我國農(nóng)藥創(chuàng)新研究回顧及思考

宋寶安，吳 劍，李向陽

(貴州大學(xué)綠色農(nóng)藥與農(nóng)業(yè)生物工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地/教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州大學(xué)精細(xì)化工研究開發(fā)中心，貴州 貴陽 550025)

經(jīng)過近70年的發(fā)展，目前我國已經(jīng)成為世界上最大的原藥生產(chǎn)國。農(nóng)藥產(chǎn)量和出口量已占據(jù)世界農(nóng)藥市場的主導(dǎo)地位。我國的農(nóng)藥工業(yè)是在仿制國外品種的基礎(chǔ)上發(fā)展壯大起來的，農(nóng)藥的創(chuàng)新研究經(jīng)歷了仿制、仿創(chuàng)結(jié)合及自主創(chuàng)新幾個階段。在國家相關(guān)部門的支持下，我國的新農(nóng)藥創(chuàng)制事業(yè)得到了前所未有的發(fā)展，取得了極大的突破，特別是近10年來，我國農(nóng)藥創(chuàng)制研究者在新農(nóng)藥的基礎(chǔ)研究方面開展了大量的研究工作，在農(nóng)藥靶標(biāo)的發(fā)現(xiàn)、作用機(jī)制的研究、新農(nóng)藥先導(dǎo)發(fā)現(xiàn)平臺等方面取得了重大的研究進(jìn)展，創(chuàng)新了一些農(nóng)藥先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)理論、方法和平臺，一批具有潛在開發(fā)價值的活性新先導(dǎo)及候選藥物。從2015年起，農(nóng)業(yè)部在全國全面推進(jìn)實(shí)施農(nóng)藥使用量零增長行動方案，關(guān)鍵是落實(shí)“三改進(jìn)三推進(jìn)三減少一提高”，大力推進(jìn)農(nóng)藥減量控害，積極探索出產(chǎn)業(yè)高效、產(chǎn)品安全、資源節(jié)約、環(huán)境友好的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展之路。新《農(nóng)藥管理?xiàng)l例(修訂草案)》發(fā)布，統(tǒng)一農(nóng)藥生產(chǎn)管理、嚴(yán)查市場、嚴(yán)管使用！體現(xiàn)了創(chuàng)新、綠色、服務(wù)、數(shù)字、安全、從嚴(yán)六大新精神，安全科學(xué)用藥，《農(nóng)藥管理?xiàng)l例》實(shí)施使農(nóng)藥登記更嚴(yán)格、使用更安全。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更趨合理，提升了農(nóng)藥清潔化水平。創(chuàng)制出一批高效、安全、環(huán)境友好型新品種、新制劑，在農(nóng)業(yè)病蟲草害防控中發(fā)揮積極作用。現(xiàn)在我國新農(nóng)藥創(chuàng)制體系不斷完善，創(chuàng)新能力和競爭力不斷提高，引導(dǎo)農(nóng)藥工業(yè)以企業(yè)為主體的技術(shù)創(chuàng)新格局正在形成，技術(shù)創(chuàng)新活動由國家行為轉(zhuǎn)向企業(yè)行為的基礎(chǔ)正在確定，我國已成為世界上具有新農(nóng)藥創(chuàng)制能力的國家。

1 我國農(nóng)藥創(chuàng)新研究簡要?dú)v史回顧

我國現(xiàn)代農(nóng)藥創(chuàng)新研究的起步整體晚于歐美國家。在二十世紀(jì)40、50年代，僅有少數(shù)學(xué)者開展農(nóng)藥相關(guān)的研究工作。如：1949年，黃耀曾、黃瑞綸等在有機(jī)汞類殺菌劑方面開展大量的研究工作，并將其作為種子消毒劑使用[1]。新中國成立以后，北京農(nóng)業(yè)大學(xué)、南開大學(xué)相繼開設(shè)了農(nóng)藥專業(yè)，并先后不斷地培養(yǎng)了大批農(nóng)藥專業(yè)研究生，為農(nóng)藥行業(yè)輸送一批批高級專門人才，為農(nóng)藥創(chuàng)新研究工作奠定了基礎(chǔ)。二十世紀(jì)50年代到60年代中后期，我國農(nóng)藥學(xué)者胡秉方、陳萬義、陳茹玉、邱桂芳、楊華錚、楊石先、陳天池、李正名、李毓桂等在有機(jī)磷農(nóng)藥的研究方面作了大量研究工作，并在國內(nèi)主流的期刊上發(fā)表了許多關(guān)于有機(jī)磷農(nóng)藥研究的學(xué)術(shù)論文。在這期間，我國也先后產(chǎn)業(yè)化了一批有機(jī)氯、有機(jī)磷以及氨基甲酸酯類農(nóng)藥。我國農(nóng)藥事業(yè)的科研、高等教育和研發(fā)產(chǎn)業(yè)化方面的工作，為后來的從仿制到仿創(chuàng)結(jié)合直至創(chuàng)制為主打下良好的基礎(chǔ)，形成了良好的開端[2]。

