Наука и технологии России

Вход Регистрация

Химия с выходом на природу

Удастся ли превзойти природу химикам, мастерящим органические молекулы? Что ждёт фармацевтическую промышленность России? Боится ли Академия наук министерского аудита? Об этом в интервью с лауреатом Государственной премии России 2011 года академиком РАН Валерием Чарушиным.

Валерий_Чарушин Академик РАН Валерий Чарушин: «Природа – лучший синтетик. Превзойти природу пока никому не удалось»

Справка STRF.ru:
Валерий Николаевич Чарушин – председатель президиума Уральского отделения РАН, директор Института органического синтеза имени И.Я. Постовского, лауреат Государственной премии РФ «за крупный вклад в развитие органического синтеза, разработку инновационных технологий производства лекарственных средств и материалов, в том числе специального назначения»

Мини-лекция академика Чарушина о бесхлорной химии

Однажды вы обмолвились, что уже к середине нынешнего века люди будут жить 120130 лет. Это была фигура речи, гипербола, или вы действительно так считаете?

– Мне кажется, корреспонденты при обработке текста немного исказили смысл. Речь шла о том, что продолжительность жизни постепенно возрастает. И предел человеческой жизни не 80–100 лет, а выше. Думаю, если бы медицина была более совершенна, а человек использовал все её достижения и жил в экологически чистых условиях, наверно, было бы возможным жить дольше века. Но я никогда не ставил целью делать какие-то сенсационные утверждения на этот счёт. Как обычно, журналисты всё переиначили.

Я однажды давал интервью ИТАР-ТАСС. Мы обсуждали проблему создания виртуального сердца. После чего в одной из наших газет я обнаружил заголовок: «Академик Чарушин утверждает, что человеческое сердце за год перекачивает Верх-Исетский пруд крови». (Объём – больше 40 миллионов кубометров. – STRF.ru)

Неточностей в прессе много, я к ним отношусь в целом спокойно, хотя иногда встречаются такие оплошности, за которые обидно. Например, в связи с Госпремией и «Комсомольская правда» на Урале, и наша областная газета отличились. Ещё премию не успели вручить, а они уже написали: «Уральские учёные-фармакологи получили по 5 миллионов рублей». Какие фармакологи? Мы же химики! А денежное вознаграждение этого объёма выдано не каждому, как утверждалось в прессе, а разделилось поровну между тремя лауреатами.

Разработанный нами препарат «Триазавирин» журналисты постоянно называют вакциной или антибиотиком. Причём эта ошибка попадает в СМИ постоянно, хотя мы неоднократно пытались объяснить, что «Триазавирин» – это синтетический препарат. Аналогичная ошибка делается в отношении фторхинолонов, которые к антибиотикам никакого отношения не имеют, хотя лечат те же болезни. Антибиотики – это продукты жизнедеятельности бактерий (правда, часто химически модифицированные), способные подавлять действие других бактерий. Иными словами, это продукты биотехнологии. А фторхинолоны – продукты исключительно синтетические. Поскольку потребителю важен не процесс получения, а результат – действует препарат или не действует, – фторхинолоны часто называют антибиотиками. Приходится с этим мириться.

Биотехнологические вещества обычно эффективнее синтетических?

– Природа – лучший синтетик. Превзойти природу пока никому не удалось. Но мы к этому стремимся.

Офлоксацин_схема
Формула офлоксацина

Левофлоксацин_схема
Формула левофлоксацина

Биохимические реакции в организме протекают с высокой энантиоселективностью. Объяснить это просто. У нас есть левая и правая рука, они зеркальны, но несовместимы в пространстве. Точно так же существуют зеркальные молекулы, например L- и D-аминокислоты. Человеческие белки построены исключительно из L-аминокислот, а D-аминокислоты не используются, поскольку они имеют другую конфигурацию в пространстве. Точно так же и лекарства должны быть стереоорганизованы по принципу «ключ – замок». Химический препарат находит биологический субстрат только в том случае, если имеет нужную конфигурацию в пространстве.

