【新京報(bào)】程京院士：分子本草技術(shù)創(chuàng)新中藥方劑，已進(jìn)入臨床研究階段
20多年里，程京帶領(lǐng)中國(guó)生物芯片實(shí)現(xiàn)了從“一貧二白”到“惠及世界”的巨大跨越。
5月30日是全國(guó)科技工作者日。近日，在北京市委宣傳部、市科協(xié)等部門組織開(kāi)展的遴選活動(dòng)中，中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院講席教授、生物芯片北京國(guó)家工程研究中心主任程京當(dāng)選為2023年北京“最美科技工作者”。
在接受采訪時(shí)，他表示，其與團(tuán)隊(duì)研發(fā)的分子本草技術(shù)在創(chuàng)新藥物開(kāi)發(fā)方面展現(xiàn)出了巨大潛力，針對(duì)慢性心力衰竭的全新方劑已經(jīng)進(jìn)入臨床研究階段。
中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院講席教授、生物芯片北京國(guó)家工程研究中心主任程京。鄭新洽 攝
研發(fā)遺傳性耳聾基因檢測(cè)芯片，助力防聾事業(yè)
1963年，程京出生在一個(gè)醫(yī)學(xué)氛圍濃厚的家庭。在求學(xué)時(shí)代，他就完成了“多學(xué)科”的積累。
他本科就讀于上海鐵道大學(xué)（現(xiàn)同濟(jì)大學(xué)）電氣工程專業(yè)，后前往英國(guó)從事司法生物學(xué)研究，其間分別在英國(guó)史查克萊大學(xué)和英國(guó)阿伯丁大學(xué)完成了司法生物學(xué)博士后和分子及細(xì)胞生物學(xué)博士后研究。1994年，他進(jìn)入生物芯片這一工程、技術(shù)和生命科學(xué)交叉的新領(lǐng)域。
1999年，懷揣著發(fā)展我國(guó)生物芯片的理想，作為清華大學(xué)“百名人才引進(jìn)計(jì)劃”第一人，36歲的程京回國(guó)。20多年里，程京帶領(lǐng)中國(guó)生物芯片實(shí)現(xiàn)了從“一貧二白”到“惠及世界”的巨大跨越。
2009年，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)了全球首張遺傳性耳聾基因檢測(cè)芯片，覆蓋了能夠檢測(cè)先天性耳聾、藥物性耳聾、遲發(fā)性耳聾的相關(guān)致聾基因位點(diǎn)。
這張芯片已在我國(guó)20多個(gè)省、自治區(qū)、直轄市被應(yīng)用于新生兒及高危人群遺傳性耳聾篩查民心工程。這項(xiàng)精準(zhǔn)醫(yī)療的標(biāo)志性成果，已為全國(guó)600萬(wàn)以上的新生兒開(kāi)展了免費(fèi)篩查，實(shí)現(xiàn)了耳聾從被動(dòng)康復(fù)到主動(dòng)預(yù)防的重大突破，直接讓16萬(wàn)多名新生兒及其母系家庭成員免于藥物致殘，為國(guó)家節(jié)約了超過(guò)800億元的醫(yī)療支出，中國(guó)也因此成為國(guó)際上規(guī)模最大的遺傳性耳聾基因篩查國(guó)家，在防聾事業(yè)上走在了世界領(lǐng)先地位。
從“非典”到“新冠”，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)走在科技抗疫前線
2003年SARS疫情肆虐期間，程京密切關(guān)注著國(guó)內(nèi)外關(guān)于“非典”致病病原鑒別和SARS病毒基因測(cè)序的進(jìn)展。他十分清楚，只要病毒的全基因測(cè)序結(jié)果一出來(lái)，就意味著這場(chǎng)抗擊“非典”的斗爭(zhēng)找到了突破口。為此，他組織團(tuán)隊(duì)啟動(dòng)SARS病毒檢測(cè)基因芯片研發(fā)項(xiàng)目，力圖找到快速早診SARS的有效途徑。
