

每日在难以想象的脏乱差的环境下,与各种动物打交道,条件苦不堪言,有时甚至还有受到动物攻击的可能性,这就是兽医这份职业经常要面临的情况,可对于华中农业大学畜牧兽医学院教授袁宗辉来说,兽医身上更承担着为动物解除病痛、救死扶伤的责任,也正是这份担当与责任才使他在兽医药理及毒理学等方向上创下一个又一个科学奇迹。
“给动物看病比给人看病要难得多,因为人可以说出自己的感受,但是动物不能。更难的是,动物种类繁多,身体构造千差万别,除个体差异外还存在种属差异。"袁宗辉对兽医的理解还远不止这些,为动物治病,与兽药的接触就不可避免,袁宗辉从兽药的应用中便看出了多个危害健康的问题:如今,以动物为原材料的食品五花八门,兽药是否残留于其中?是如何清除的?检测以及处置兽药残留的有效措施又有哪些?针对这些棘手的难题,袁宗辉在项目“动物源食品中主要兽药残留物高效检测关键技术"中交出了满意的答卷,并获得2016年度国家技术发明二等奖的荣誉。

选择兽医:我从未后悔
1977年,作为恢复高考后第一批考入大学的学生,袁宗辉并没有选择自己喜欢的专业的自由,而是由国家统一分配,当时被分配到数理化等热门专业的学生不在少数,但袁宗辉的专业显然是个特例--华中农业大学兽医专业。
面对这个看似极其陌生又艰苦的专业,袁宗辉没有丝毫的退缩与怨言,相反,他抱着“既来之,则安之"的想法,更加努力地摄取知识,想要将兽医的所学尽可能地达到所用。在经过四年的青葱校园生活后,袁宗辉不仅获得了扎实的兽医学基础知识,还对兽医药理学有了更加深入而系统的认知,并对其发展前景也充满信心。
尽管兽医在人们的生活中不可或缺,可在最初,它并没有得到应有的重视。袁宗辉自入学之初,就经历了华中农业大学兽医专业一无所有的创立阶段。当时学校专业发展力度有限,重视程度又跟不上,据袁宗辉回忆,一学期下来,兽医药理课总共还不到100学时,想要从短短的课堂时间里吸取精华,明显有些“力不从心”,但“功夫不负有心人”,袁宗辉利用额外的课余时间,广泛阅读了许多与兽医药理有关的专著和文章,他迫使自己不受外界干扰,在兽医药理领域潜心研究,并逐渐对兽医药理学产生了浓厚的兴趣。大学毕业后,他毅然绝然地报考了研究生。
当时,研究生的竞争十分激烈,袁宗辉经过重重考试关卡,最终突破重围,脱颖而出。他从恢复高考后的第一批本科生到第一批硕士生,后又成为我国第一名兽医药理学及毒理学博士直到出国留学继续进修,袁宗辉经历了一穷二白的兽医“创业期”到成长期,他感慨颇深,也心怀感恩。袁宗辉从未想过能够出国留学,但在国家的帮助下他实现了这个愿望,同样他也相信有了国家这个坚实的后盾,再加上自身的努力,兽医专业必定会做大做强。
到国外以后,袁宗辉深切感受到了国内外兽医工作的不同与差距,也让他更加坚定了致力于国内兽医发展的决心。“国外对兽医工作的重视程度远高于国内,因为它不仅仅与动物疾病的诊断和治疗有关,还与公共卫生有关,比如人畜共患病的防控。"袁宗辉介绍道。正是看到了这个关键点,袁宗辉发现人类的食物链种类繁多,其中以动物源为主的食物更是数不胜数,那么,动物吃了药,能否迅速代谢,药物及其代谢物是否在动物性食品中发生残留,又是否会对环境造成污染,对人的健康造成危害?袁宗辉通过对兽医药理学及毒理学的深入研究,得出了结论:"兽药的合理使用和残留控制,是离不开兽医的。"更重要的是,他希望人们能够对动物与自然的密切联系有根本性的认识,也能有越来越多的人加入到兽医的行列之中。
动物源食品安全:检测处置是重中之重