隨著有機(jī)汞、有機(jī)氯、有機(jī)磷、氨基甲酸酯等農(nóng)藥的負(fù)面效應(yīng)凸顯，國家先后逐漸對部分農(nóng)藥品種進(jìn)行了“減產(chǎn)和禁用”。于此同時，為了尋找高效低毒的品種，經(jīng)過我國科學(xué)家的不斷努力和扎實(shí)的工作，發(fā)現(xiàn)了諸如乙基大蒜素、井岡霉素等品種，二十世紀(jì)70年初，沈陽化工研究院張少銘先生等人研究和產(chǎn)業(yè)化多菌靈，并在小麥赤霉病中發(fā)揮了重大作用[3]。這期間，國內(nèi)先后仿制了稻瘟凈、異稻瘟凈、克瘟散等有機(jī)磷品種，研發(fā)了如托布津、甲基硫菌靈、硫菌靈、甲霜靈等高效內(nèi)吸性殺菌劑，一系列三唑類殺菌劑如三唑醇、三唑酮、烯唑醇、丙環(huán)唑等也陸續(xù)產(chǎn)業(yè)化，并應(yīng)用到我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中[2]。

改革開放以來，我國的專利法歷經(jīng)了多次修改[4]，給我國農(nóng)藥工作者帶來巨大挑戰(zhàn)的同時，也帶來了前所未有的歷史機(jī)遇，促成了我國農(nóng)藥的創(chuàng)新進(jìn)一步與國際接軌，加速了我國由以仿為主，仿創(chuàng)并舉向自主創(chuàng)新的新時期的到來[2]。

上世紀(jì)90年代中后期(“九五”計(jì)劃期間)，在國家相關(guān)部門的大力支持下，先后建成了北、南兩個農(nóng)藥創(chuàng)制(工程)中心，形成了沈陽化工研究院和南開大學(xué)為主的北方中心和以及以江蘇、湖南、浙江、上海院所為主的南方中心；共形成了六個農(nóng)藥創(chuàng)制基地，并支持了一些其他有研發(fā)能力的高等學(xué)校、科研院所以及40余家企業(yè)建立農(nóng)藥創(chuàng)新研究中心、重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中間試驗(yàn)車間或產(chǎn)業(yè)化示范企業(yè)。隨后的“十五”、“十一五”以及“十二五”期間，國家都將農(nóng)藥創(chuàng)制、科技攻關(guān)和“十一五”及“十二五”科技支撐項(xiàng)目列為重要課題，加之國家“863”、“973”以及國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的持續(xù)和大力支持，使我國農(nóng)藥新品種的研發(fā)和關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)工作出現(xiàn)了扎扎實(shí)實(shí)又欣欣向榮的局面，出現(xiàn)了一批創(chuàng)新品種、關(guān)鍵技術(shù)以及新農(nóng)藥的創(chuàng)制研究理論。經(jīng)過近二十年的努力，由科技攻關(guān)和技術(shù)支撐項(xiàng)目取得臨時登記證的創(chuàng)制品種已有50余個。創(chuàng)制新品種和技術(shù)創(chuàng)新，特別是關(guān)鍵技術(shù)的突破，極大地提高了我國農(nóng)藥工業(yè)的整體水平。使我國成為新農(nóng)藥具有自主創(chuàng)新能力的國家[5]。

2 我國新農(nóng)藥創(chuàng)制研發(fā)體系建設(shè)概況

近二十年來，我國加大了新農(nóng)藥創(chuàng)制的投入，建立了一批國家級、省部級的農(nóng)藥科技創(chuàng)新平臺，并在國家各種創(chuàng)新體系的支持下，初步形成了新農(nóng)藥自主創(chuàng)新的研發(fā)體系和創(chuàng)制方法，并在此基礎(chǔ)上創(chuàng)制了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)制品種。

2.1 我國新農(nóng)藥研發(fā)平臺建設(shè)概況

2.1.1 國家級農(nóng)藥科技創(chuàng)新平臺

2.1.1.1 國家南方農(nóng)藥創(chuàng)制中心 該中心建立于1995年，并于2001年1月經(jīng)國家科技部驗(yàn)收通過進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，包括浙江、上海、江蘇、湖南四個基地，中心的主要任務(wù)是基于我國綠色農(nóng)藥研究的重大需求去尋找新先導(dǎo)結(jié)構(gòu)和作用靶標(biāo)這一關(guān)鍵科學(xué)問題出發(fā)，構(gòu)建基于生物學(xué)知識、計(jì)算機(jī)技術(shù)及現(xiàn)代化學(xué)合成技術(shù)的農(nóng)藥發(fā)現(xiàn)的創(chuàng)新研究體系。在此基礎(chǔ)上，開展低用量、超高效、環(huán)境生態(tài)友好新農(nóng)藥的發(fā)現(xiàn)和研究工作，為突破我國自主創(chuàng)新農(nóng)藥研究開發(fā)的瓶頸提供理論與技術(shù)上的指導(dǎo)，為我國環(huán)境生態(tài)及工農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展奠定綠色農(nóng)藥的理論及技術(shù)基礎(chǔ)。

2.1.1.2 農(nóng)藥國家工程研究中心 該經(jīng)國家計(jì)委批準(zhǔn)依托南開大學(xué)于1996年開始建設(shè)的，建設(shè)單位是南開大學(xué)元素有機(jī)化學(xué)研究所。農(nóng)藥國家工程研究中心的主要任務(wù)和目標(biāo)是開展新農(nóng)藥創(chuàng)制，開展新農(nóng)藥開發(fā)研究，開展新農(nóng)藥工程化研究，完成科研成果向生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化。

