AI“智造”重塑蛋白生产:黑龙江农业工程职业技术大学团队破解干扰素稳定性难题
2026-08-05 10:32:47

在合成生物学与人工智能深度融合的浪潮中,一支大学生创新团队正以AI为引擎,重构重组人干扰素α2b(rhIFN-α2b)的研发与生产范式。他们让“高稳定”与“绿色制造”成为可能,更以实际行动践行“健康中国”战略,为中国生物医药产业注入青年智慧与担当。

干扰素α2b,一款广谱抗病毒、抗肿瘤的经典药物,其重组蛋白(rhIFN-α2b)的生产长期面临两大瓶颈:蛋白稳定性不足导致活性衰减,以及传统生产工艺能耗高、流程复杂。如何破解这一难题?来自黑龙江农业工程职业技术大学的锐克赛尔团队交出了一份“AI答卷”。团队凭借其硬核的技术路径和清晰的产业化前景,引发广泛关注。

AI“智造”:从“试错”到“精准设计”

传统rhIFN-α2b生产依赖经验试错,菌株构建、发酵调控、蛋白纯化每一步都充满不确定性。团队将人工智能贯穿于研发全链条,实现了从“经验驱动”到“数据驱动”的跨越。

在菌株设计上游,团队利用深度学习模型对rhIFN-α2b的氨基酸序列与三维结构进行系统性分析,精准预测出影响蛋白热稳定性的关键位点,并通过强化学习设计出非保守氨基酸突变方案。“我们把AI当作‘显微镜’,去‘看见’传统实验看不到的蛋白折叠与降解风险。”团队负责人焦占云介绍道,“理性设计让每一轮改造都有据可依,而非盲目试错。”

绿色生物制造:让生产“更聪明、更清洁”

在发酵与纯化环节,团队构建了基于长短期记忆网络(LSTM)的动态调控模型,实时优化发酵罐中的温度、溶氧、诱导剂浓度等关键参数,将融合蛋白产量提升至9.5g/L,较传统工艺提高35%以上,同时缩短发酵周期4小时,降低能耗15%。

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在蛋白纯化阶段,团队借助人工神经网络与遗传算法优化层析工艺,实现rhIFN-α2b纯度>99.5%、内毒素<0.01EU/mg的医用级标准。全流程的AI赋能,不仅提升了产品质量,更让生物制造过程更高效、更环保。

助力健康中国:让高质量生物药惠及更多患者

当前,病毒性肝炎、流感及部分肿瘤等疾病仍是威胁我国公众健康的重大挑战。干扰素α2b作为临床一线用药,其生产工艺的突破直接关系到药品的可及性与患者的治疗负担。锐克赛尔团队的技术创新,正是对“健康中国2030”战略的积极响应。

据国家卫健委相关数据,我国慢性乙肝病毒感染者约7000万例,干扰素治疗是重要手段之一。然而,传统干扰素生产工艺复杂、成本高昂,导致终端药价长期居高不下。团队通过AI辅助蛋白设计显著提升蛋白稳定性,减少了药物在储存和运输过程中的活性衰减;绿色发酵工艺大幅降低生产成本,从源头提升了药品的经济可及性。这意味着,未来更多基层患者有望用上“质优价廉”的国产干扰素。

“技术创新不能停留在实验室,要让老百姓真正受益。”团队指导教师张在国表示,“我们希望通过AI赋能和绿色制造,降低生产成本、提高药品可及性,让更多患者尤其是偏远地区群众,能够用得上、用得起高质量的生物药。”

此外,高纯度医用级干扰素的稳定供应,也为我国应对突发公共卫生事件储备了关键技术能力。从日常诊疗到应急需求,锐克赛尔团队的技术方案正在为筑牢国家生物安全防线贡献青年力量。

从实验室到产业:青年担当与创新使命

这支年轻团队深知,好的技术不仅要“写在论文里”,更要“落到生产线上”。目前,项目已完成核心技术攻关,并积极与生物医药企业对接,探索将AI辅助设计的高稳定型rhIFN-α2b突变体推向产业化。

作为一所扎根黑土地的高等职业院校,黑龙江农业工程职业技术大学始终秉承服务区域经济社会发展的办学理念,鼓励师生将科研创新与国家战略需求紧密结合。锐克赛尔团队的突破性成果,正是学校长期深化产教融合、推进创新创业教育的生动写照。

“比赛不是终点,而是产业化的起点。”团队负责人焦占云信心满满地表示,“我们要让AI设计的干扰素从实验室走向车间,从龙江走向全国。”从AI赋能蛋白设计到绿色发酵工艺开发,这支大学生创新团队正以合成生物学与人工智能的交叉融合之力,在生物医药的赛道上书写属于青年一代的创新故事。他们用科技的力量,让中国“智”造的生物药走向更广阔的未来,为建设健康中国贡献青春智慧与实干担当。(黑龙江农业工程职业技术大学 张在国 刘中深)

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