既然已经发现了动物源食品中兽药残留极有可能危害人类健康这一重大问题,袁宗辉也绝不含糊,他当机立断对如何检测以及处置食品中的兽药残留的有效措施进行了研究。但长期以来,我国缺乏通量高、适用面广、性能稳定、简便快速、价格低廉的兽药残留高效检测技术,施行大规模的兽药残留监控、确保食品安全是当前面临的最大技术“瓶颈”。1996年,袁宗辉及团队开始着手准备“动物源食品中主要兽药残留物高效检测关键技术"项目的开展,经过长达6年的时间,项目已于2012年年底结题,并创造性地取得了数个具有亮点的成果。曾经,“瘦肉精”“红心鸭蛋”等重大食品安全事件频发,不仅引起公众、社会的恐慌,还致使养殖、食品等产业的形象及公信力大打折扣,想要彻底改变这种现状,检测就是发现、追溯和处置兽药残留事件的最有效手段,从源头、现场再从养殖场到餐桌一系列全程控制的关键技术就是袁宗辉保证动物源食品的安全问题的“重中之重”。
众所周知,在抗菌药残留筛查过程中,缺乏高通量筛查技术的难点始终没能得到良好的解决,袁宗辉针对这个问题,通过筛选和构建对多类(种)抗菌药残留敏感的工作菌种,发明相应的培养基,研究解决多类(种)抗菌药残留不能同时检出的问题,最终成功研制出了基于MI原理的拭子、试瓶和微孔板等系列产品。“产品得到了很好的应用,养殖场、屠宰场、超市和实验室均可快速筛查动物活体、可食性组织和产品中青霉素类、氨基苷类、四环素类等共8类63种抗菌药的残留。其中,分别筛查牛奶、尿液、肌肉和肾组织中多类或一类抗菌药残留的产品为国内外首创。”袁宗辉所研制的产品还获得授权发明专利6项,备案试剂盒7个。
而仅仅能够研制出检测筛查兽药残留物的产品还远远没有达到袁宗辉的研究目标,要知道,残留物的种类及成分也是五花八门,复杂基质中痕量违禁物残留难以同时检出多个组分。对此,袁宗辉发明了免疫原和包被原、灵敏、高产、优质的单克隆抗体/受体也被研制出来,从而破解了小分子化合物无免疫原性等技术性难题,并将基于抗体/受体的试剂盒和试纸条成功“面世”,使在现场或实验室检测一类或同类多种违禁残留物的梦想成为现实。
除此之外,袁宗辉还看到了在动物可食性组织中,含有多类(种)残留物,但一般却难以同时提取,就算现有技术能够提取,往往效果也并不尽如人意。迎难而上一直都是袁宗辉科研路上的信条,他针对这个问题,发明了加速溶剂萃取技术和恒温萃取装备,攻克了复杂基质中痕量多组分残留物提出数量少、提取率低和基质干扰大等难题,使测定动物源食品中包含糖皮质激素、氨基苷类、林可胺类及大观霉素等多种化合物的方法趋于标准化及确定化。这项方法的问世填补了国内外在此领域内的空白,与此同时,也印证了抗菌药和违禁物残留高效检测技术的科学性、先进性和适用性。由于袁宗辉研究中的突破性成果,他先后获得授权发明专利6项,并发表论文75篇,其中SCI论文26篇,在国内外兽医药理学领域都得到了专家学者的广泛关注。
面对不足:仍然前进在路上
尽管取得的许多“闪光点”已经在兽医药理学领域闪闪发光,但袁宗辉所要攻克的不止是科研的难关,科研条件的改善同样不可忽略。在袁宗辉步入兽医研究大门时,在刚刚改革开放的大环境下,能够支持袁宗辉进行科研的条件尚不完善。"我们做实验所需的动物、相关设备、器皿、试剂,都得自己去市场和商店购买。每个数据都要付出艰苦的努力。"袁宗辉回忆道。这种情况一直持续到袁宗辉博士毕业的15年后,科研条件才渐渐出现了好转的势头。
