陈凯先

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现任国家新药研究和开发专家委员会委员、中国科学院新药研究专家委员会委员、中国新医药博士联谊会理事长;中国药学会、上海市药学会、上海市分子科学研究会理事;中国药理学报、物理化学学报、中国医药工业杂志、分子科学学报、药学进展、药物化学杂志编委;被聘为浙江大学、上海交通大学、上海医科大学、中国药科大学、第二军医大学兼职教授。

 

陈凯先 - 简介

男,1945年生。药物化学家,中国科学院院士,上海中医药大学校长。中国科学院上海生命科学研究所研究员、

学术委员会主任、国家新药研究协调领导小组专家委员会委员、中国科学院新药研究专家委员会主任、国家重点基础研究发展规划(“973”计划)“基于基因功能的创新药物研究”首席科学家、科技部“十五”重大专项“创新药物和中药现代化”总体专家、上海科协副主席。1991年被国务院学位委员会授予“有突出贡献的中国博士学位获得者”称号,1994年被中国科学院评为“有突出贡献的中青年专家”,1997年被评为上海市“十大科技精英”,2001年荣获“863”计划个人突出贡献奖和何梁何利科技进步奖,曾荣获“上海市劳动模范”称号。

陈凯先 - 人生历程

1967年毕业于复旦大学。1978年9月考取中国科学院上海药物研究所研究生,1985年获博士学位,导师嵇汝运院

士。1985-1988年在巴黎生物物理化学研究所进行博士后研究。1990年5月晋升为研究员,中国科学院上海药物研究所研究员、博士生导师,他在药物设计和新药研究领域中踏实耕耘,和同事们一起发展和改进了药物分子设计的方法和技术,建立了利用计算机产生具有结构多样性的分子库及进行筛选的新方法。利用这些理论计算方法,他从分子和亚分子水平研究了药物与生物靶分子的相互作用,构建了一些重要受体的三维结构,提出了药物作用的分子位点。他积极开展基于药物与受体三维结构的药物设计研究,其中一些药物设计研究工作已在实践中得到验证,发现了多种有望发展成新药的化合物。这些具有创新性的比较系统的研究工作,为发展我国药物分子设计研究做出了重要贡献,也促进了药学、化学、物理学、生命科学和计算机科学的交叉。
陈凯先出任上海中医药大学校长。消息传出,业内外人士都感到十分突然。自认不懂中医的他,如何成为一所在国内外都有着一定知名度的中医药院校的领航人?是什么,让这位严谨的学者,跨越门户之隔,进入一个完全陌生的新领域?是什么,让这位忙碌的学者,已经过了年富力强的年龄,又开始新一轮的创新?“出任中医药大学的校长,起初并不是我自愿的。”陈凯先说,几乎他每次有关命运的选择和变化,一开始,都不是他自愿的,或者不是他心之所想的结果。他在中学时代最想学的是物理。可是1962年,他考上复旦大学物理二系,却被阴差阳错地分到了放射化学专业。1978年,陈凯先考上中科院上海生命科学院药物研究所的研究生,却被所里派去吉林大学学习需要高深数理基础的量子化学。1985年,在中科院取得博士学位的陈凯先前往法国巴黎生物物理化学研究所进行博士后研究时,既不懂法语,也不熟悉国外先进计算机的操作。再后来,只想静心搞科研的陈凯先却最终出任了中国科学院上海药物研究所的所长。
陈凯先说,他不是那种主动去争取什么的人。但是,只要让他做一件事,他会把这件事放在心上,努力做到最好。
就是凭着这种“要做什么,就要努力做好”的精神,陈凯先以超过别人几倍的努力,弥补了欠缺的数理基础,顺 利完成了研究生的学业;也是凭着这种精神,他让他的法国导师,对这个原本心存疑问的中国学生刮目相看,称他为“非常优秀的陈先生”;还是凭着这种精神,陈凯先和药物所的同事们共同努力,让上海药物研究所克服困难,不断发展,建立了国家新药筛选中心、药物代谢中心、药物安全性评价中心等一批创新药物研究平台,获得了科技部首批“973”项目等一批国家重大研究项目,成为上海市重要的药物创新基地。中共中央总书记、国家主席胡锦涛,全国人大常委会委员长吴邦国,全国政协主席贾庆林等党和国家领导人都曾先后到上海药物研究所视察。
2004年底,陈凯先在上海药物所第二任所长任期将满,复旦大学药学院积极联系他,有意请他出任院长之职。但是,此时上海市有关部门,却与中科院的领导商量,拟请陈凯先出任上海中医药大学校长。实际上,上海市的有关领导希望通过这一举措,推动科技与教育的交叉,推动上海的产学研结合,推动中医药现代化加速发展。“对中医,我100%不懂;对中药,我90%不懂”。起初陈凯先对此举顾虑重重。但在各方面的动员下,陈凯先再次“勉为其难”地上任了。