2.1.1.3 新農(nóng)藥創(chuàng)制與開發(fā)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 新農(nóng)藥創(chuàng)制與開發(fā)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室依托沈陽化工研究院，實(shí)驗(yàn)室是可以促進(jìn)我國的農(nóng)藥創(chuàng)制研究從分子設(shè)計(jì)開始就牢牢掌握對環(huán)境友好的指標(biāo)，自始至終考慮對新結(jié)構(gòu)化合物的安全評價和環(huán)境評價，提倡超高效性農(nóng)藥，以有效改善對環(huán)境的影響。尋求具有新功能、新作用機(jī)制的新活性物，克服原來的不足，增進(jìn)與環(huán)境的相容性。同時注意植物調(diào)控物質(zhì)的研究，研究如何控制有害生物體的生長、發(fā)育和繁殖，提高生物選擇性。把技術(shù)創(chuàng)新作為關(guān)鍵環(huán)節(jié)，及時掌握國際前沿動態(tài)，力爭使我國成為能發(fā)明具有自主知識產(chǎn)權(quán)新農(nóng)藥的國家。

2.1.1.4 國家農(nóng)藥創(chuàng)制工程技術(shù)研究中心 國家農(nóng)藥創(chuàng)制工程技術(shù)研究中心是2005年12月經(jīng)國家科技部批準(zhǔn)，依托湖南化工研究院組建國家農(nóng)藥創(chuàng)制研究，主要從事新農(nóng)藥創(chuàng)制、農(nóng)藥原藥及中間體工程化、農(nóng)藥產(chǎn)品化學(xué)、農(nóng)藥殘留化學(xué)、生態(tài)毒理、環(huán)境行為、農(nóng)藥生物學(xué)、化工分析檢測、儀器儀表計(jì)量檢定等領(lǐng)域的研究與開發(fā)及技術(shù)服務(wù)。

2.1.1.5 國家生物農(nóng)藥工程技術(shù)研究中心 該中心依托湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，于2011年1月7日由國家科技部批準(zhǔn)的生物農(nóng)藥工程技術(shù)研究單位，實(shí)驗(yàn)室主要開展生物農(nóng)藥關(guān)鍵性及共性技術(shù)的研究，在相關(guān)技術(shù)成果集成基礎(chǔ)上開展生物農(nóng)藥的工程化與產(chǎn)業(yè)化開發(fā)研究。最終建成我國乃至國際上生物農(nóng)藥研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用研究的技術(shù)平臺和相關(guān)研發(fā)人才的培養(yǎng)基地，為我國生物農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供重要的技術(shù)支撐。

2.1.1.6 綠色農(nóng)藥與農(nóng)業(yè)生物工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地 該實(shí)驗(yàn)室依托于貴州大學(xué)綠色農(nóng)藥與農(nóng)業(yè)生物工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(精細(xì)化工研究開發(fā)中心)，實(shí)驗(yàn)室主要圍繞解決制約我國糧食安全、農(nóng)作物有害生物防控及農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的重大問題，以西部生物資源為導(dǎo)向，開展綠色農(nóng)藥創(chuàng)制和分子靶標(biāo)發(fā)現(xiàn)、有害生物持續(xù)控制技術(shù)、農(nóng)藥分析與環(huán)境效應(yīng)和綠色合成技術(shù)研究。

2.1.2 省部級農(nóng)藥科技創(chuàng)新平臺 除了上述國家級新農(nóng)藥創(chuàng)制平臺之外，我國也相繼成立了一批省部級新農(nóng)藥創(chuàng)制實(shí)驗(yàn)室。

2.1.2.1 由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院聯(lián)合組建的農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥化學(xué)及應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室。

2.1.2.2 依托于華南農(nóng)業(yè)大學(xué)的天然農(nóng)藥與化學(xué)生物學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 主要從事植物源農(nóng)藥、植物保護(hù)劑、農(nóng)藥殘留和環(huán)境毒理、有害生物抗性機(jī)制與抗性治理、農(nóng)藥劑型加工與應(yīng)用、農(nóng)藥生物技術(shù)和新農(nóng)藥設(shè)計(jì)與合成等方面的研究工作。

2.1.2.3 依托于貴州大學(xué)綠色農(nóng)藥與農(nóng)業(yè)生物工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 主要從事綠色農(nóng)藥設(shè)計(jì)、合成及靶標(biāo)發(fā)現(xiàn)與作用機(jī)制研究、綠色農(nóng)藥及功能分子的合成方法學(xué)研究、農(nóng)藥分析與環(huán)境效應(yīng)、農(nóng)作物重大病蟲害持續(xù)控制研究工作。

2.1.2.4 依托華中師范大學(xué)的農(nóng)藥與化學(xué)生物學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 主要從事綠色農(nóng)藥的分子設(shè)計(jì)與合成、新農(nóng)藥創(chuàng)制中的有機(jī)合成方法學(xué)研究、農(nóng)藥殘留分析與環(huán)境化學(xué)、與農(nóng)藥藥理相關(guān)的分子生物學(xué)等方面的研究工作。

2.1.2.5 依托中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的植物生長調(diào)節(jié)劑教育部工程研究中心 其是在中國農(nóng)業(yè)大學(xué)作物化學(xué)控制研究中心基礎(chǔ)上，整合校內(nèi)外力量建設(shè)起來的，是目前植物生長物質(zhì)領(lǐng)域唯一的部級工程研究中心。

