马大为:一半科研经费来自企业

作者:黄金萍  来源:i科创力  时间:2022-11-09

来源  i科创力

作者  黄金萍

编辑  罗仙仙


▲ 马大为在实验室(图片由受访者提供)

马大为说自己爱打牌,桥牌、拖拉机、争上游、掼蛋,什么牌都可以打。


事实上,他半年都难得打一次牌,平时最多的休闲活动是散步,更多时间扎进了文献堆、实验室。


这位1963年出生于中国河南的化学家,多数时候不按常理出牌。


他少年时代的英雄是数学家,也梦想成为一名数学家,然而高考发挥失常,让他去到了化学系,成为一位化学家。


1994年,他从美国留学归来,任职于中科院上海有机化学研究所,从事有机合成和药物化学研究。这是由中国政府创办、中国自然科学的最高学术机构,可他最早、最重要的科研成果,并非来自政府经费支持的科研项目,而是一个合作单位的100克活性化合物的制备需求。


2021年以前,他的全部科研生涯都在中科院上海有机化学研究所,58岁的时候忽然转去深圳的南方科技大学建立了新实验室。


“你们单位是不是还有另外一位‘马’?”马大为时不时会收到外国同行的好奇打听。


这两位“马”,其实都是同一个马大为,同时在做两个领域的研究。


马大为最为人称道的成就,是突破了乌尔曼反应所需高温、强碱、使用大剂量催化剂等苛刻条件和普适性差的局限,发展了氨基酸和草酰二胺两代配体,在此基础上发展的一系列催化偶联反应已经得到数千次应用,被国际同行评价为“现代药物发现最常用的方法之一”,“每天都要用的反应”。


德国化学家 Fritz Ullmann 在1901年发现乌尔曼反应,是形成芳基-杂原子键的最重要的方法之一,但是原来苛刻的条件限制了它的应用。马大为和其他国际同行的努力大大改进了这个反应,使其在有机合成、医药、农产品、染料以及有机导体、半导体等方面有广泛应用。


马大为仍在继续探寻更高效的第三代催化配体,而催化偶联反应研究仅占到他全部研究工作的三分之一,他更多的时间用于天然产物全合成和药物化学。他发展了以分子内氧化偶联为代表的一系列合成策略,完成了六十余个复杂天然产物的合成;在药物化学方面,他研发了具有治疗神经退行性疾病作用的细胞坏死抑制剂、治疗肺癌的新型EGFR抑制剂,都已进入临床阶段。


中国科学院的2019年度杰出科技成就奖,对马大为的主要科技贡献描述为:在合成方法学和生物活性分子的高效创制方面做出系统性和原创性的贡献;为中国合成化学的发展做出了基础性贡献。


马大为的科研成就很多源自、受益于产业端的需求。他算了算,过去二十多年里,自己的研究经费约有一半来自企业。他呼吁年轻研究人员多与产业互动,同时并不讳言目前基础研究队伍膨胀过快,有很多研究成果不可转化。


尽管中国自2013年起连续成为全球第二大研发投入国,相比美国、日本等国家15%-20%的基础研究投入占比,中国的基础研究投入占比一直较少,2021年取得史上最高成绩是6.5%,应用研究占比常年在11%左右,试验发展则在82%以上——它们多数是由企业在投。


同时,越来越多的中国企业开始涉足基础研究,政府也出台了相应的鼓励政策。2022年10月,中国财政部公布了一项关于企业投入基础研究的税收优惠政策,对企业出资给非营利性科研机构、高等学校和政府性自然科学基金用于基础研究的支出,可按实际发生额按100%在税前加计扣除。


马大为的经历,可能是中国科研故事的另一面。来自产业端的需求,能否推动中国在基础研究和应用研究走得更远?是否中国科创的未来潜能所在?


2022年10月末,南方周末记者采访了中国科学院院士、中科院上海有机化学研究所研究员、南方科技大学化学系讲席教授马大为,以下是对话内容:


 大部分成果不可转化  

南方周末:有人统计了你发表的论文,迄今为止超过300篇,这一数字是否准确?对这些论文报告的研究发现,你对它们的应用、转化情况是否满意?