В США Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов (U.S. Food and Drug Administration) ещё в 2002 году запретило использование рацематов, то есть смесей двух зеркальных изомеров. Дело в том, что одна из зеркальных молекул активна, а другая – балласт. И многие синтетические лекарства, которые использовались в ХХ веке, несли этот балласт. Например, антибактериальный препарат офлоксацин – смесь двух R- и S-изомеров. Нашему институту удалось разработать оригинальный метод синтеза левофлоксацина, который представляет собой S-изомер офлоксацина. В нём нет балласта. Его антибактериальная активность в два раза выше, к тому же он менее токсичен, но стоит, конечно, намного дороже.

Сегодня есть специальные методы асимметрического синтеза. Обычный органический синтез даёт оба типа продуктов, то есть смесь стереоизомеров. Для получения молекул с определённой пространственной конфигурацией необходимо использовать специальные катализаторы. Кстати, одну из Нобелевских премий в начале нашего столетия присудили именно за разработку методов асимметрического синтеза. И один из лауреатов, японский профессор Рёдзи Ноёри, в своей нобелевской лекции демонстрировал в качестве примера синтез левофлоксацина.

Но природу мы пока не превзошли?

– Конечно нет. Хотя ещё в 1965 году «король органического синтеза» профессор Роберт Вудворд из Гарвардского университета получил Нобелевскую премию с уникальной формулировкой: «За выдающийся вклад в искусство органического синтеза». Науку уподобили искусству, так как Вудворд впервые продемонстрировал возможность получения сложнейших молекул. Он синтезировал витамин В12, хлорофилл – те соединения, которые синтезирует сама природа.

Другой яркой вехой стал синтез таксола. Это противоопухолевое соединение, которое выделяют из коры тихоокеанского тиса. Для получения одного грамма препарата требовалось 24 килограмма высушенной коры. Тис вырубали тоннами, постепенно вид стал исчезать. Газеты пестрели заголовками: «Стоит ли дерево человеческой жизни?». Лишь в конце ХХ века был предложен полусинтетический метод. Исходным соединением стал природный продукт, содержащийся в хвое европейского тиса. В отличие от тихоокеанского, он распространён очень широко.

Прозвучали фамилии двух нобелевских лауреатов. А на кого из великих химиков лично вы ориентируетесь?

– Прежде всего – на своих учителей: академика Олега Чупахина, академика Исаака Постовского – основоположника нашей уральской химической школы. Он получал образование в Германии, в Екатеринбург приехал в 1926 году. Ему сказали: «Вы назначаетесь профессором». А ему ещё не было 30, он не защищал ни докторской, ни кандидатской.

Исаак Яковлевич создал в университете кафедру органической химии и заведовал ею полвека. Дважды был удостоен Сталинской премии. Первый раз – за антибактериальный препарат сульфидин, изобретённый в 1936 году. В годы войны он спас жизни тысячам бойцов: от гнойных инфекций умирали чаще, чем от ранений.

Вторую Госпремию академик Постовский получил за создание фторорганических соединений. В живой природе фтор не встречается. Исключение – одна водоросль. Фторорганику синтезировали специально для разделения изотопных производных гексафторида урана. Это стало началом химии фтора. Её не существовало до атомных проектов, ни в США, ни в России. А сегодня без фтора нельзя представить ни полимерную химию, ни фармацевтику: 20% всех лекарственных препаратов содержат фтор. Они произвели революцию в области антибактериальной терапии на рубеже 80–90-х годов прошлого века. Фтор придаёт многим соединениям высокую проникаемость через клеточные мембраны.

Вы привели пример, как химические изыскания в военных целях принесли пользу гражданской промышленности и медицине. Сейчас государство снова вливает огромные средства в оборонную отрасль. Может ли это принести пользу науке?

– Я бы сказал так: позитивно сказывается всё, что развивает фундаментальную науку, в том числе и её востребованность со стороны ВПК. Другое дело – надо, чтобы востребованность росла другими темпами. Раньше государство делало мощные заказы. В начале 90-х финансирование фундаментальной науки упало на два порядка, и мы до сих пор его в полной мере не восстановили. Надо признать, что финансирование российской науки растёт, в последние годы это особенно заметно для университетов. Дальнейшая тенденция – увеличивать финансирование фундаментальных исследований, проводимых за счёт федеральных фондов: РФФИ, РГНФ. Надеюсь, что финансирование РАН тоже будет увеличиваться.