2.2 我國新農(nóng)藥創(chuàng)制體系發(fā)展情況 從“七·五”(1985～1989)以來開始，我國就有自主農(nóng)藥品種的問世，但我國真正的新農(nóng)藥創(chuàng)制要從“九·五”開始，特別是南北兩個農(nóng)藥創(chuàng)制中心的建設(shè)，標(biāo)志著我國農(nóng)藥創(chuàng)制研究的正式起步；“十·五”期間，主要進(jìn)行新農(nóng)藥創(chuàng)制研究與產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)；“十一·五”期間主題是：農(nóng)藥創(chuàng)制工程；“十二·五”期間，在前期工作的基礎(chǔ)上，國家“十二·五”科技支撐計(jì)劃，綠色生態(tài)農(nóng)藥的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，主要對前面發(fā)現(xiàn)的候選藥物進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化開發(fā)[6～8]。“十三·五”期間，在農(nóng)藥肥料“雙減”的大背景下，國家先后相繼支持了一批重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目，并陸續(xù)啟動，目的是為了發(fā)現(xiàn)和產(chǎn)業(yè)化一批高效低風(fēng)險的農(nóng)藥小分子，并在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中進(jìn)行推廣使用。例如：貴州大學(xué)牽頭國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目——《高效低風(fēng)險小分子農(nóng)藥和制劑研發(fā)與示范》，擬圍繞解決我國主要作物病蟲草害防治藥劑品種與劑型老化、抗藥性加劇以及替代傳統(tǒng)農(nóng)藥的小分子農(nóng)藥、新劑型缺乏等實(shí)際問題，以我國重要的蔬菜病毒病害、抗性看麥娘雜草、水稻飛虱等有害生物為研究對象，開展高效低風(fēng)險小分子農(nóng)藥研發(fā)與示范。

此外，近二十年來，上百個各類國家自然科學(xué)基金(NSFC)、863計(jì)劃以及973計(jì)劃等項(xiàng)目也對我國新農(nóng)藥的創(chuàng)制提供了大力的資金支持。其中，在國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目主要包括：農(nóng)藥化學(xué)基礎(chǔ)研究；生物合理設(shè)計(jì)綠色農(nóng)藥的分子基礎(chǔ)研究(南開大學(xué))；丙酯草醚的代謝、作用機(jī)理、構(gòu)效關(guān)系與環(huán)境行為研究(中科院上海有機(jī)所)；農(nóng)藥抗性機(jī)制及反抗性農(nóng)藥分子設(shè)計(jì)(華中師大)；重大病毒病導(dǎo)向的綠色農(nóng)藥化學(xué)研究(貴州大學(xué))；生態(tài)農(nóng)藥的分子設(shè)計(jì)與作用機(jī)制(貴州大學(xué))；生態(tài)農(nóng)藥創(chuàng)制的化學(xué)生物學(xué)基礎(chǔ)(華中師大)。973重大基礎(chǔ)研究計(jì)劃主要包括：綠色農(nóng)藥的分子設(shè)計(jì)及先導(dǎo)靶標(biāo)的發(fā)現(xiàn)(2003～2008)(華東理工大學(xué))；分子靶標(biāo)導(dǎo)向的綠色化學(xué)農(nóng)藥創(chuàng)新研究(2010～2014)(華東理工大學(xué))。國家公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)：農(nóng)作物主要病蟲害新藥劑、新劑型研究與應(yīng)用技術(shù)集成(2012～2016)(貴州大學(xué))。

在這些項(xiàng)目和資助體系的資助下，我國在新農(nóng)藥的基礎(chǔ)理論研究和新農(nóng)藥創(chuàng)制方法等的研究方面取得了初步的進(jìn)展，形成了初步的科技創(chuàng)新基礎(chǔ)理論體系和方法，完成了人才積累、知識積累、階段成果的積累和創(chuàng)新體系的建設(shè)，我國的農(nóng)藥創(chuàng)制工作已進(jìn)入瓶頸突破期。

3 農(nóng)藥科技創(chuàng)新成果初步顯現(xiàn)

長期以來，我國學(xué)者在新農(nóng)藥創(chuàng)制理論模型方面的研究相對薄弱，沒有足夠的發(fā)言權(quán)，很少有中國學(xué)者的工作作為主流的模型為國際學(xué)術(shù)界所承認(rèn)。我國科學(xué)家圍繞農(nóng)作物重大病蟲草害，以作物健康為中心，綠色發(fā)展和農(nóng)藥減量為前提，開展了綠色新農(nóng)藥的創(chuàng)制。在殺菌抗病毒方面，開展以超高效、調(diào)控和免疫為特征的分子靶標(biāo)導(dǎo)向的新型殺菌抗病毒藥劑的創(chuàng)新研究。針對水稻、蔬菜和煙草等主要農(nóng)作物上的病害，建立了基于分子靶標(biāo)的篩選模型，開展了殺菌抗病毒作用靶標(biāo)及反應(yīng)機(jī)理研究，發(fā)展了基于靶標(biāo)發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)化合物的新思路。近幾年來，我們在殺菌抗病毒新靶標(biāo)和先導(dǎo)發(fā)現(xiàn)理論和方法等方面取得顯著的成績，提出了多個原創(chuàng)性的模型和方法，產(chǎn)生了顯著的國際影響。例如，貴州大學(xué)針對南方水稻黑條矮縮病毒，建立了基于PEG介導(dǎo)的南方水稻黑條矮縮病毒篩選模型，可以快速有效地篩選抗該病毒的藥劑[9]；中國科學(xué)院天然產(chǎn)物化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室郝小江課題組和南開大學(xué)范志金教授提出和建立了基于TMV-GFP的抗植物病毒藥物篩選模型[10]，可快速直觀地判斷抗植物病毒藥物是否作用于煙草花葉病毒外殼蛋白；沈陽化工研究院劉長令教授提出了獨(dú)特的基于“中間體衍生化方法”的農(nóng)藥先導(dǎo)發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新，并在國際權(quán)威雜志《Chemical Reviews》撰寫了文章“Application of the Intermediate Derivatization Approach in Agrochemical Discovery”，詳細(xì)地介紹了該方法的實(shí)質(zhì)與應(yīng)用，產(chǎn)生了較廣泛影響[11]；此外，華東理工大學(xué)提出了基于分子三維形狀及藥效團(tuán)特征的相似性比較進(jìn)行骨架越遷尋找新活性母核，并在此基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)了多個活性母體[12]，對于提高虛擬篩選的命中率以及骨架躍遷的效率具有重要的意義。

