他“着迷”在医学生物物理学研究的天下,他的孝顺为中国生物芯片生长带来一次次的喜讯——开发出全球首款遗传性耳聋基因检测芯片,为天下600万以上新生儿开展免费筛查;向导团队快速实现SARS病毒检测基因芯片研发,为SARS病毒快速早期临床诊断提供了可靠高效的要领和途径;乐成研发出可以快速检测病毒的基因芯片,在抗击新冠疫情时代施展主要作用……
克日,在北京市委宣传部、北京市科协等部分组织开展的遴选运动中,中国工程院院士、清华大学医学院讲席教授、生物芯片北京国家工程研究中心主任程京中选2023年北京“最美科技事情者”。
作为我国生物芯片领武士物,程京向导团队实现了我国生物芯片从“一穷二白”到“惠及天下”的跨越式生长。
第一个“吃螃蟹”的人
清华大学老生物学馆地下一间缺乏30平方米、四处漏风的简陋房间,是程京刚回国时的第一间实验室。
回国后的创业历程波折而艰辛。程京经常要到外洋购置大宗的实验器材,过海关时常被拦下,被误以为是“走私的”。“学校确实没有实验室,连桌椅板凳都是学校走廊里捡回来的。”程京说,省下来的钱用来买仪器、部件、试剂。
2000年,在“国务院办公厅第十次科技讲座”上,回国不久的程京作了题为“生物芯片——下个世纪革命性的手艺”的专题报告,呼吁中国要加大生物芯片研发投入,尽快建设国家级工程研究中心,迅速研发出一批具有我国知识产权的专门手艺,起劲加入到国际竞争的行列中去。
正是这次掷地有声的呼吁,奏响了我国生物新品征程的序曲。同年9月,jbo竞博暨生物芯片北京国家工程研究中心正式建设。
其时,我国正处于工业结构的厘革时期,基础科研水平已经有了重大奔腾,科学论文数目排在天下前线,但科技效果转化率却并不睬想。怎样突破这一瓶颈,使高科技企业依附自身的造血能力康健生长,程京无疑是第一个“吃螃蟹”的人。
虽早有心理准备,但创业的艰辛照旧犹如巨石,压在年仅36岁的程京身上。“压力很是大,由于还没有人把国家中心做成企业这个先例。”程京感伤。
用芯片利器对抗疾病
程京坚信,生物芯片要走出实验室,才华真正造福人类。
程京在视察芯片。(受访者供图)
2003年,jbo竞博生物第一台生物芯片相关产品激光扫描仪问世。同年,“非典”暴发。程京心里清晰,只要病毒的全基因测序效果一出来,就意味着这场抗击“非典”的斗争找到了突破口。于是,他第一时间启动SARS病毒检测基因芯片研发项目,力争找到快速、早诊SARS的有用途径。
2003年4月26日破晓1时43分,程京对这个时间影象犹新。他和团队使用快速研发的基因芯片首次乐成地实现了对“非典”病人临床样本的检测和确认。“效果批注,SARS病毒检测基因芯片在手艺要领的严谨性、发病早期检测、检测准确率和迅速度等方面均具有显着的优势。”程京说。
厥后,解放军总医院耳鼻喉科主任戴朴曾找到程京,希望他们可以针对耳聋基因的诊断研发出一种又快又准、还不贵的检测要领。
在研发历程中,怎样实现高精度、高迅速度、低本钱的检测是重大的挑战。实验室里,15个基因位点跳得忐忑不安,“信号”都很好,但很难调平衡。光这个细小的事情,就泯灭了半年时间。
投入了重大心血后,终于迎来了突破性的乐成。2009年,程京团队推出全球首张“遗传性耳聋基因检测芯片”,笼罩了能够检测先天性耳聋、药物性耳聋、迟发性耳聋相关的致聋基因位点,实现了耳聋从被动康复到自动预防的重大突破。
“本钱和利润控制得都很好,挣脱对入口产品的依赖。” 程京向导团队,解决了这个看似矛盾的市场需求。迄今这项精准医疗的标记性效果已为天下600万以上新生儿举行了免费筛查,使16万多名新生儿及其母系家庭成员免于药物致残。
2019年底,在新冠疫情暴发初期,程京自动请缨,向导团队仅用一周时间就研发出全球首款可在1.5小时内同时检测包括新冠病毒在内的多种病毒的“呼吸道多病毒核酸检测芯片系统”,实现了对新冠患者的精准诊断和有用分流。产品获批后,1.2万人份芯片试剂盒第一时间被送往武汉疫区,在一线危重病人的抢救中施展了主要作用。
与病毒赛跑,争分夺秒。那段时间,身边的事情职员偷拍过一张程京就餐的照片,一碗泡面一包榨菜就是他“丰富”的晚餐。
让天下读懂中医
打赢新冠疫情这场仗,离不开中医药的普遍加入。程京经常想,中国古板中医药学蕴含无数宝藏,但怎样用科学的语言向天下阐释中医原理,是个巨浩劫题。
“西医是实验医学,要用实验证据支持其做法;中医是实践医学,更注重效果。”在程京看来,中医需要用科学手段,拿出科学的实验证据,给出科学的诠释,中医西释势在必行。
分子版《本草纲目》就是程京口中所说的“用西方人听得懂的科学语言诠释中医”。程京向导多学科交织团队研发了“分子本草手艺”,即基于现代生命科学和人工智能手艺首创天下超大规模的中药分子功效基因表达谱数据库,在“中医循证”的偏向上走出了一条探索立异之路。
“通过这些手艺,让国际偕行更清晰地明确中医治病的原理。”程京先容,现在,中药功效组学数据库已经涵盖了900多种中药、300多种食物,包括了10亿级基因表达实验数据和2500多万条信号通路剖析效果。
从古板的经典理论和履历用药入手,团结现代生命科学和人工智能手艺,这是“分子本草手艺”的精髓所在。“我们和中国中医科学院广安门医院王阶教授团队相助,开发了针对慢性心力衰竭的立异药物,并在前期开展的临床视察实验中发明,这个方剂关于慢性心衰患者心肌细胞、心成纤维细胞和肾细胞的疾病信号通路改善率抵达90%以上。”程京说,现在该方剂已在7家权威医院最先举行多中心临床研究,在水肿、喘憋、疲倦乏力等症状体现出了很好的临床疗效。