Параллельно идёт процесс увеличения финансирования исследований в интересах Министерства обороны. Академия наук выступила с инициативой создания госпрограммы фундаментальных исследований в интересах безопасности страны, аналогичной программе DARPA. Хотя, конечно, подобные исследования идут и сейчас. Например, институты Уральского отделения РАН работают в интересах Роскосмоса и ядерного центра Минатома, и многие наши работы имеют двойное назначение. Вполне понятно, что если вы разрабатываете высокоэнергетичные вещества или топливные элементы, то они могут использоваться как в гражданских, так и в военных целях.

Мы много писали о созданных вами лекарственных препаратах. Какова их судьба сейчас?

– Противовирусный препарат «Триазавирин» зарегистрирован в декабре прошлого года. Этому предшествовали две фазы клинических исследований, в последней участвовали 114 больных. Сегодня препарат всецело в руках промышленников. Компания «Медсинтез» готовится к производству. Предварительно в ноябре-декабре, в период ближайшей пандемии, пройдут дополнительные многоцентровые исследования в пяти клиниках: три из них находятся в Санкт-Петербурге, одна – в Екатеринбурге, ещё одна в Челябинске.

Противоопухолевый препарат «Лизомустин» тоже вошёл в госреестр лекарственных средств. В малых количествах его выпускало предприятие «Глес», созданное при Онкологическом научном центре. Сейчас идёт перерегистрация этого препарата: истекает пятилетний разрешительный срок. Мы ведём переговоры с другой компанией и планируем расширить спектр действия.

Были предположения, что препарат в силах вылечить рак мозга

– Масштабные клинические исследования в этой области пока не проведены. Они связаны с большими финансовыми затратами. Нужны средства на страхование больных. Когда речь идёт о злокачественных образованиях, цикл клинических испытаний на одного больного стоит 10 тысяч долларов.

Каковы будут объёмы производства?

– «Триазавирин» – препарат широкого действия. Гриппом болеют миллионы людей. При онкологических заболеваниях круг пациентов, к счастью, не такой большой. В случае «Лизомустина» речь шла о 14 тысячах больных. Выпуск 20 килограммов субстанции обеспечивал один наш институт. Поэтому важно расширить спектр действия, чтобы заинтересовать промышленников. Нет смысла осваивать сотни килограммов или тонны, когда нет рынка. Мы не могли создать производство в Екатеринбурге: затраты на создание участка и приобретение оборудования не так быстро окупятся. Есть ещё ограничения в распространении подобных препаратов. Их же в свободной продаже нет.

Как вы оцениваете состояние фармацевтической отрасли в целом? Пять лет назад ваш учитель, академик РАН Олег Чупахин, заметил: «Наверх докладывают, что потребности страны на 70% удовлетворены отечественными лекарствами. Но на самом деле не на 70, а процентов на 57, то есть никак». Согласны вы с такой оценкой? Что изменилось за эти годы?

– Сегодня, конечно, ситуация уже другая. Она постепенно меняется в пользу российских производителей, хотя и не так быстро. Рост неуклонный. Доля отечественных препаратов уже выше – думаю, процентов 30, хотя точных цифр назвать не могу. Мы видим активные действия целого ряда фармацевтических предприятий. И «Фармстандарт» наращивает продукцию, и тот же «Медсинтез». Лет пять назад он начинал с выпуска физиологических растворов. Затем на наших глазах освоил производство субстанции инсулина. Недавно «Медсинтез» запустил новое производство фармстекла в посёлке Уфимка, недалеко от Екатеринбурга. Технология японская, и это также способствует развитию отрасли.

Новый министр образования и науки ещё до вступления в должность выступал с критикой РАН, сейчас пригрозил Академии аудитом. Не боитесь?

– Главное – чтобы аудит не превратился в инструмент для сведения бюрократических счётов. Президент призывал нас к состязательности в науке. Государство увеличивает финансирование фондов, поощряя конкурсное начало. И Академия наук не в самом плохом положении! Учреждения РАН составляют 15–20% от общего числа научных подразделений. Госфинансирование РАН – это те же 15–20%, 60 миллиардов рублей в год. А теперь берём отклик: сколько научных публикаций в России исходит из Академии наук? Более 50%. Эффективно? Полагаю, что да. Поэтому мы аудита не боимся.