陈凯先 - 工作精神

“尽管我对中医中药知之甚少,但是我对中医药的科学性和价值,一直深信不疑。”他说


尽然没有系统学习过中医药,但从事现代药物研究的陈凯先对中医药的价值和作用却深有体会。
“实际上,跟中医药相关的事情,我都感兴趣。”在上海药物所多年的工作经历中,陈凯先清楚地看到,在上海药物所和全国许多单位新药研究的优异成果中,有相当大的比例来自于中药和天然药物。
早在上个世纪70年代,中国中医科学院(以前称中国中医研究院)等一批单位的研究人员,根据中医古籍中关于青蒿治疗疟疾的记载,开展了青蒿素的研究。上海药物研究所在此基础上,进行了青蒿素结构改造,发明了抗疟新药蒿甲醚,不但大幅降低了青蒿素用药后的复发率,而且克服了青蒿素本身溶解度差的缺点,成功地用于重症疟疾的抢救治疗。这样的范例,让陈凯先看到了中药的价值,也体会到挖掘提高中医药宝库的意义。
上个世纪90年代,上海药物所开展抗老年痴呆药物的研究。科研人员从草药千层塔中提取到一种新的生物碱——石杉碱甲。石杉碱甲是乙酰胆碱酯酶的选择性抑制剂,可用于治疗老年痴呆。这一研究,在国际上引起了很大的反响。陈凯先高兴地说:“本来中国的新药研究在国际上还比较落后,但这一发现,却使中国在这个领域走到了前头,国外许多研究单位纷纷模仿这个结构,进行药物研发。”此外,抗肿瘤药物研究、抗心血管药物的研究中,也有许多从中草药出发研究成功的例子。处于药物研发前沿的陈凯先,由此对中医药的科学性和其中蕴藏的巨大价值,深信不疑。
不仅如此,陈凯先以一个科学家的敏锐发现,新世纪生命科学和医学的发展,也出现了高度重视和借鉴传统医学的强劲趋势。

陈凯先认为,近年来兴起的前沿学科——系统生物学,在总体思路上可以说与中医理论的核心思想不谋而合。许多发达国家的生物科学专家对中医都抱着非常尊重的态度,对中医药的理论和实践怀有浓厚的兴趣。另一方面,当今生命科学领域另一个受到高度关注的新兴学科——化学生物学,也和中医药有密切联系。化学生物学注重通

过化学分子这一探针,来了解生命科学中的未知奥秘。中医药宝库积累了大量的以中药调节人体功能的经验,在化学生物学研究中可以发挥重要作用。陈凯先介绍说,近年来,我国学者在黄连素的研究中发现,黄连素具有降血脂的作用,其机制不同于他汀类降血脂药物,这有可能为发现具有新机制的降血脂药物开辟道路。这些事例说明,一方面,中医药学对系统生物学和化学生物学的发展可以提供宝贵的启示;另一方面,现代生命科学和医学的进展,无疑也将促进中医药学的提高。对于一直致力于药学、化学、物理学、生命科学和计算机科学的交叉融合工作的陈凯先来说,这当然是一项极富挑战、并大有可为的事业。

“在中医药发展的征程上,我要做一座桥。”
陈凯先的到任仿佛是在一池春水中,投入了一颗石子。观望者有之、期待者亦有之。
为了更深入地了解情况,上任伊始,陈凯先就到上海中医药大学名老中医家中挨个拜访,听取意见;此后,他召开了一次又一次的座谈会,与老中医谈、与科研人员谈、与教学骨干谈、与医护工作者谈。渐渐地,陈凯先和中医药大学的校领导形成了“两手抓、两手都要硬,实现跨越式发展”的思路。这一思路,不但被上海中医药界的老专家们看好,也让学校的师生们充满了期望。
所谓“两手抓”,就是一手抓中医药的保存和继承,一手抓中医药的现代化研究。对于第一手,陈凯先强调的是原汁原味地传承。就是要将老中医以及中医药本质的东西保护好、继承好,决不做把中医丢掉的事情,而要充分地发挥中医的特色和本色。而另一手,陈凯先强调的是在高层次上的合作,推动中医药和现代科技的交叉和结合。陈凯先认为,现在是上海中医药大学发展的关键时期。中医药大学已经从老城区搬到了张江高科技园区内,成为上海市规划的“张江药谷”的一部分。现在面临的重要课题就是要从外延的发展转到内涵的提高上,要努力提高其学术地位,充分发挥大学对经济发展和社会进步的推动作用。为了实现这个目标,必须建设高层次的人才队伍,产生高层次的研究成果,创造学科间的交叉和融合,以推动中医药学科发展。
通过陈凯先和有关各方面半年来的努力,上海中医药大学已经与中国科学院上海生命科学研究院签订了建立全面战略伙伴关系的协议,双方将在人才培养、科研产业化推动等方面进行全面合作。双方人员可以互相兼职,联合培养研究生,互相使用实验室,共同申请课题等,以构筑复合型人才培养基地。紧接着,陈凯先又和校领导班子一起,开始了跨越发展的第二个动作,与上海老字号中药企业雷允上集团合作,促进中医药产、学、研一体化,将中医药的发展融入到整个社会的发展中去,进一步体现中医药自身的价值。
每一次抉择,陈凯先都感压力巨大。但同时,陈凯先努力地将压力转为动力,又将动力最终转化为实力。在中医药发展的这一征程上,陈凯先将自己比喻成一座桥。而他已经开始凭借着自己多年来蓄积的能量,在中医药与其他学科之间,在产、学、研三方面,建起了一座四通八达的“立交桥”。

