对话中国工程院院士、黄曲霉毒素高灵敏检测技术创建者李培武研究

发布日期:2021-09-14 15:12   来源:未知   阅读:

  近日,Toxins 期刊前往了中国农业科学院油料作物研究所,荣幸邀请到李培武院士接受期刊的采访。2021年Toxins创刊的第13年,期刊于近年有了许多进步和发展,这些都离不开各位学者的大力支持。此次拜访,李院士从作者、审稿人、期刊学术顾问的角度出发,为Toxins期刊的长远发展以及未来毒素研究领域的前沿热点提出了指导性意见。

  中国工程院院士,中国农业科学院油料作物研究所研究员,国家农业检测基准实验室 (生物毒素)、农业农村部生物毒素检测重点实验室和农业农村部油料产品质量安全风险评估实验室 (武汉) 主任,兼任农业农村部农产品质量安全专家组生物毒素组组长,GCIRC理事,FAO/WHO JECFA专家。

  成就及贡献:国家技术发明和国家科技进步二等奖3项,湖北省发明一等奖1项;中国发明专利42件,欧美日等专利11件;制定国家和行业标准40项;第一或通讯作者发表论文255篇,其中SCI收录111篇,主、参编著12部;建成国家及省部级创新与推广平台4个,推动了农产品质量安全学科发展。

  Q:您长期从事粮油质量安全研究,在粮油生物毒素检测与控制研究方面取得重要成果。能给我们介绍一下现阶段这一领域研究的热点方向吗?

  现阶段粮油生物毒素检测与控制方面主要集中在两个方向,一个大的方向是毒素及其产毒菌的识别、检测、监测,另一方向是粮油产业全链条、全程的毒素控制理论、技术与标准体系。重点聚焦在如何及时发现毒素风险和如何实现绿色安全高效的控制。我们希望可以从技术上,同步发展检测 (Detection)、监测 (Monitoring)、阻控 (Prevention)、减控 (Reduction),最终达到全程控制 (Control) 的目的。

  Q:黄曲霉毒素是广泛污染农产品的一种真菌毒素,对人体危害极大,由您创建的黄曲霉毒素高灵敏检测技术打破了国外技术垄断,在当时国内该领域的技术现状是怎样的,您所在的团队为攻克这个难题作出了怎样的努力?

  上世纪70、80年代,国外发明了单克隆抗体技术成为研究热点,建立了放射免疫法、酶联免疫法等,当时国内在该领域处于落后甚至空白状态,市场长期处于国外垄断。之后国际国内毒素的检测技术都处于缓慢发展的状态。我们开始研发时,面临了三大瓶颈问题:(1) 由于黄曲霉毒素不同于一般抗原,毒性极强、杂交瘤在筛选中极易衰亡丢失,选育难度大;(2) 免疫活性位点不明,抗体亲和力低的问题一直没有突破;(3) 现场检测灵敏度低及假阳性率高。

  针对上述问题,我们团队经过近20年的持续攻关,创建了黄曲霉毒素高灵敏检测技术,实现了产业化,在农产品与食品安全领域得到了广泛应用,解决了检测灵敏低的难题,为减少污染损失和保障消费安全作出了重要贡献。

  Q:针对黄曲霉毒素的检测,目前还有哪些超灵敏,高通量的检测方法,该领域未来的发展方向是怎样的?

  为了取得黄曲霉毒素的检测灵敏度的突破,我们在此项研究上耕耘近20年。黄曲霉毒素时间分辨荧光高灵敏检测技术、纳米金同步检测技术、免疫亲和荧光检测技术等已经取得了突破性的发展,目前在市面上十分常见、流行,被广泛地应用。此外,有关黄曲霉毒素高灵敏检测技术报道不胜枚举,我也非常希望这些技术将来都能够出现在市场上,来满足不同用户、不同检测目的、不同使用场景的检测需求,为保障消费安全和促进产业发展做贡献。

  毒素高灵敏检测领域未来发展方向主要体现在三个方面:一是从对象上。我们要关注的不仅是已知毒素,未知世界中仍有很多值得我们持续关注,比如毒素发生前的风险标志物。这就类似于癌症的早期诊断,目的是为早防早控提供科学依据,并赢得宝贵时间;二是从技术支撑材料上,耐受有机溶剂、高温等恶劣环境条件,更加稳定、可靠的识别材料、标记材料都将促进技术的进一步发展;三是从技术的外延看,毒素检测技术一定不能孤立于信息时代,而是需要与智慧检测、智能感知、大数据、区块链,甚至北斗系统等信息科技相融合,这是必然发展趋势。当然还有其他方面,但总体说来,可以用5个“S”来概括:Sensitivity (灵敏)、Specificity (特异)、Speed (快速)、Small (小巧)、Simultaneousness(同步)。

  Q:您觉得在黄曲霉毒素防治的研究中,我们当前还面临着哪些挑战?生物防治法作为一种安全有效的抑制策略,它的应用前景如何?