马大为:完全是由我自己写的、从头到尾组织的应该不到300篇,大概260-270篇,和许多同行相比数量并不多。论文工作的应用分实验室用途和商业化用途两种,实验室用的大约有50篇,应用量比较大,有几千次。但是只有6篇论文的工作被用于真正商业化、进入工业化生产。目前我对这个结果还是满意的。在我们这个领域,能有那么一个成果转化、上生产,都很不容易。



南方周末:为什么转化这么难?


马大为:写一篇科学论文,你可能只需要考虑一两个指标,有特色,比前人的工作有进步,研究就结束了;但要把一个科学发现变成产品,可能要考虑几十个指标,任何指标不能满足就可能夭折,难度更大,要克服的问题更多。这也是科研和转化之间落差大的一个重要原因。


我们不是不想做成果转化,我在想,年轻学者也想。转化可以带来经济上的好处,很多人都有冲动。按照我们现在的科技成果转化奖励政策,大部分的收益归个人,税收也有优待,我觉得很难找到比这更好的政策了。我们的问题在于,大部分研究成果是不可转化的。


我们做科研,不单单要考虑自己的兴趣、好奇,也要结合社会需求和用户需求,把科研做到一定的高度,大家自然而然就会接受。如果能把你研究的东西做得像傻瓜相机一样好用、大家都愿意用,商业化的可能就多了。


 100克的制备需求  

南方周末:乌尔曼反应,当初是如何进入你研究视野的?


马大为:我们的合作伙伴,希望我们制备一个用于抗乳腺癌的活性化合物,需要100克。如果是做细胞实验,只需要几毫克,完全不用考虑成本,但数量大了,按照过去的技术路线来制备,成本会非常高,这逼着我们去想有没有其他可能的路线。


这个更经济的路线就是利用天然氨基酸和芳基卤代物偶联来制备关键中间体,为了实现这个转化我们筛选了很多催化剂,最后发现用一个经典的乌尔曼反应的催化剂(也就是铜)就可以实现。在这个过程中,我们猜想氨基酸跟铜结合、加速了铜催化反应,这可能是我们反应不需要高温、也不需要太多的铜催化剂的原因。这可以说是一个很偶然的发现。


基础研究是没办法预测的,这也是它的魅力所在。有时候可能就是你因为有其他需求,很偶然地走到了那个地方,发现那边有条新的道路。已经走到那个地方了,要是我们没有发现它,倒是我们的失误了。



南方周末:这个发现的由头确实让人意外。你们最早在1998年的论文中报告了这一发现,后来它是如何应用到产业的呢?


马大为:我们本来就希望这样一个反应能用于实践,不单单我们可以用,其他人也可以用。1998-2003年,我们发表了一系列论文,也没有刻意推广,后来有人看到我们的论文并把部分工作用于工业生产,后来还发表了论文介绍他们使用我们催化体系发展的制药工艺,一家荷兰公司、一家爱尔兰公司,在论文里向我们致谢。


我们申请了中国专利,但当时经费有限,没有申请外国专利。后来一家日本公司有意使用这个方法,特意来询问我专利情况,得知我们没有国际专利时,就说可以放心使用了。


这也是基础研究的一个特点吧,论文公开发表以后大家都可以使用,我们也经常使用国外科学家公开发表的成果来生产所需要的化合物。我也很高兴,我们的成果也能够让其他科学家、企业使用,也算是我们对这个领域的贡献吧。



南方周末:后来你们发现第二代的铜和草酰二胺的催化体系,也是以同样的方式转化吗?


马大为:我们原来是偶然走到了这个领域,后来发现这个领域这么重要,大家都喜欢用我们的催化体系做他们研究的工具,就想着如何把这个工具做得更好,提升催化活性、可用性,让大家用起来更方便。


2005年开始继续实验,2015年我们才找到第二代催化剂。这次在发表论文之前,我们就申请了国际专利,同时也开放授权,也不指望这个催化剂能够赚多少钱,而是希望大家能够去用。如果产品利润好,可以分我们一点专利费用,如果不好也没关系,使用的时候能让我们知道就好了。


催化剂,就像是做菜时用的味精一样,经常要用到但量不大。有一些公司需要使用我们的催化剂,但自己不生产,于是2018年底我们成立了一个公司来生产催化剂,推广它的工业化使用。同时我们也使用自己的催化剂开发药物的创新生产工艺,现在已经做了好几个上吨级的工业化生产了。这也是一个从基础研究到产业化的例子,主动权在我们自己手里,推广也更快一点,同时我们也可以从中获得收益。



