2026 年 9 月 22 日,美国伦斯勒理工学院Jonathan DORDICK 教授应邀主讲理大高等研究院杰出讲座,题为「生物分子工程与材料科学的交会:开拓创新治疗方案」。活动吸引逾90位人士现场出席,并于多个社交媒体平台录得约14,000人次在线观看。
讲座中,Dordick 教授深入剖析当前生物制药在制造、成本及监管方面所面临的关键瓶颈,并阐述全球肝素供应链的潜在隐忧。肝素被世界卫生组织列为抗凝血与心血管手术不可或缺的基本药物,然而其传统生产方式长期依赖猪小肠来源,因此容易受到供应短缺及污染风险的影响。透过生物分子工程与材料科学的结合,研究人员得以开发安全、无动物源成分的替代方案,为取代这种传统药物提供切实可行的途径。
为实现此目标,Dordick 教授团队研发出一套可大规模生产的无细胞生物工程肝素(Bioengineered Heparin,BEH)制程。研究团队运用计算蛋白质工程及跨膜结构域截短技术,成功克服了大肠杆菌(E. coli)在表达生物合成酶时面临的表达效率与溶解度难题。纯化后的酵素经共价固定于固体载体上,透过生物催化将 N-磺基类肝素(N-sulfoheparosan)转化为 BEH 及低分子量依诺肝素(enoxaparin)。化学分析证实,相关产品完全符合美国药典(United States Pharmacopeia,USP)标准,而该生物制程亦展现出商业规模生产的潜力,年产量有望达近 1,000 公斤。
随后,Dordick 教授将话题延伸至远程调控疗法,展示了材料科学如何与合成生物学融合,以非侵入方式精准调控细胞功能。团队经基因工程改造哺乳动物细胞,使其同时表达储铁蛋白(ferritin)与 TRPV1 离子通道。当暴露于交变磁场(约 500 kHz)时,储铁蛋白核心会产生活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS),进而活化邻近的 TRPV1 通道,引发钙离子内流,最终驱动包括胰岛素在内的治疗性基因表达。该技术平台已在体外及动物模型中完成验证,印证了生物工程在实现「按需精准医疗」方面的庞大潜力。
讲座最后设有问答环节,由理大协理副校长(研究)王钻开教授主持。与会者踊跃提问,与Dordick教授展开热烈而深入的交流讨论。
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| 主题 | 香港理工大学高等研究院杰出学人讲座系列 |
|---|---|
| 研究部门 | 香港理工大学高等研究院 |
Jonathan DORDICK 教授
美国国家工程院院士
美国伦斯勒理工学院
副校长(策略伙伴关系及知识转移)
化学与生物工程学讲座教授及生物科学系教授
Jonathan S. Dordick教授,美国伦斯勒理工学院(Rensselaer Polytechnic Institute, RPI)化学与生物工程学讲座教授及生物科学系教授,同时兼任该校副校长(策略伙伴关系及知识转移)。他持有美国布兰戴斯大学(Brandeis University)生物化学与化学学士学位,以及麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology,MIT)生化工程博士学位。 Dordick教授在蛋白质科学与酵素技术、生物制造以及药物研发领域作出奠基性贡献。他率先开发多项创新的生物制造技术,用于治疗性蛋白质、核酸及多糖体的生产,并运用生物分子发现与工程技术,推动传染病、神经系统疾病、抗凝血治疗,以及高灵敏度即时检测生物感测器等领域的临床转化与应用。 Dordick教授为美国国家工程院院士及美国国家发明家学院院士,并获葡萄牙里斯本大学颁授荣誉博士学位。其卓越科研成就亦获得多项国际学术及专业学会奖项的肯定。此外,Dordick教授曾创立六家科技与生物技术公司,迄今发表超过460篇学术论文,并为50余项专利的发明人或共同发明人。
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