19歲少年用計算機(jī)煉出「神藥」,斬獲全球大獎!大廠看了都沉默
「少年藥神」來了!
來自斯洛伐克的19歲少年Adam Koval?ík,憑借計算機(jī)模擬設(shè)計的新分子,一舉奪得全球頂級大獎!
這些分子有望像廣譜抗病毒藥物Galidesivir一樣有效阻止病毒復(fù)制。
他特別關(guān)注其中一種名為ADK-98的分子,認(rèn)為效果可能更好。
更具突破性的是,Adam提出的新方法將每克藥物的整體生產(chǎn)成本銳減625%。
這一新合成方法,有望為全球抗擊RNA病毒帶來實(shí)質(zhì)性突破。
憑此發(fā)現(xiàn), 他斬獲2025年Regeneron ISEF國際科學(xué)與工程大獎賽(Regeneron ISEF)一等獎,并獲得10萬美元George D. Yancopoulos創(chuàng)新獎。
Regeneron國際科學(xué)與工程大獎賽(Regeneron ISEF)是由美國Society for Science主辦,制藥公司Regeneron冠名贊助,是全球大規(guī)模、高等級、極具全球影響力的青少年科學(xué)創(chuàng)新競賽之一。最終,3人獲最高獎;圖中為Adam Koval?ík。
他研發(fā)出一種全新的合成方法,用于制造抗病毒候選藥物——Galidesivir。
動物實(shí)驗(yàn)顯示,它對埃博拉、馬爾堡、黃熱病、寨卡和裂谷熱病毒均有效。
論文鏈接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8483777/
歐洲小鎮(zhèn)青年
斬獲美國大獎
來自斯洛伐克的Adam Koval?ík,原本只是去美國參加一場國際科學(xué)比賽,沒想到最終帶著10萬美元大獎凱旋!
Koval?ík用玉米廢料作為原料,大幅簡化了合成流程,將每克藥物的成本從75美元降到12.5美元左右,為大規(guī)模研究與未來藥物上市掃清了障礙。
這項突破意味著:
- 藥物具有商業(yè)可行性
- 副作用較小
- 有望挽救無數(shù)RNA病毒感染者的生命
Koval?ík的秘訣在于——
他用玉米廢料作原料,將傳統(tǒng)合成流程從15步縮減為僅10步,不僅節(jié)省時間,還產(chǎn)量翻倍!
更令人驚喜的是,他還進(jìn)一步研發(fā)出一種全新的抗RNA病毒藥物,同樣基于這套高效合成路徑。
本月中旬,Koval?ík在瑞再生國際科學(xué)與工程大獎賽(Regeneron ISEF )上展示了這一突破性研究。
評審委員會主席Chris RoDee親自見證了這一創(chuàng)新。
盡管這項研究不像學(xué)術(shù)論文那樣經(jīng)過嚴(yán)格同行評審,但Chris RoDee依舊盛贊Adam Koval?ík的化學(xué)設(shè)計「極其優(yōu)雅」,展示環(huán)節(jié)更是「無懈可擊」。
Chris RoDee:美國專利商標(biāo)局資深化學(xué)專利審查員,Regeneron ISEF志愿者
他將大賽最高獎George D. Yancopoulos創(chuàng)新獎(獎金10萬美元),授予了這位來自斯洛伐克的少年。
Adam Koval?ík榮獲Regeneron ISEF的最高獎項
領(lǐng)獎后,Koval?ík激動地對媒體表示:
這感覺難以言表。
我真的沒想到,一個來自歐洲小村莊的學(xué)生,竟然能在這樣全球級別的比賽中奪冠,太震撼了!
他的突破性研究,不只是科學(xué)的勝利,更是小地方青年對世界發(fā)出的響亮回聲。
從玉米殼到抗病毒藥
Galidesivir抑制病毒RNA依賴性RNA聚合酶(RdRp)最有效,但由于其生產(chǎn)成本極高(大約每克5000歐元),在實(shí)際應(yīng)用中,幾乎無人承擔(dān)的起。
因此,Adam決定尋找一種更創(chuàng)新、更經(jīng)濟(jì)、更高效的方法來合成Galidesivir以及其他類似的「氮雜胞苷核苷」(aza-C-nucleosides)分子。
通過文獻(xiàn)檢索和逆合成分析后,他設(shè)計出一套全新的Galidesivir合成路線。
他反應(yīng)從糠醇(furfuryl alcohol)開始。
糠醇來源于玉米殼中提取的一種化學(xué)物質(zhì)。
他像搭積木一樣,一步步在實(shí)驗(yàn)室中往燒瓶中加入反應(yīng)物,最終在僅7步反應(yīng)后合成出關(guān)鍵中間體氮代糖(aza-saccharide)。
Aza-saccharide(中文:氮代糖)是一類糖類結(jié)構(gòu)的模擬物,其特征是在糖環(huán)中用氮原子取代了氧原子。這類化合物也被稱為iminosugars或iminosaccharides
接下來再用3步反應(yīng),就能完成Galidesivir的合成。
相比傳統(tǒng)方法需15步、耗時9天,Koval?ík的工藝只需10步、5天就能完成——效率翻倍,成本銳減!