2003年4月26日凌晨1點(diǎn)43分，程京帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)利用基因芯片首次成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)“非典”病人臨床樣本的檢測(cè)和確認(rèn)。臨床驗(yàn)證和排查工作的結(jié)果表明，SARS病毒檢測(cè)基因芯片在技術(shù)方法的嚴(yán)謹(jǐn)性、發(fā)病早期檢測(cè)、檢測(cè)準(zhǔn)確率和靈敏度等方面均有明顯優(yōu)勢(shì)，為SARS病毒的快速早期臨床診斷提供了可靠高效的方法和途徑。
“我們的芯片被用于為北京市43家‘非典’定點(diǎn)醫(yī)院的所有非典病人開(kāi)展樣本檢測(cè)。最終北京對(duì)外宣布‘非典’解禁，所依據(jù)的就是由這些芯片對(duì)最后有基礎(chǔ)病、出不了院的近百號(hào)病人的樣本進(jìn)行檢測(cè)后所出具的陰性報(bào)告。”
2019年底，在新冠肺炎疫情暴發(fā)初期，作為2003年抗擊SARS的“老兵”，程京主動(dòng)請(qǐng)纓，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)僅用一周時(shí)間，就成功研發(fā)出了全球首款可在1.5小時(shí)同時(shí)檢測(cè)多種病毒（含新冠病毒）的“呼吸道多病毒核酸檢測(cè)芯片系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)了對(duì)新冠患者的精準(zhǔn)診斷、有效分流。產(chǎn)品獲批后，連夜向武漢疫區(qū)捐贈(zèng)1.2萬(wàn)人份的芯片試劑盒，在武漢一線危重病人的搶救中發(fā)揮了重要作用。
為抗擊新冠疫情，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)不懈攻關(guān)，又快速研發(fā)出系列檢測(cè)新技術(shù)，其中包括全球第一個(gè)無(wú)空間隔離要求的車載式全集成新冠病毒核酸檢測(cè)移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室，搭載自主研發(fā)的原始“樣品入-結(jié)果出”的全集成芯片系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)多種需求場(chǎng)景下的高靈敏度150拷貝/毫升、不開(kāi)蓋快速檢測(cè)，45分鐘即可完成全程實(shí)驗(yàn)，最快35分鐘報(bào)告陽(yáng)性結(jié)果。
這項(xiàng)技術(shù)已成功保障了北京2022年冬奧會(huì)、冬殘奧會(huì)期間各國(guó)首腦、政要的落地核酸檢測(cè)，并執(zhí)行了印尼總統(tǒng)、德國(guó)總理訪華代表團(tuán)停機(jī)坪現(xiàn)場(chǎng)快速放行檢測(cè)任務(wù)，用高科技手段守護(hù)國(guó)門，為國(guó)家樹(shù)立了強(qiáng)國(guó)形象。值得一提的是，這項(xiàng)成果還拿到了CAETS（31個(gè)國(guó)家國(guó)際工程院理事會(huì)）頒發(fā)的首屆唯一一項(xiàng)“2021 CAETS傳播獎(jiǎng)-工程成就獎(jiǎng)”。
2020年5月，全國(guó)人大代表、中國(guó)工程院院士程京正在介紹生物芯片。李凱祥 攝
研發(fā)分子本草技術(shù)，加速中醫(yī)藥國(guó)際化進(jìn)程
作為全國(guó)人大代表，程京多次在兩會(huì)發(fā)言中提到“中醫(yī)藥要守正創(chuàng)新”“借助科技手段提升中醫(yī)藥現(xiàn)代化水平”。
程京稱，中醫(yī)藥實(shí)現(xiàn)國(guó)際化、走向世界，存在中西無(wú)法“同頻”的困局，所以中醫(yī)藥很難被西方認(rèn)可和接受。西醫(yī)是實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)，而中醫(yī)是實(shí)踐醫(yī)學(xué)，一開(kāi)始是試錯(cuò)試出來(lái)的，對(duì)于過(guò)程及原理等沒(méi)有清楚的認(rèn)知?！拔业睦砟钍牵骸嗅t(yī)西釋’，也就是用西方人聽(tīng)得懂的科學(xué)語(yǔ)言解釋給他們聽(tīng)?！?程京表示。