南方周末:乌尔曼反应的最早发现是在1901年,有机化学发展起来之后才有了产业应用,而从你这两代催化体系的产业化情况来看,转化速度越来越快。


马大为:是的,有些科研成果,可能等到原创者去世了,才会进入产业应用、走进日常生活。现在这样的循环越来越快了。除非你做的是很早期的研究,我们大部分人做的都是实验科学,你用到的原材料、设备都是跟这个社会密切相关的,你只要了解社会需求,你的成果在某个方面有改进、对社会有帮助,就是一个很大的贡献。


当然,这里面也有一个悖论。你一开始可能根本就不知道有什么样的需求,你没考虑这个,转化就比较难了。


像我们第二代催化体系,第一篇论文发表在2015年,更多的论文是最近5年发表的,现在基于这些论文的结果已经有三个产品在进行工业化生产了,利用我们催化技术生产的药片已经被患者服用。


  把“问题”变成“课题”  

南方周末:这样的转化速度,与你个人比较了解业界需求、与业界互动是否有关?


马大为:现在全球有30%-40%的化学药物在中国制造,将来可能还会有更多,在这个大背景下,如果没有我们中国人在原创生产工艺和能够工业化的反应方面做一些贡献,也说不过去。


中国有这么好的产业场景,我们随时随地可以去企业看、了解他们的需求。企业可能会提10个甚至50个不同需求,我可能当时一个都解决不了,但是我知道了这个需求之后,过了一年甚至五年,忽然有了一个主意,可能解决他的一个问题。这不就是一个很好的循环吗?


二十多年前我就开始这么做了。刚回国的时候,国家科研经费有限。过去这二十多年,我拿到的政府研究经费在行业平均数以下,但是并不感到缺钱,主要是我的研究经费大约有一半都是从企业来的。


在90年代,江浙一带已经有很多外向型的制药企业、产品出口到国外,技术方面要参与国际竞争,肯定有自己的独到之处。现在发展得就更好了。我一直跟年轻人讲,千万不要想着自己做的就是高精尖的东西,很多企业早就在做了,早去跟这些企业接触,就能了解很多东西。



南方周末:这和大多数人想象的不太一样。


马大为:可能在大众眼里,我们这些做科研的,就是钻在大学、研究所的象牙塔里,但其实我们做研究用的材料、设备、经费都来自社会,我们也应该给社会一些看得见、摸得着的贡献。


和企业接触时间长了以后,我们发现他们生产中遇到的很多问题,是完全可以上升到基础科学的问题,需要花很多时间、精力来解决。


我在美国留学的时候,发现很多教授也是这么做的,经常去企业交流,知道了企业需求之后回来就变成自己的研究课题了,这些课题比你凭空想象的那些问题可能切合实际,也更重要。


▲ 马大为和学生在实验室(图片由受访者提供)


南方周末:那你最早是如何开启和产业的互动呢?


马大为:一开始是企业来找我们,后来我们也自己到很多企业去交流。再后来我自己也培养了很多学生,有几十个在高校,大部分在企业做技术工作,我们经常有聚会,他们有问题也很乐意来问我,这对我来说也是一个很重要的循环,对我的科研很有启发。



南方周末:科学家创业,是科研和应用结合起来的好方式吗?


马大为:这应该是一个很重要的出路吧。当然,科学家创业,不是说什么都自己来,还是要找职业经理人来运营。我自己也创立了公司,但是我可能一个月都不去一次公司,我主要负责它的发展战略和技术方向,具体经营有专门的团队负责,我不需要知道公司有多少产品、在哪里生产、具体客户是谁。


  人才去哪了?  

南方周末:科研成果要更好地转化为社会生产力,还可以从哪些方面优化?


