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《瞭望》新闻周刊丨程京:用“芯”让国人更健康

2017-11-07 09:48 信息来源:博奥生物 我要分享:
摘要

中国的国情和医疗现状决定,“治未病”的医学理念更适合我们。中国应建立以中医为主导,与最新科学检测手段相结合,以个体为中心...

  中国的国情和医疗现状决定,“治未病”的医学理念更适合我们。中国应建立以中医为主导,与最新科学检测手段相结合,以个体为中心的身心境大健康管理体系。

  程京小时候经常做一个梦,自己站在山尖上,脚一蹬,就飞了起来。“我特别喜欢飞的东西。”

  几十年后,这位清华大学医学院教授、中国工程院院士,带领团队实现了自己的“飞跃”之梦:他主持建立了国内急需的疾病预测、预防、诊断和预后分子分型芯片技术体系,领导研制了基因、蛋白和细胞分析所需的多种生物芯片,实现了生物芯片所需全线配套仪器的国产化,为我国生物芯片技术和产业发展作出了突出贡献。

  做科研更要用科研

  如同一个微型实验室,诞生于上世纪90年代初的生物芯片技术将原来需要大量仪器才能完成的试验浓缩在了一张邮票大小的芯片上,不仅可以一次性解读大量数据,还可以大大缩短试验时间。因其对医学诊断、新药开发、食品安全等领域都有巨大价值,已成为世界各国科技竞争的重点。

  1999年,国外生物芯片领域卓有成就的程京回到了清华大学。

  “程京的回国不仅带动了一个学科,也带动了我国这一领域产业的发展。”时任清华大学生物系主任的赵南明说。

  多方努力下,回国不到一年的程京组建清华大学控股的生物芯片研发企业,即现在的博奥生物集团有限公司(下称“博奥生物”),并担任总裁。以此为依托,同时建立生物芯片北京国家工程研究中心并担任主任。在程京的带领下,他和团队不断用创新在生物芯片领域刻下了中国印记:数十项具有自主知识产权的产品和服务,300余项全球范围的专利授权,16项博奥生物参与制定的国家标准和行业标准。

  其中,可用于药物筛选的细胞电旋转芯片技术,以技术入股的方式与一家美国公司签订合约,实现了我国在生物领域向发达国家的技术出口;完全由博奥生物自主研发的激光共焦扫描仪,开创了中国高端精密生物分析仪器出口发达国家的先例。“以前较高端的仪器都是我们从外国进口,能把跟生物芯片有关的医疗器械出口到发达国家,相当不易。”赵南明说。

  但这还不是程京的最终目标。他更希望将这些原创的科研成果转化为产品,为百姓所用。

  “转化应用会让很多人因你的工作受益,这会让人有非常强的成就感。”程京说。

  他推崇那种一竿子插到底、临床缺什么就研究什么的科研作风,尤其重视临床医生的意见。对科研方向,他的选择标准就是四个字:多、快、好、省。“多”指检测指标多不多;“快”指检测速度快不快;“好”指检测结果准不准;“省”指检测费用少不少。他认为,按这样的标准做出来的科研成果往往能很好应用于社会。

  2003年“非典”(SARS)爆发,程京带领项目组仅用七天时间就研制出了用于SARS病毒检测的基因芯片,可以比其他方法更快、更准地检测出是否被感染。为生物芯片在我国投入临床应用奠定了基础。

  遗传性耳聋基因检测芯片、结核耐药检测芯片、乙肝耐药基因检测芯片……此后十几年,他们的产品和服务应用于30多个国家和地区的疾病诊断,专利转化率接近50%。程京“让科研成果服务更多民众”的心愿,正通过博奥生物得到实现。

  先天性耳聋是我国最常见的出生缺陷之一,每年持续新增的新生聋儿近3万人。若是及早发现、干预,先天性耳聋患儿也可“聋而不哑”。

  为此,程京率领团队研发出了全球首张遗传性耳聋基因检测芯片。2009年问世至今,全国有超过240万新生儿通过政府民生工程接受了遗传性耳聋基因筛查,发现药物致聋基因携带者6000余人。药物致聋基因属于母系遗传,如果新生儿携带这种致聋基因,那么其母亲、母亲的兄弟姐妹以及母亲姐妹的孩子也全部带有这种基因。通过对这些新生儿及其母系家庭成员发放“用药指南”卡,将避免6万多人因药物使用不当致残。

  “一般科学家喜欢研究自己感兴趣、别人解决不了的事。而程京更愿意将科研跟应用结合,将自己变成了一个企业家、一个社会福利制造者。”程京留学时的同学、与他共事多年的张欣博士评价说。

  跨界者和苦功夫

  尽管在生物芯片领域成绩斐然,但程京最初学的并不是生物。

  他毕业于上海铁道学院电气工程专业,先后在内燃机厂做过工程师,在西南政法大学干过司法鉴定工作,研究电子显微镜及各种分析、鉴定方法。1989年,程京被选送到英国留学,由于涉及DNA鉴定技术,他开始关注生物技术。1992年,从没有生物专业学习背景的程京拿到了我国第一个由国外授予的司法生物学博士学位,随后又成为细胞及分子生物学博士后。