  生物防治是非常有应用前景的,在发达国家和我们国家都不乏成功的经验。在黄曲霉毒素生物防治的研究中,我们当前至少还面临着两方面挑战:一方面,很多生防机制机理及有效物质基础尚未明晰,缺乏新的理论突破;另一方面,高效、广适、安全合法的生防制剂匮乏,虽然目前可采用不产毒的黄曲霉菌防治产毒黄曲霉菌,但这个方法存在应用区域窄的局限性,想要成功的应用,还需要结合我国典型产区的实际情况如微生物种群的分布特点等,建立科学的生防体系。

  Q:您在前不久召开的“生物毒素研究”青年论坛中做了精彩报告,并强调解决好危害大且难以避免的生物毒素污染问题尤为重要,引起了与会专家学者的极大兴趣。可以给我们介绍一下您目前的工作重点与未来的研究方向吗?

  一方面,针对如何发现毒素风险,科学指导生产与消费的问题:(1) 创制新材料、新装置,研发智慧检测系统,如结合高灵敏识别、香港马合开奘结果直播49494,大数据甚至北斗系统等智慧检测体系;(2) 研究大尺度与分子预警,如建立不同气候、维度、典型产区等广适性生物毒素预警模型,以及基于毒素发生前标识物的分子预警技术。

  另一方面,针对如何实现毒素的绿色安全高效控制,推动产品高价值利用和产业高质量发展:(3) 探索绿色阻控与消减理论,研发如绿色、安全和可持续的生物防控、毒素太阳能催化绿色消减等;(4) 推进标准化示范应用,研制毒素全程控制标准体系。

  Q:国内生物毒素领域已经走到国际前列,科技的进步和创新离不开人才的培养,在青年学者培养方面您有一些心得体会可以向大家分享吗?

  青年科技人才是科技创新的生力军,是未来科技队伍的中坚力量。首先,要培养他们的视野和认知,要立足于国家需求和产业需求,瞄准和坚定方向,坚持创新,自立自强;其次,培养合作和交流能力,思想的火花碰撞,往往是创新的源泉。把握与同行专家的合作与交流的机会,明晰自己的研究目标,既可以开拓视野,又能够激发潜能;我们作为学科带头人、团队首席、及研究生导师,也要善于发现青年学者的优点,好马配好鞍,发挥其特长,运用其专业优势,干专业的事,解决专业的问题;最后,应制定激励目标、建立培养途径和考核体系,给予优秀新进年轻员工更多帮助和支持,通过单位和团队的共同配合,培养好人才梯度。

  Q:您与Antonio Logrieco教授等人在Toxins期刊共同担任两届MycoKey国际会议特刊的客编,能分享一下您担任客座编辑的初衷和感受吗?您对开放获取期刊未来的发展有哪些期许?

  首先感谢贵刊给予这次宝贵的机会,在担任客座编辑之前,我站在作者和审稿人的角度审视Toxins期刊,期刊的发文水准与速度是值得认可的,也赞许审稿流程和审稿报告的质量。作为学者看来,Toxins是专注于毒素领域的专业性核心期刊,我们乐意支持。

  现在,在担任客座编辑的过程中收获很多:(1) 加强了与Antonio Logrieco教授等知名专家的交流,加深了对国际研究前沿和热点的了解;(2) 通过对稿件审阅和编辑操作等流程的深入了解,感受到杂志科学、客观和公平的理念;(3) 深层次感受了不同国家、不同专业和不同文化底蕴等对写作、分析问题和解决问题的差异,也感受到了咱们毒素研究的不断发展,而我们自身的研究也需要不断的创新。

  随着期刊影响力的不断提升,我认为未来开放获取期刊的发展是潜力无限的,毒素研究有一个庞大的团体,来自世界各国的研究学者组成,当然目前杂志竞争也非常激烈。希望期刊在新媒体时代,顺应时代的发展,不断地进行改革与创新,在激烈的竞争中稳中求进,越办越好。