Академия наук уже самостоятельно оценила 77 институтов из 400. Конечно, есть неэффективно работающие научные группы, и такие институты нуждаются в корректировке. Но, на мой взгляд, надо не только закрывать слабые институты, но и создавать новые. Пермский край – огромная территория! И там всего четыре научных института. Недавно мы поставили вопрос об открытии Института фотоники в Перми. Там успешно развивается современное инновационное предприятие – Пермская приборостроительная компания. Осваивает новые технологии производства оптоволокна и других изделий. И само предприятие говорит: «Дайте нам специалистов в области фотоники! Их ждут трёхкомнатные квартиры!» И мы ищем специалистов по всей стране.

Почему вы решили заняться химией?

– Так сложилось. Интересовался химией и физикой в школе. Математику очень любил. Огромное влияние всегда оказывает учитель. У нас в школе была очень хорошая учительница химии – Валентина Гавриловна Котова. Она постоянно организовывала экскурсии на химические производства. Она же практиковала довольно необычный метод обучения: на каждом уроке устраивала блиц-опрос всего класса. На это уходило не так много времени, минут семь. Класс был небольшой, 26 человек, причём весьма сбалансированный: 13 девочек и 13 мальчиков.

Мы с другом понимали, что пойдём в Уральский политехнический институт, но не знали точно, на какую специальность. Это был конец 60-х годов, период всеобщей химизации страны. Химия в то время была очень привлекательна. Появились новые полимерные продукты: авторучки, болоньевые плащи… На специальность по полимерам был безумный конкурс: человек 15 на место. Все бредили химией.

А почему решили уйти в науку?

– Снова сыграл роль личностный фактор. У нас вёл занятия тогда доцент, а теперь академик Чупахин. Блестящий лектор, он очень увлекательно рассказывал о химии, стильно одевался, знал немецкий язык в совершенстве. Он практиковал индивидуальный подход к студентам, пригласил меня в студенческое научно-техническое общество. Кафедру органической химии в то время возглавлял академик Постовский. Он уделял студентам большое внимание. Например, однажды принёс из библиотеки кучу химических журналов, подробно рассказал, чем они друг от друга отличаются. Меня просто подкупило такое отношение к второкурсникам.

Вы сейчас уделяете внимание молодёжи?

– Я двадцать лет читал лекции в техническом университете, но могу себя упрекнуть: не отдавал студентам и аспирантам столько времени и не вкладывал столько души, сколько вкладывали в меня. Раньше система была более патриархальная и человечная. Заходишь к академику – а он неторопливо разглядывает кристаллы. С ним можно выпить чаю, поговорить о жизни… Доцент, не говоря уже о профессоре, получал приличную зарплату и не беспокоился ни о чём. У него была уверенность в завтрашнем дне. Сегодня мы все пишем бесконечные заявки на гранты, участвуем в конкурсах. Жизнь стала другой, более тревожной. Представляете рабочий график председателя отделения? Строительство, выборы директоров, собрания, президиумы там, здесь… Потихонечку переходишь в другое, уже ненаучное, измерение.

Но ведь не всё время наука поглощает?

– Я люблю путешествовать и фотографировать. Можно сказать, фанатик. Снимков уже десятки тысяч. Где я только не был! Вначале ездил по России. В этом была необходимость: родители жили на Украине, я каждый год летом навещал их, мотался из Екатеринбурга на машине. Это примерно три тысячи километров в одну сторону. Специально выбирал маршруты поживописнее. Потом несколько лет ездил по Золотому кольцу. В Суздале бывал, наверное, десяток раз. В последние годы езжу по Франции, Германии, Швейцарии. Буквально в следующий вторник сажусь в поезд до Парижа. А там меня уже ждёт автомобиль…

РЕЙТИНГ

5.00
голосов: 4

Галереи

Визит Её Королевского Высочества Принцессы Таиланда Чулабхорн Махидол Валайлак в Институт органической химии РАН им. Зелинского 6 июня 2011 года

Принцесса Чулабхорн - не только особа королевской крови, но, кроме того, доктор химических и биологических наук, профессор, заведующая двумя научно-исследовательскими лабораториями. В ходе визита были заслушаны доклады принцессы Чулабхорн и профессора Николая Нифантьева, заведующего лабораторией гликоконъюгатов ИОХ РАН. Кроме того, были обсуждены различные аспекты возможного сотрудничества ИОХ РАН и Института Чулабхорн в области образования и научного обмена, а закончилась встреча небольшим скрипичным концертом аспирантов Института им. Зелинского.

18 фото

Обсуждение