在极其艰苦的科研条件下,袁宗辉越发觉得想要使科研水平更上一层楼,改善研究条件迫在眉睫。1994年,袁宗辉回到本科和硕士学习过的母校--华中农业大学工作,他与团队成员依靠不懈的努力,使华中农业大学兽医药理学科焕然一新,使无论国内国际都名不见经传的局面,一转眼发生了翻天覆地的变化,如今华中农业大学的研究条件甚至在国际上都是首屈一指,袁宗辉也于2014年7月成为西班牙皇家兽医科学院的外籍院士,并在院士大会上做了学术报告。“我当时真的没有想到,而且与国内评选院士不同,西班牙皇家兽医科学院是先定下需要增加外籍院士的目标,再由院内全体院士投票选择,这对我来说就更是难上加难。”而获此荣誉,袁宗辉背后的付出与努力不只一点点。“这么多年我和我的团队几乎没有节假日,即便是春节也往往从初一就开始工作了。”
只有科研基础稳固,科研进程才会青云直上,除了科研条件所面临的困难,技术上的缺陷与不足也不可避免,但袁宗辉都--破解了: 基于抗体/受体的技术由于具有半定量的特点,能够对动物可食性组织、蛋、奶、蜜及其制品中“零残留”的违禁化合物进行检测,然而,有的抗体特异性太强,只能识别一种或少数几种化合物;而且抗体的侧流层析技术(如试纸条)的灵敏度的下降,会使基质干扰明显,增敏在此时就变得无比重要。面对严峻的挑战,袁宗辉为克服此类问题,做了许多有益探索,将兽药实际应用中的漏洞补全,取得了丰硕成果。
除此之外,在过去,一个方法只能检测一种或几种组织中的一个或几个化合物,技术缺陷显而易见,袁宗辉带领技术团队,通过一系列的创新性研究,发明了痕量多组分残留物的恒温和加速溶剂萃取等创新技术,使这类方法能够同时检测畜禽和水产动物各种可食性组织和产品中一类或多类化合物的残留。“发明新技术,从复杂样品中提取更多的化合物,能够匹配适用的化合物和动物组织(产品)更多,背景干扰更少,灵敏度和准确度更好,这就是我们今后所要研究的方向与目标。"面对未来,虽然在科研条件及技术水平上仍有不足,但袁宗辉始终充满信心。
创新工作:要走兽药研制的新路
从踏入兽医行业,到得知自己成为外籍院士,再到今年研究的项目“动物源食品中主要兽药残留物高效检测关键技术”获得国家技术发明奖二等奖,袁宗辉的心态并没有发生什么改变,相反,他更加注重消费者的食品安全和健康问题,新兽药的研制就是袁宗辉默默守护我们饮食安全的佐证。
目前,动物饲料中广泛使用抗生素作为饲料的药物添加剂,使动物及人类本身都危机四伏,不仅对动物的疾病与安全造成危害,也会危及消费者的健康,但袁宗辉对新兽药的研制却信心满满,喹乙醇残留检测方法就是他在新兽药研制领域的重要创新。
喹乙醇又名喹酰胺醇,虽然并无直接数据证明其对人体有害,但种种实验都表明由于喹乙醇有中度至明显的蓄积毒性,对大多数动物有明显的致畸作用,对人也有潜在的三致性,即致畸形、致突变、致癌,因此喹乙醇在美国和欧盟都被禁止用作饲料添加剂。其中,《中国兽药典》(2005版)也有明确规定:喹乙醇被禁止用于家禽及水产养殖。但由于喹乙醇具有促进蛋白同化的作用,能够提高饲料转化率,使猪增重速度明显加快;而且它还对革兰氏阳性菌有一定的抑制作用,所以直至今日依然会有许多人将其用于动物喂养。
“明知山有虎,偏向虎山行”,袁宗辉眼睁睁地看着不少不法商贩在动物饲料里掺杂喹乙醇,却束手无策,但他偏要攻下这头恶虎。在一筹莫展之时,传来了振奋人心的消息:袁宗辉带领团队将喹乙醇攻关成功。他通过代谢和消除规律研究,最终发现喹乙醇在动物体内消除最慢的代谢产物,再将其制成标准品,建立了残留检测法和快速检测试剂盒,现在此标准品和残留检测法已在全国范围内广泛使用。
新兽药的研制成功使袁宗辉对兽医的发展前景充满希冀,对于兽药的未来,毋庸置疑,他认为兽用抗生素是防治疾病的最有效武器,他也会在兽医药理学的研究路上继续前进,为兽医药理及毒理学交出一份满意答卷,再添一笔亮丽的色彩。
来源:《中国科技奖励》,2017.08