生带来希望。「这类传统经典中医复方已沿用过百年,但中药背后的机理往往缺乏明确科学解释。现今我们可透过科学方法,为这类复方药效提供实证和相关数据,科学可为传统中医药所用,相辅相成。」
翁教授将科学方法应用于中医药研究不止一项,他曾伙拍南方医科大学对钩藤这种草药进行研究,抽取其活性成分作为「戒毒良药」,以减低吸毒者对毒品,尤其是「冰毒」(甲基苯丙胺)、「K仔」(氯胺酮)或「浴盐」(甲卡西酮)的依赖。「毒瘾和神经退行性疾病相同之处,在于它们同样是神经疾病,只是毒瘾属人为影响,而我们的研究焦点是如何「拨乱反正」,控制成瘾元素。」
推动本地生物技术发展
除浸大的教研工作,翁教授还身兼浸大辖下公司荟新科技有限公司的主席。该公司由翁教授及其学生雷亚萍博士成立,旨在把新型纳米粒子的学术研究成果转化为商品供市场应用。公司自2014年成立以来备受各界认同,荣获不少奖项,包括获Red Herring选为2015年全球首100间初创企业奖,以表扬其创新及科技成就,以及对人类的贡献。
即使公司取得佳绩,但翁教授表示要将研究成果推出市场绝非易事。「香港在生物科技方面的发展,特别是药物研发、治疗方法及测试方法,可算发展得不错,但要把研究成果从实验室带到临床治疗,过程仍相当漫长和艰巨。现时我们面对不少难题,例如因香港病人的数目较少,往往难以凑够足够病人数目去进行第三期临床试验,即使大湾区有八千万人口,我们却没有一套标准的临床实验准则和规范。」翁教授建议政府考虑设立一个统一监管机构,以审批在大湾区进行的临床实验和药物,「政策支持对香港生物科技的发展起关键作用非常重要。」
醉心神经科学 致力贡献人类
上世纪90年代,香港经济急速发展,成为了亚洲区内金融中心。由于金融业成为较为吃香的行业,相关的学科如经济、会计和金融成为年青人争相报读的科目。翁教授回望九十年代他于浸大修读生物科时,科学研究不被社会所重视:「当时香港缺乏科研的环境和氛围,更遑论能否培育顶尖科学家」。
虽然科学这条路前景未明朗,但翁教授还是选修了他最爱的生物学: 「因为这科目太有趣味,人体的构造本身就是非常神奇,对于身体是如何运作仍有很多迷思。加上我在浸大三年级时进行了一项有关褪黑激素的独立研究,过程令我大开眼界,自那时开始神经科学成为我的兴趣和研究目标。」
翁教授指由于很多神经疾病属不治之症,这个问题令他更想找出答案。「神经系统是人体最重要的器官,它控制生理功能和心理反应,让身体觉知自身的存在。若脑部出现问题,身心必然无法正常运作。虽然全世界的科学家都在探讨神经疾病,而神经疾病的研究亦有过百年历史,不过人类对头脑的运作以及神经疾病的起因所知甚少。不少神经疾病,例如阿兹海默症,仍是不治之症。随着世界人口老化,我们可以预见神经疾病的发病率将有所增加,鉴于这个课题的重要性,我们必须找出疾病的成因以及根治的方法。」
就是这个原因,令翁教授在浸大修读完学士学位后继续攻读研究生课程,及后远赴英国牛津大学修读神经科学,在完成博士学位后回母校浸大开展一段成果丰硕的教研生涯。
薪火相传 以互动激发科研创意
「时代不同,现今我们的科研环境也截然不同,在政府的政策支持下,我们有研究资助和配对补助金的支持。浸大也有不少转变,从最初以教学为主,到今天教研并重,虽然浸大的规模不算大,但胜在人与人之间关系更密切,更容易推动跨学科合作和研究。做研究最重要是人才和资源,即使大学规模较小,但不等于不能做高端研究,所以我们同样可以拥有优势。」
历年来浸大培育了不少国际级知名的科学家如翁教授,而他的学生雷雅萍博士更是土生土长的知名科学家,他们师生共同创立荟新科技有限公司,致力开发生物医学技术造福人类。翁教授是如何做到薪火相传,培育出新一代的科学家? 「能否成为一位科学家取决于学生本身的资质和努力,家长式的教学方式已经行不通。」翁教授笑着说。
翁教授指无论是教学或科学研究,最重要是沟通。「在这数码时代,随时随地和合作团队或学生交流已非难事。当我们团队任何一个灵机一触,便可实时将新意念放上群组供自由讨论和脑力震荡,沟通形式可以非常随意,互相激发创意,加上人工智能及推送消息等技术,想知道日新月异的科技消息可谓完全不费功夫,世界让我们走得更快,但我们更要努力不懈,力求创新。」
*此访问稿于2022年刊登