最關(guān)鍵、最復(fù)雜的一步是通過與(+)-芐基乙胺進(jìn)行立體選擇性的還原胺化反應(yīng),形成「氮代糖環(huán)」(aza-saccharide ring)。
這個步驟能以優(yōu)于95:5的對映體選擇性,合成出目標(biāo)構(gòu)型為(D)-ribo,甚至是全新的(D)-aribo形式的關(guān)鍵中間體。
再經(jīng)過3步反應(yīng),最終獲得了Galidesivir檸檬酸鹽,總產(chǎn)率為35%。
RoDee贊嘆道:「他就像從另一扇門進(jìn)去,繞過了整個繁瑣流程。」
這個合成方法也被用于另一項研究,首次測定了SARS-CoV-2病毒在發(fā)生RdRp突變后的半抑制濃度(IC50)數(shù)值。
決賽前的采訪
從5月10日至16日,美國俄亥俄州哥倫布市將舉辦2025年再生元國際科學(xué)與工程大獎賽(Regeneron ISEF 2025),
該賽事每年舉行一次,約有來自近80個國家和地區(qū)的1800名參賽者參加。
這項比賽擁有超過70年的歷史,分為22個類別。
Adam代表斯洛伐克進(jìn)入了決賽。
決賽前,他接受了媒體采訪。
這對他來說是一份巨大的榮譽(yù)和機(jī)會。
同時這向世界展示,即使在斯洛伐克這樣的小國家里,高中生也能夠?qū)崿F(xiàn)頂尖水平的研究。
在采訪中,他表示他的工作是完全獨(dú)立的,只得到了實(shí)驗(yàn)室設(shè)備支持和監(jiān)督。
同時,他鼓勵同輩人:
不要猶豫,要立即行動!尋找人脈、建立合作關(guān)系,并積極發(fā)展自己的創(chuàng)意,因?yàn)檫@些正是塑造未來的要素。
布拉迪斯拉發(fā)斯洛伐克工業(yè)大學(xué)化學(xué)副教授、專業(yè)擔(dān)保人Róbert Fischer博士肯定了Adam的貢獻(xiàn)。
目前,研究團(tuán)隊上下所有人都正齊心協(xié)力推動這一項目向前發(fā)展。
而Adam向教授的團(tuán)隊證明了他勤奮和對有機(jī)化學(xué)的巨大熱情。
Fischer教授向他伸出了橄欖枝:
我們必須支持這樣的天才,使他們成長為專業(yè)的科研人才。
我們都為他加油,并始終努力為他創(chuàng)造良好的環(huán)境,讓他隨時都能在我們這里充分發(fā)揮才能。
「神藥」從香水中誕生
更驚人的是,Koval?ík還設(shè)計出一種全新分子,初步計算顯示對新冠病毒的抑制效果可能是Galidesivir的5倍,因?yàn)樗c病毒酶的結(jié)合更穩(wěn)定。
他已為這套合成方法申請初步專利。
他還計劃繼續(xù)與布拉迪斯拉發(fā)斯洛伐克工業(yè)大學(xué)(斯洛伐克語Slovenská technická univerzita v Bratislave,STU)研究團(tuán)隊合作,推進(jìn)更多藥物設(shè)計與測試。
STU是斯洛伐克最大和最古老的工業(yè)大學(xué)
但目前仍面臨一個現(xiàn)實(shí)問題——如何將生產(chǎn)規(guī)模從實(shí)驗(yàn)室級別擴(kuò)展到200升以上。
他希望通過進(jìn)一步研究,讓這項技術(shù)具備真正的產(chǎn)業(yè)化潛力。
Adam從小就對科學(xué)充滿向往。
他說:「我一直對周圍的世界如何運(yùn)作感到好奇。」
他尤其著迷于化學(xué)反應(yīng)和原理。
小時候,他對烹飪和烘焙也很感興趣。
后來,氣味分子也開始吸引他。
在小學(xué)六年級,他已下定決心從事化學(xué)相關(guān)的事業(yè):
在六年級第一次進(jìn)入化學(xué)實(shí)驗(yàn)室時,我就告訴自己,這就是我想在未來從事的事業(yè)。
在三年前贏得化學(xué)奧林匹克競賽后,Adam收到了參加學(xué)生科學(xué)會議的邀請,在那里他可以在高中舞臺上展示他的想法。
他一直也對有機(jī)化學(xué)很感興趣,而且對香味很著迷。
于是他開始專注于自己的想法,即如何用玉米制作香水。
最終,在大學(xué)實(shí)驗(yàn)室里,他利用玉米制作了抗病毒藥物。
Adam(中)和他的中學(xué)同學(xué)
現(xiàn)在他不僅想改寫藥物制造,還計劃用化學(xué)技能和獎金,創(chuàng)辦一家用玉米為原料的環(huán)保香水公司!
據(jù)當(dāng)?shù)孛襟w報道,在之前的研究中,他已經(jīng)開發(fā)出大約 100 種可以用于香水行業(yè)的香料。
從小村莊到世界舞臺,從玉米廢料到治病良藥——
Adam Koval?ík正用化學(xué)點(diǎn)亮未來。他說:
現(xiàn)在我獲得了這樣的認(rèn)可,只能說——這感覺,太酷啦!
而他所在的研究團(tuán)隊,正在全力推動新抗病毒藥物開發(fā),為RNA病毒防治開辟新路徑。