基于基礎(chǔ)理論和方法，依托各類創(chuàng)新平臺和項(xiàng)目，創(chuàng)新能力顯現(xiàn)，并先后取得了一批創(chuàng)新性成果和產(chǎn)品。我國的新化合物合成能力已達(dá)到3 萬個/ 年，篩選能力達(dá)到6 萬個/年。在殺菌抗病毒劑創(chuàng)制方面，創(chuàng)制出毒氟磷、丁香菌酯、氰烯菌酯、噻唑鋅、丁吡嗎啉、氟唑活化酯、甲噻誘胺、甲磺酰菌唑、苯噻菌酯、氯苯醚酰胺、氟苯醚酰胺、二氯噁菌唑、氟芐噁唑砜、香草縮醛病醚等多個具有自主知識產(chǎn)權(quán)的綠色新農(nóng)藥，具有很好的防治效果，對我國綠色農(nóng)藥的創(chuàng)新研究具有極大的推動作用；在殺蟲劑和殺線蟲劑創(chuàng)制方面，我國戰(zhàn)略目標(biāo)轉(zhuǎn)向高活性、易降解、低殘留及對非靶標(biāo)生物和環(huán)境友好的藥劑研究，并在新理論、新技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)制上取得了系列進(jìn)展，創(chuàng)制出哌蟲啶、環(huán)氧蟲啶、戊吡蟲胍、環(huán)氧啉、叔蟲肟脲、硫氟肟醚、氯溴蟲腈、丁烯氟蟲腈、氯氟氰蟲酰胺、氯蟲酰胺和噁線乙醚等新型農(nóng)藥；在除草劑方面，建立了基于活性小分子與作用靶標(biāo)相互作用研究的農(nóng)藥生物合理設(shè)計(jì)體系，形成了具有自身特色的新農(nóng)藥創(chuàng)制體系，構(gòu)建了雜草對除草劑的抗性機(jī)制及反抗性農(nóng)藥分子設(shè)計(jì)模型，創(chuàng)制出環(huán)吡氟草酮、喹草酮和甲基喹草酮等新品種；在有害生物抗藥性方面，植物病害化學(xué)防治的科技水平得到快速提高，藥劑的作用靶標(biāo)、病原菌和雜草抗藥性分子機(jī)制取得明顯進(jìn)展；同時，在重要害蟲雜草抗藥性的基礎(chǔ)理論、抗藥性監(jiān)測與治理研究等方面取得了長足進(jìn)展。

我國農(nóng)藥創(chuàng)新研究水平進(jìn)一步提高，主要體現(xiàn)在新功能蛋白的發(fā)現(xiàn)和新的可藥性靶標(biāo)的驗(yàn)證。如揭示了毒氟磷抗TMV的作用機(jī)制為激活HrBP1[13]，其潛在作用靶標(biāo)可能是SRBSDV P9-1[14]；研究了寧南霉素抑制TMV CP復(fù)制的靶標(biāo)[15]；發(fā)現(xiàn)了XoFabV是抗水稻白葉枯病藥物的潛在靶標(biāo)[16]；研究了氨基寡糖和嘧肽霉素對水稻的免疫誘抗機(jī)制、植物激活蛋白PeaT1的誘導(dǎo)活性機(jī)制、殺菌劑丁吡嗎啉的作用機(jī)制、植物誘導(dǎo)抗病激活劑甲噻誘胺、氟唑活化酯和大黃素甲醚的作用機(jī)理。相繼發(fā)現(xiàn)了一些殺蟲劑的潛在靶標(biāo)，如果蠅的毒蕈堿樣乙酰膽堿受體mAChR的確認(rèn)[17]；亞洲玉米螟幾丁質(zhì)酶OfChtI的晶體結(jié)構(gòu)及其與寡糖底物的復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)解析[18]。