  1994年,一次偶然的机会,他看到美国宾夕法尼亚大学医学院的一则招聘,要求应聘人员本科学工程,研究生学生物学。这个条件就像是为程京量身定制,他在全球70多名应聘者中脱颖而出,师从生物芯片开拓者彼得·威尔丁教授,开始研究生物芯片。

  从电气工程到司法化学,从分子生物学到生物芯片工程,从西医到中医诊断学领域,跨界给程京带来了很多影响。

  不断跨界让程京保持了开放的思想,尤其善于吸纳百家之长。程京的学生、博奥颐和健康科学技术(北京)有限公司总裁孙义民这样告诉记者。

  程京会努力涉足一切他觉得有用的领域——为了制作仪器去学吹玻璃,博士毕业后专门花3个月时间学习企业管理,因为“能把西方管理企业的经验和能力学到手,再回来做技术一定更卓越”。

  跨界经历还为程京带来了独特的视角。他总说,“当别人都用同一种方法做科研时,就需要你逆向思维。”

  学习DNA鉴定技术时,一个重要步骤是提取DNA。DNA大量存在于两种萃取液的交界处,传统方法是通过离心使两种液体分离,再用吸管将交界处的物质吸出。但力度不好掌握,稍有不慎就要重来。因为是老师教授的方法,生物学科班出身的人都没有疑问。程京却想“为什么不改进一下?”他很快找到诀窍:通过缩小试管直径,使液-液交界面变小、增厚,很轻松就可将DNA提取出来。经过机械设计和化学修饰方面的进一步改进,他将这项技术申请了专利,依托这项专利开发了十几种产品。

  “有需要、有兴趣就去做。哪怕看似八竿子打不着也没关系,最后总能实现价值。”程京也这样鼓励自己的学生。


程京院士指导学生做课题 

  但另一方面,程京也强调下苦功夫。

  他遇事爱琢磨,“做梦时也在想”。比如细胞电旋转芯片的设计难题,就是他在洗澡时灵光一现突破的。一位比他研究了更久的专家看到设计图后,惊讶地问:“你是怎么想到的?”“只要一天到晚地想,连续想一两年就出来了。”程京回答。

  在程京看来,科研无捷径。如果希望突然哪一天出现奇迹的话,最好打消这个念头。他追求完美,极其严格。一个方案能修改十几遍,标点也不放过。他没有假日,永远熬夜。这个致力于推广健康管理的人,一年体检一次的时间也没有。

  “程京干起活来是拼命三郎,当了院士以后也这样,这是一般人做不到的。我也接触过很多优秀学生,有人取得一点儿成就就放松了。但程京是奋斗永无止境。”赵南明说。

  敢为人先

  程京留学时,一次开车出游,遇到大雾,所有人都紧跟前车行驶。最后,一串车都停在了稻田里——领头车的车主是一户农民,人家回家了。

  这件事让程京感慨良久:“人要发挥自己的独立思考能力。”

  “不管别人怎么说,如果他通过实践证明这个想法是对的,就会大胆提出来。”孙义民说。程京曾告诉他,“做引领,必须要敢于创新,要敢于提出完全不同于别人的观点,要敢为天下先。”

  2015年,时任美国总统奥巴马提出了“精准医学”计划,一时间,精准医学成为国内外科研关注的焦点。但程京却认为,中美两国国情不同,不能盲目将美国的战略直接搬到中国,“中国人要有属于自己的计划。”

  他提出了“黄帝计划”:“中国的国情和医疗现状决定,‘治未病’的医学理念更适合我们。中国应建立以中医为主导,与最新科学检测手段相结合,以个体为中心的身心境大健康管理体系。”

  他认为,如果将传统医学在未病预测、体质分类和亚健康调理上的经验和分子检测技术、影像技术以及人工智能等先进技术相结合,就能在少花钱的同时,实现国民个性化精细健康管理。

  在程京看来,未来现代中医药体系会是解决健康问题的最佳手段,但我国还未建立一个能从作用和机制上全面阐述传统医药功能的技术体系。而这正是他想做的——借助现代科技手段,分析解释传统医药工作机制,去伪存真,使其为世界接受。

  这项工作并不容易,而且传统医药对程京而言又是全新领域。“一般的人功成名就了,就不冒这个风险了。但程京就敢行动。”赵南明说。

  张欣用“激情”和“无畏”来形容程京。相识二十多年,他从没听程京说过任何一句“我做不成怎么办?”

  如今,“敢想”已有了成果。他们研发出了基于人工智能和图像处理技术的眼象健康成像仪,通过拍照记录眼睛巩膜特征、对不同时段内眼部特征对比,采用计算机分析,可预先发现身体异常,实现了传统医学与现代工程技术的结合。与此同时,博奥生物还与清华大学一起,尝试用新一代基因测序技术分析、阐释传统医学所用天然药物的作用机制。

  在程京的脑海中,未来医疗将前移到家庭,每个人都了解自己的体质和适合的生活方式,通过基因检测等先进技术和仪器,人们每天都能做体检,有问题马上调理,避免发展成大病,医院也将减少。

  “中国人花不多的钱,也能活得很健康。”一直表情严肃的程京说到这里,透出了一丝轻松。那是夜里十点半,他没吃晚饭,一个会议还在等他。