近年來(lái)，程京帶領(lǐng)多學(xué)科交叉團(tuán)隊(duì)研發(fā)的分子本草技術(shù)，通過(guò)現(xiàn)代生命科學(xué)、人工智能和高性能計(jì)算，首次構(gòu)建了國(guó)際上超大規(guī)模的中藥分子功能組學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)，系統(tǒng)評(píng)價(jià)了中藥逆轉(zhuǎn)人體疾病分子信號(hào)通路的科學(xué)內(nèi)涵和創(chuàng)新中藥開(kāi)發(fā)，促進(jìn)了中醫(yī)藥的科學(xué)化、工程化、數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化發(fā)展?！爱?dāng)把最新的基因組分析技術(shù)、人工智能技術(shù)引入研究后，平時(shí)需要人思考的內(nèi)容，就變成由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成，從而形成合適的藥方?！?br />
他希望可以通過(guò)這些技術(shù)，讓國(guó)際同行更清晰地理解中醫(yī)治病的原理，從而推動(dòng)中醫(yī)藥的國(guó)際化進(jìn)程。目前，中藥功能組學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)檢測(cè)了900多種中藥、300多種食物，包含了10億級(jí)基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)和2500多萬(wàn)條信號(hào)通路分析結(jié)果，對(duì)中醫(yī)藥的現(xiàn)代化科學(xué)解析、守正創(chuàng)新和傳承發(fā)展具有重要意義。
“分子本草技術(shù)從傳統(tǒng)的經(jīng)典理論和經(jīng)驗(yàn)用藥入手，結(jié)合現(xiàn)代生命科學(xué)和人工智能技術(shù)，針對(duì)國(guó)際醫(yī)療難題——慢性心力衰竭開(kāi)發(fā)了全新方劑，現(xiàn)已進(jìn)入臨床研究階段?！彼f(shuō)，在臨床觀察實(shí)驗(yàn)中，該方劑對(duì)水腫、喘憋、疲倦乏力等癥狀表現(xiàn)出了很好的臨床療效，對(duì)于慢性心衰患者心肌細(xì)胞、腎細(xì)胞等的疾病信號(hào)通路改善率達(dá)到90%以上。今年4月，該方劑已在7家權(quán)威醫(yī)院開(kāi)始進(jìn)行多中心臨床試驗(yàn)。
■ 寄語(yǔ)年輕科研工作者：興趣是最好的老師
新京報(bào)：生物芯片有哪些應(yīng)用場(chǎng)景？
程京：生物芯片的應(yīng)用非常廣泛，首先是國(guó)家安全，它可以幫助檢測(cè)生物武器，是一項(xiàng)防御措施；其次是人身安全，可以有效協(xié)助公安偵查破案、抓獲犯罪嫌疑人；在環(huán)境安全方面，能檢測(cè)環(huán)境中是否存在有害物質(zhì)；在農(nóng)業(yè)育種方面，能找到影響農(nóng)作物性狀的基因，從而更好地進(jìn)行培育種植；當(dāng)然，生物芯片的最大用途還是疾病的診斷以及藥物開(kāi)發(fā)。
新京報(bào)：在全國(guó)科技工作者日到來(lái)之際，作為2023年北京“最美科技工作者”，你有哪些感悟可以分享給年輕科研工作者？
程京：作為一名科技工作者，要有責(zé)任感、使命感，更要有興趣。我給喜歡科技事業(yè)的年輕人一個(gè)建議：在進(jìn)入一個(gè)領(lǐng)域之前，要充分了解自己的興趣點(diǎn)，有興趣的話沒(méi)有老師也可以無(wú)師自通，興趣就是最好的老師。
新京報(bào)記者 張璐 實(shí)習(xí)生 宋婧