我國農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)化研究和田間應(yīng)用技術(shù)進(jìn)展顯著，如貴州大學(xué)等通過無溶劑催化合成，建成了年產(chǎn)200噸原粉生產(chǎn)裝置，總收率達(dá)80%，純度98%，實(shí)現(xiàn)了我國第一個仿生合成的植物免疫激活抗病毒新農(nóng)藥毒氟磷的節(jié)能減排和清潔化生產(chǎn)。貴州大學(xué)針對近年來我國南方水稻黑條矮縮病危害情況，提出了基于植株免疫防病與切斷媒介昆蟲傳毒相結(jié)合的“控蟲治病”策略，以毒氟磷為核心，構(gòu)建了藥物種子處理、藥物健身栽培和大田蟲病藥物協(xié)調(diào)使用的全程免疫防控的技術(shù)，并在全國進(jìn)行了大面積推廣應(yīng)用。創(chuàng)新性地研發(fā)了以毒氟磷防治作物病毒病及吡蚜酮防治媒介昆蟲為核心的應(yīng)用技術(shù)，創(chuàng)新提出了抗病毒藥物與媒介昆蟲防治藥物聯(lián)用的全程免疫控害新策略，成功構(gòu)建了以毒氟磷免疫激活防病、毒氟磷與吡蚜酮種子處理、秧田重點(diǎn)保護(hù)和分蘗期協(xié)同作用的成套控害新技術(shù)，通過試驗(yàn)示范和應(yīng)用推廣，解決了農(nóng)作物病毒病防控重大難題，防治效果大于70%，畝增產(chǎn)大于100kg，減少農(nóng)藥用量20%以上，增收節(jié)支效果突出，提升了我國水稻病毒病及其媒介昆蟲全程免疫防控技術(shù)水平，該研究成果獲2014年國家科技進(jìn)步二等獎。此外，沈陽中化農(nóng)藥化工研發(fā)有限公司創(chuàng)制開發(fā)的殺螨劑乙唑螨腈、湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)制開發(fā)的大黃素甲醚、江蘇省農(nóng)藥研究所股份有限公司創(chuàng)制的氰烯菌酯、浙江新農(nóng)化工股份有限公司創(chuàng)制開發(fā)的噻唑鋅等新農(nóng)藥在產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和田間應(yīng)用上均取得了顯著效果。

4 我國新農(nóng)藥創(chuàng)新過程中存在問題分析

毋庸置疑，在我國新農(nóng)藥創(chuàng)制投入不足的情況下，當(dāng)前我國在農(nóng)藥創(chuàng)新從新化合物的設(shè)計(jì)與合成、化合物的生物活性篩選以及作用機(jī)制的研究等方面開展工作，形成的農(nóng)藥科技創(chuàng)新基礎(chǔ)理論體系和新農(nóng)藥發(fā)現(xiàn)平臺等方面取得成就是巨大的。然而，在發(fā)展過程中，或多或少也存在如下一些問題。

4.1 我國農(nóng)藥企業(yè)在新農(nóng)藥的創(chuàng)制方面能力極弱 我國擁有2 000余家農(nóng)藥企業(yè)，但真正計(jì)入到新農(nóng)藥創(chuàng)制的企業(yè)寥寥可數(shù)，只有極少數(shù)的企業(yè)參與到新農(nóng)藥的創(chuàng)制中來，大多數(shù)企業(yè)靜不下心或不愿投入更多的經(jīng)費(fèi)搞新農(nóng)藥的創(chuàng)制研究，而是一味的爭搶專利，但由于技術(shù)的滯后性使我國農(nóng)藥企業(yè)并沒有競爭優(yōu)勢。

4.2 我國原始創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)偏少 目前發(fā)現(xiàn)的大多結(jié)構(gòu)均是基于國外已有品種的化學(xué)結(jié)構(gòu)，許多品種都是經(jīng)過“me too”的途徑獲得，真正屬于原始創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)為數(shù)不多，這就在創(chuàng)制過程中帶來能否獲得知識產(chǎn)權(quán)的風(fēng)險；此外，“me too”得到的結(jié)構(gòu)即使在某些方面比先導(dǎo)結(jié)構(gòu)具有優(yōu)勢，但使用者往往因?yàn)椤跋热霝橹鳌保沟眠@些產(chǎn)品在市場上的競爭力量薄弱。

4.3 創(chuàng)制產(chǎn)品的登記工作不積極 創(chuàng)制品種能夠獲得登記也是新農(nóng)藥創(chuàng)制研究者期望達(dá)到的最終目標(biāo)，當(dāng)前盡管已有多個產(chǎn)品具有產(chǎn)業(yè)化前景，但由于登記實(shí)驗(yàn)費(fèi)用以及企業(yè)對將來市場的“憂慮”，導(dǎo)致與科研院所合作的企業(yè)登記工作開展不積極，企業(yè)往往不愿投入更多資金開展登記工作，導(dǎo)致許多臨時轉(zhuǎn)正式登記工作沒有及時跟上，目前，許多獲得過臨時登記的產(chǎn)品現(xiàn)在早已經(jīng)處于無效狀態(tài)。

4.4 創(chuàng)制產(chǎn)品的應(yīng)用技術(shù)開發(fā)跟不上 從當(dāng)前我國新農(nóng)藥創(chuàng)制方面取得的成果看來，一些科研院所只注重實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)制，在此基礎(chǔ)上雖然發(fā)表了許多優(yōu)秀的論文，為新農(nóng)藥的創(chuàng)制奠定了基礎(chǔ)，也有些科研成果進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化，但存在不注重后期應(yīng)用技術(shù)開發(fā)的現(xiàn)象，特別是不太注重后期推廣示范應(yīng)用，這可能是我國自主產(chǎn)品市場占有率極低的原因之一，當(dāng)然也是我國一些具有自主知識產(chǎn)權(quán)的品種在獲得臨時登記后未進(jìn)行進(jìn)一步的“轉(zhuǎn)正登記”的原因之一。