马大为:我一直鼓励年轻人要跟不同行业交流,去产业界交流,了解社会、行业需求,了解的多了以后可能你对自己的研究就有不同看法了。否则,大家都在一个自己领域的小胡同里转来转去,不知道外边的天地有多大。


按个人兴趣,可做的研究非常多,一辈子也做不完。如果能按照产业需求来做些有导向的研究,它的影响、重要性会更大一些。


此外,立课题的时候,你要考虑时机,如果不考虑时机,转化的可能性有限。


我觉得现在的科研体系有一个很大的误区。基础研究,只能是少量的人做,如果让这部分人不用为经费和生活发愁,他们的科研品位会更高一些,不去做过多跟风的事情。而我们现在做基础研究的科研队伍膨胀得太快。我们办了很多研究型大学,每个研究型大学又招了很多博士,大家都觉得当大学老师体面、是铁饭碗。


我对很多年轻人讲,这可能是个坑,假如自己的研究发展不起来,你这辈子可能就陷在那里了。你有现在的聪明才智,早点去一个成长性好的公司,将来你对这个社会的贡献、你的待遇都会好很多。


这些年,我们诞生了很多高技术的企业,需要大量硕士、博士人才,去发挥更好的作用,把高技术研发带起来。国外大公司里也有很多厉害的硕士、博士,从事的研究,难度一点都不亚于我们大学的研究,现在中国很多科研型公司也发展到这个程度了。


但高新技术企业招不到心仪的人才,即使你给的工资比大学老师高几倍,但是很多人还是想到有铁饭碗的地方去。我还是想多呼吁,让更多人能醒悟过来。


我自己也在经营公司,我们现在用同样的甚至比美国更高的工资,招不来和美国同样水平的研发人员。看起来我们培养了很多人,但是人才不知道到哪里去了。有些去考公务员了,还有些博士去中学当老师了。



南方周末:可在企业做研发也有另外的问题,南方周末科创力研究中心最近统计了A股上市公司研发人员的数据,就发现40岁以上的研发人员数量,在企业断层式减少。


马大为:那些有成长性、有追求的企业,还是希望能够招到合适的研发人员,也希望在公司发展过程中把人才培养起来。


假如人到中年还没有进入管理层、没有发挥很大的作用、你的认知水平和能力经过十年还没有很大的提高,公司可能会考虑人员的去留问题,这在一个竞争性社会、在任何职场都会出现。


这可能也是大家更愿意找铁饭碗的重要原因吧,他感到稳定。


但是,这辈子都能够看到天花板的事,我还是建议千万不要再做了,因为这没什么意思。


现在社会发展很快,信息化时代知识更新也很快,任何人、任何时候,你不努力,就会被抛弃。我现在也花很多时间看各种文献,去学习新技术,否则也是会落伍的。


▲ 马大为在南方科技大学校园(图片由受访者提供)


南方周末:你在中科院上海研究所工作了二十多年,2021年初加入南方科技大学,是为了寻找研究新灵感?


马大为:有这个考虑,在一个地方待久了,可能思想、思路、研究模式会固化,深圳给我提供一个新的机会,南方科技大学有一批不同专业的同行,也许能碰撞出新的火花。


在我自己的科研生涯里,在催化反应方面花的时间可能不到三分之一,我感到自己很幸运,我还想继续做更高效的第三代的催化剂,使我们的偶联反应得到更多的产业化应用。另外,我还在做天然产物合成,这是一个更烧脑的事儿。


我们已经发现了一个天然抗肿瘤药物的创新生产工艺,以目前最便宜、方便的生产方式做到产业化。同时,我们也在与人合作一些化学生物和新药发现,当然这是一个很漫长的过程,偶然性也很大。这对我来说是一个挑战,我也很喜欢挑战。



南方周末:对比你刚回国时候,现在中国的科研环境,有哪些机会和挑战?


马大为:90年代,中国的科研有些青黄不接,我们那时候的年轻人,目标就是能够把老先生们的工作继承下来就不错了,当然能够稍微发扬光大就更好了。


没想到,二十多年后我们能够真正站到世界舞台上参与竞争,这让我们很自豪。当然,接下来我们的基础研究和高技术发展要全面达到国际一流,还有很长的路要走,我们需要找准方向、找更好的工作方法,不可能像过去那样粗放式发展,需要有很好的顶层设计、不同学科的共同合作和研究人员深入持久的探索,因为别人也都是这么走过来的,想实现跳跃式发展的可能性很小。


(本次采访得到香港未来科学大奖基金会、香港科学院的支持,在此特别致谢!)


原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/m9C8DsBbnvHexgCKdI781Q

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