陈凯先 - 工作成就

1.计算机辅助药物分子设计的方法研究

先后发展了适用于较大分子体系的从头计算技术等多种理论计算方法。近年来,又进一步针对药物设计的一些重要环节,多方面发展了药物设计的理论方法,包括:提出了分子周围疏水作用力场三维分布的数学模型,阐明了

药物——受体结合过程中疏水性质的影响;建立了药物分子构象研究的新方法,包括药物分子的溶液构象搜寻方法和药物分子活性构象的搜寻方法;在分子力场分析法和构象叠合的基础上,提出了两种新的药效基团搜寻方法,提高了药效基团搜寻的效率和可靠性;研究了利用计算机建立具有结构多样性的分子库、并进行模拟筛选(通过与受体“对接”)的方法,在计算机模拟“组合化学”这一前沿的研究方向上显示了良好的前景。

2.从分子和亚分子水平探索药物作用的机制和构效关系的规律

开展了抗肿瘤药物与核酸相互作用的理论研究。研究的药物包括具有抗肿瘤活性的嵌插型抗生素等多种类型的二十余种药物,有十余篇论文发表在国外重要学术刊物上,被广为引用。尤其在柔红霉素的研究中,首次提出该类药物对DNA碱基序列产生选择性的分子机制,指出这种选择性不是在两对碱基的水平上而是至少必须在三对碱基的水平上才能表达,并预测了它与DNA结合的最佳碱基顺序。论文发表后,英国剑桥大学和美国密西西比医学中心大学的科学家进行实验加以核对,结果完全证实论文的结论和预测。

开展了多环芳烃最终致癌物的致癌活性与立体构型关系的研究。研究结果指出:其致癌活性主要取决于它的两个醇羟基的构型,醇羟基处于平伏键将导致很强的致癌活性,并从分子静电势的特征对此作了解释。这一工作在国际会议上作大会报告。

此外,在若干抗肿瘤药物的构效关系研究中,根据化合物构象分析和药效基团搜寻的结果,建立了三维定量构效关系的模型,以此为指导进行化合物分子结构改造的设计。

3.基于药物与受体三维结构的合理药物设计研究

在药物和受体(蛋白质、核酸?)三维结构基础上的计算机辅助药物分子设计研究,是国际上近年来引人注目、发展很快的领域。

左旋氧氟沙星是优良的喹诺酮类抗菌药物。我们采用CoMFA方法对该化合物的类似物进行三维定量构效关系研究,预测了高活性化合物的结构要求。在此基础上,设计了一些新化合物。经合成和药理测试,发现其中3个新化合物对一些重要致病菌的抑制活性超过氧氟沙星。现已申请专利。

银杏内酯已被用作心血管药物。我们和有关课题组合作对银杏内酯类化合物进行了三维定量构效关系分析,提出了银杏内酯作用受体的假想模型,设计了新的银杏内酯类似物。经合成与药理测试,发现所设计的化合物中有两个比银杏内酯的活性提高2至4倍。

阿片和多巴胺两类受体是国际研究的热点,其三维结构至今还未能用实验方法测定。我们用同源蛋白模建方法构建了阿片μ-和δ-受体及多巴胺D1和D2受体的三维结构,从电子结构层次研究了这些受体的激动剂或阻滞剂的作用机理,提出了受体的作用位点和药物的药效基团。同时,在离子通道分子模拟方面的研究工作成功地解释了通道

离子选择性和通道调控药物的作用机制。这些工作为受体研究和分子设计提供了有价值的基础。

此外,还开展了石蒜内铵类抗肿瘤药物、凝血酶小分子抑制剂和石杉碱甲类乙酰胆碱酯酶抑制剂的分子设计研究,并成功地用2D--NMR技术直接测定药物——核酸复合物的溶液构象。

迄今为止发表论文70余篇。其中关于大分子的量子化学从头不计算方法和技术的研究成果,获得中国科学院科技进步二等奖(1986);关于柔红霉素与DNA相互作用的研究成果,获1986年度尼纳·舒可伦奖(法国);基于蛋白质和核酸三维结构的药物分子设计的研究成果,获中国科学院自然科学二等奖(1997);此外,还曾获中国药学会青年科技奖等奖励。1991年被国务院学位委员会授予“有突出贡献的中国博士学位获得者”称号,1994年被中国科学院评为“有突出贡献的中青年专家”。1997年被评为上海市“十大科技精英”。

陈凯先 - 主要科研项目

1.创新药物研究的现代理论与方法

攀登计划预选项目,项目主持人

计算机辅助药物分子设计的若干方法与应用研究

攀登计划预选项目子项目,项目负责人

2.基于AchE三维结构的药物设计

“863"项目,项目负责人

3.新型乙酰胆碱酯酶抑制剂的药物分子设计研究

国家自然科学基金项目,项目负责人

4.基于生物大分子和配体相互作用的药物分子设计

上海市科委项目,项目负责人

 

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