5 對我國農(nóng)藥創(chuàng)新的幾點(diǎn)思考

5.1 我國的新農(nóng)藥創(chuàng)制要從傳統(tǒng)的仿制體系走向自主創(chuàng)新與協(xié)同創(chuàng)新體系 當(dāng)前，我國許多具有自主知識產(chǎn)權(quán)的品種走的依然是傳統(tǒng)的仿制路線，這些產(chǎn)品或多或少存在技術(shù)來源將受制、與同類產(chǎn)品相互價格競爭激烈、利潤低廉，處于價值鏈的低端等特點(diǎn)，要提高自主產(chǎn)品的競爭力，我們必須從傳統(tǒng)的仿制體系走向自主創(chuàng)新與協(xié)同創(chuàng)新體系，要鼓勵企業(yè)、高校、科研院所、管理部門、協(xié)會等進(jìn)行協(xié)同創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥自主產(chǎn)品的跨越。

5.2 加快農(nóng)藥行業(yè)整合，促進(jìn)企業(yè)規(guī)模化、集約化運(yùn)營，同時引導(dǎo)和促進(jìn)我國小型企業(yè)轉(zhuǎn)型，在相關(guān)部門的引導(dǎo)下，形成從創(chuàng)制開始一直到田間使用的體系 當(dāng)前，我國現(xiàn)在擁有2000余家農(nóng)藥企業(yè)，在產(chǎn)品上存在“同質(zhì)低效，惡性競爭”的現(xiàn)象，一些品種(如：吡蟲啉、阿維菌素等)扎堆出現(xiàn)，也會帶來嚴(yán)重的環(huán)境問題，這種現(xiàn)狀的存在其實(shí)不利于企業(yè)的生存，也很難產(chǎn)生具有國際競爭力的大企業(yè)。因此，出臺一些可行的政策，同時加大綠色新農(nóng)藥研發(fā)投入、鼓勵產(chǎn)品創(chuàng)新、改善產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，從現(xiàn)有的2000余家從中產(chǎn)生100家國內(nèi)有影響的企業(yè)、10-20家具有國際競爭力企業(yè)。剩下的小企業(yè)：做應(yīng)用技術(shù)、植保服務(wù)商，轉(zhuǎn)型為植保服務(wù)機(jī)構(gòu)，形成獨(dú)有的新農(nóng)藥創(chuàng)制研究體系。

5.3 在綠色新農(nóng)藥的創(chuàng)制技術(shù)層面上，要基于靶標(biāo)導(dǎo)向、天然產(chǎn)物導(dǎo)向、中間體衍生化的農(nóng)藥創(chuàng)新策略 如前所述，我國當(dāng)前創(chuàng)制登記的許多品種均是通過“me too”得到的，多數(shù)為現(xiàn)有產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)類似物，在結(jié)構(gòu)上并沒有全新的產(chǎn)品出現(xiàn)，盡管也取得自主知識產(chǎn)權(quán)，但與“me too”前的產(chǎn)品相比，缺乏競爭力。因此，我國的新農(nóng)藥要在原始結(jié)構(gòu)上要有所創(chuàng)新、在作用機(jī)制上要有別于現(xiàn)有品種、在效果上更高效，更具有選擇性，就必須基于靶標(biāo)為導(dǎo)向、天然產(chǎn)物為導(dǎo)向以及中間體衍生化的農(nóng)藥創(chuàng)新策略，只有如此，才能夠有望獲得原始創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)。

5.4 要加大對生物活性篩選平臺的建設(shè)力度，包括生物活性篩選方法、以及篩選范圍，同時大力提倡平臺共享 在新農(nóng)藥的創(chuàng)制中，生物活性評價是十分重要、不可缺少的一個環(huán)節(jié)，如果活性評價方法不合理、活性平臺不完善，往往導(dǎo)致很多化合物“漏篩”。例如：某個化合物可能沒有殺菌活性，但其可能具有很好的殺蟲活性或者除草活性，現(xiàn)有的殺蟲劑品種“氟苯蟲酰胺”就是在測定二甲酰胺類化合物的除草活性過程中發(fā)現(xiàn)了其先導(dǎo)結(jié)構(gòu)具有一定的殺蟲活性，并在其先導(dǎo)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上經(jīng)過優(yōu)化得到的，并形成了一個當(dāng)今十分有影響力、作用機(jī)制不同于以往農(nóng)藥品種的殺蟲劑品種，隨后便有了相同作用機(jī)制的“氯蟲苯甲酰胺”等大品種。因此，一個完整和廣泛的活性評價平臺和方法十分重要。當(dāng)前國內(nèi)也有如沈陽化工研究院、浙江化工研究院和一些高校的生物活性測試平臺，但由于農(nóng)作物病蟲害多種多樣，“漏篩”的現(xiàn)象在所難免，因此建議大力建設(shè)生物活性篩選平臺，并在相關(guān)部門的協(xié)調(diào)下，實(shí)現(xiàn)平臺共享，提高發(fā)現(xiàn)新產(chǎn)品的幾率。

5.5 新農(nóng)藥創(chuàng)制要“靜心靜氣”，要從“靜心靜氣”中實(shí)現(xiàn)新農(nóng)藥創(chuàng)制過程中質(zhì)的突破 現(xiàn)在的社會是一個充滿競爭的社會，人心惶惶，在這樣的社會環(huán)境下難免受當(dāng)下“浮躁之風(fēng)”的影響，這樣創(chuàng)制出的品種往往會經(jīng)不起市場的考驗(yàn)，其實(shí)新農(nóng)藥創(chuàng)制過程是一個積累的過程，這個過程中不可“急躁”，一定要“靜心靜氣”，要從“靜心靜氣”中實(shí)現(xiàn)新農(nóng)藥創(chuàng)制過程中質(zhì)的突破。當(dāng)前我國的新農(nóng)藥創(chuàng)制正在經(jīng)歷一個積累的過程，如“973”項(xiàng)目所倡導(dǎo)的“基于靶標(biāo)”的新農(nóng)藥創(chuàng)制的觀點(diǎn)，從基礎(chǔ)研究出發(fā)，慢慢積累，必將有一個質(zhì)的飛躍。

5.6 新農(nóng)藥創(chuàng)制需要更多的農(nóng)藥企業(yè)參與進(jìn)來 幾十年來，我國進(jìn)行新農(nóng)藥創(chuàng)制的單位主要是以高校和一些科研單位為主，有一些結(jié)構(gòu)較新的化合物申請專利，但沒有企業(yè)參與進(jìn)來進(jìn)行進(jìn)一步的研究開發(fā)。其實(shí)這些從事新農(nóng)藥創(chuàng)制的科研單位是一個“孤單的隊(duì)伍”，如果與企業(yè)參與進(jìn)來，這些活性化合物或許已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化并大力推廣。近幾年來，一些科研單位(如：沈陽化工研究院、浙江化工研究院等)改制成為企業(yè)，并逐漸推出些候選藥物進(jìn)行開發(fā)，這或許是我國新農(nóng)藥創(chuàng)制的另一個較好的開端。但盡管如此，當(dāng)前的力量還很薄弱。筆者發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前國內(nèi)銷售額前十的農(nóng)藥企業(yè)，沒有一家進(jìn)入到自主創(chuàng)新品種的開發(fā)過程中來，大多數(shù)企業(yè)還是在“啃”國外巨頭公司專利權(quán)到期后剩下的“骨頭”，盡管一些產(chǎn)品“還有味道”，但參與“啃”的企業(yè)多了，競爭大了，變成惡性競爭，整個市場就會亂。我們的農(nóng)藥產(chǎn)品要出新，必須有更多的農(nóng)藥企業(yè)參與進(jìn)來，培養(yǎng)真正屬于自己的品種和品牌。

5.7 在新農(nóng)藥的創(chuàng)制上除了需要政府的投入、也需要政府的引導(dǎo) 毋庸置疑，近幾十年來，在我國新農(nóng)藥的創(chuàng)制方面，主要經(jīng)濟(jì)支助還是來源于政府，政府對新農(nóng)藥的創(chuàng)制事業(yè)付出了極大的努力。相關(guān)的部門可出臺一些政策，引導(dǎo)科研單位、特別是企業(yè)朝著不斷創(chuàng)新的方向努力，將科研院所以及企業(yè)的力量集中起來，朝著一個方向前進(jìn)，才有希望實(shí)現(xiàn)較大的突破。

5.8 積極推進(jìn)以市場為導(dǎo)向、產(chǎn)品為核心的應(yīng)用技術(shù)開發(fā)和引導(dǎo)，集全社會之力，加大對一些有前途的品種的推廣力度，形成影響力和競爭力的品牌 目前，我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的品種也有數(shù)十個，但是由于種種原因，最終獲得正式登記的產(chǎn)品并不多，一些獲得正式登記的產(chǎn)品市場占有率也有限。因此，應(yīng)積極以市場為導(dǎo)向，促進(jìn)這些獲得正式登記產(chǎn)品的應(yīng)用技術(shù)開發(fā)和推廣，同時出臺一些政策，“激活”一些高效、低毒、處于過了“臨時登記有效期”為“轉(zhuǎn)正”的品種(或鼓勵科研和企業(yè)積極開發(fā)和登記現(xiàn)有專利中的高活性、全新結(jié)構(gòu)化合物)進(jìn)行開發(fā)推廣，激勵企業(yè)積極探索營銷手段，或充分利用一些企業(yè)十分成熟的營銷渠道，使其逐漸形成影響力和競爭力的品牌。

總之，經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，在國家相關(guān)部分的支持下，我國的新農(nóng)藥創(chuàng)制事業(yè)得到了前所未有的發(fā)展。在新的形勢下，針對我國農(nóng)藥行業(yè)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、食品安全信任危機(jī)、高效替代品的缺乏、創(chuàng)制產(chǎn)品的市場占有率等方面面臨尷尬局面的情況，我國的農(nóng)藥創(chuàng)新研究要走從傳統(tǒng)仿制體系走向自主創(chuàng)新與協(xié)同發(fā)展、加大開發(fā)推廣省工省力的高效農(nóng)藥及施用技術(shù)、以“生態(tài)為根、農(nóng)藝為本、化學(xué)防控為輔助”為現(xiàn)代植保理念的化學(xué)農(nóng)藥減量工程等創(chuàng)新路徑，要推動包括分子設(shè)計(jì)、作用機(jī)制、工業(yè)化生產(chǎn)、安全性評價等綠色農(nóng)藥技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用。特別是推動國外專利過期高效低風(fēng)險品種國產(chǎn)化進(jìn)程；加快免疫透抗和性誘劑及調(diào)節(jié)劑產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用技術(shù)研發(fā)，推動生態(tài)調(diào)控；研發(fā)高功效農(nóng)藥和航空新型制劑，加強(qiáng)藥種肥一體化進(jìn)程，提高農(nóng)藥利用率和精準(zhǔn)化率及省力化，從而實(shí)現(xiàn)新形勢下的我國農(nóng)藥創(chuàng)新發(fā)展。

此稿為慶祝農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)藥檢定所恢復(fù)建所四十周年為作。