【新京報】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)中國生物芯片實(shí)現了從“一貧二白”到“惠及世界”的巨大跨越。
5月30日是全國科技工作者日。近日，在北京市委宣傳部、市科協(xié)等部門(mén)組織開(kāi)展的遴選活動(dòng)中，中國工程院院士、清華大學(xué)醫學(xué)院講席教授、生物芯片北京國家工程研究中心主任程京當選為2023年北京“最美科技工作者”。
在接受采訪(fǎng)時(shí)，他表示，其與團隊研發(fā)的分子本草技術(shù)在創(chuàng )新藥物開(kāi)發(fā)方面展現出了巨大潛力，針對慢性心力衰竭的全新方劑已經(jīng)進(jìn)入臨床研究階段。
中國工程院院士、清華大學(xué)醫學(xué)院講席教授、生物芯片北京國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芯片，助力防聾事業(yè)
1963年，程京出生在一個(gè)醫學(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)（現同濟大學(xué)）電氣工程專(zhuān)業(yè)，后前往英國從事司法生物學(xué)研究，其間分別在英國史查克萊大學(xué)和英國阿伯丁大學(xué)完成了司法生物學(xué)博士后和分子及細胞生物學(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(zhù)發(fā)展我國生物芯片的理想，作為清華大學(xué)“百名人才引進(jìn)計劃”第一人，36歲的程京回國。20多年里，程京帶領(lǐng)中國生物芯片實(shí)現了從“一貧二白”到“惠及世界”的巨大跨越。
2009年，他帶領(lǐng)團隊研發(fā)了全球首張遺傳性耳聾基因檢測芯片，覆蓋了能夠檢測先天性耳聾、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20多個(gè)省、自治區、直轄市被應用于新生兒及高危人群遺傳性耳聾篩查民心工程。這項精準醫療的標志性成果，已為全國600萬(wàn)以上的新生兒開(kāi)展了免費篩查，實(shí)現了耳聾從被動(dòng)康復到主動(dòng)預防的重大突破，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，為國家節約了超過(guò)800億元的醫療支出，中國也因此成為國際上規模最大的遺傳性耳聾基因篩查國家，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)團隊走在科技抗疫前線(xiàn)
2003年SARS疫情肆虐期間，程京密切關(guān)注著(zhù)國內外關(guān)于“非典”致病病原鑒別和SARS病毒基因測序的進(jìn)展。他十分清楚，只要病毒的全基因測序結果一出來(lái)，就意味著(zhù)這場(chǎng)抗擊“非典”的斗爭找到了突破口。為此，他組織團隊啟動(dòng)SARS病毒檢測基因芯片研發(fā)項目，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)團隊利用基因芯片首次成功實(shí)現了對“非典”病人臨床樣本的檢測和確認。臨床驗證和排查工作的結果表明，SARS病毒檢測基因芯片在技術(shù)方法的嚴謹性、發(fā)病早期檢測、檢測準確率和靈敏度等方面均有明顯優(yōu)勢，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)醫院的所有非典病人開(kāi)展樣本檢測。最終北京對外宣布‘非典’解禁，所依據的就是由這些芯片對最后有基礎病、出不了院的近百號病人的樣本進(jìn)行檢測后所出具的陰性報告?！?br />
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)請纓，帶領(lǐng)團隊僅用一周時(shí)間，就成功研發(fā)出了全球首款可在1.5小時(shí)同時(shí)檢測多種病毒（含新冠病毒）的“呼吸道多病毒核酸檢測芯片系統”，實(shí)現了對新冠患者的精準診斷、有效分流。產(chǎn)品獲批后，連夜向武漢疫區捐贈1.2萬(wàn)人份的芯片試劑盒，在武漢一線(xiàn)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)團隊不懈攻關(guān)，又快速研發(fā)出系列檢測新技術(shù)，其中包括全球第一個(gè)無(wú)空間隔離要求的車(chē)載式全集成新冠病毒核酸檢測移動(dòng)實(shí)驗室，搭載自主研發(fā)的原始“樣品入-結果出”的全集成芯片系統，可實(shí)現多種需求場(chǎng)景下的高靈敏度150拷貝/毫升、不開(kāi)蓋快速檢測，45分鐘即可完成全程實(shí)驗，最快35分鐘報告陽(yáng)性結果。
這項技術(shù)已成功保障了北京2022年冬奧會(huì )、冬殘奧會(huì )期間各國首腦、政要的落地核酸檢測，并執行了印尼總統、德國總理訪(fǎng)華代表團停機坪現場(chǎng)快速放行檢測任務(wù)，用高科技手段守護國門(mén)，為國家樹(shù)立了強國形象。值得一提的是，這項成果還拿到了CAETS（31個(gè)國家國際工程院理事會(huì )）頒發(fā)的首屆唯一一項“2021 CAETS傳播獎-工程成就獎”。
2020年5月，全國人大代表、中國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)，加速中醫藥國際化進(jìn)程
作為全國人大代表，程京多次在兩會(huì )發(fā)言中提到“中醫藥要守正創(chuàng )新”“借助科技手段提升中醫藥現代化水平”。
程京稱(chēng)，中醫藥實(shí)現國際化、走向世界，存在中西無(wú)法“同頻”的困局，所以中醫藥很難被西方認可和接受。西醫是實(shí)驗醫學(xué)，而中醫是實(shí)踐醫學(xué)，一開(kāi)始是試錯試出來(lái)的，對于過(guò)程及原理等沒(méi)有清楚的認知?！拔业睦砟钍牵骸嗅t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)科交叉團隊研發(fā)的分子本草技術(shù)，通過(guò)現代生命科學(xué)、人工智能和高性能計算，首次構建了國際上超大規模的中藥分子功能組學(xué)數據庫，系統評價(jià)了中藥逆轉人體疾病分子信號通路的科學(xué)內涵和創(chuàng )新中藥開(kāi)發(fā)，促進(jìn)了中醫藥的科學(xué)化、工程化、數字化、標準化、智能化發(fā)展?！爱敯炎钚碌幕蚪M分析技術(shù)、人工智能技術(shù)引入研究后，平時(shí)需要人思考的內容，就變成由計算機自動(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)，讓國際同行更清晰地理解中醫治病的原理，從而推動(dòng)中醫藥的國際化進(jìn)程。目前，中藥功能組學(xué)數據庫已經(jīng)檢測了900多種中藥、300多種食物，包含了10億級基因表達譜數據和2500多萬(wàn)條信號通路分析結果，對中醫藥的現代化科學(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)從傳統的經(jīng)典理論和經(jīng)驗用藥入手，結合現代生命科學(xué)和人工智能技術(shù)，針對國際醫療難題——慢性心力衰竭開(kāi)發(fā)了全新方劑，現已進(jìn)入臨床研究階段?！彼f(shuō)，在臨床觀(guān)察實(shí)驗中，該方劑對水腫、喘憋、疲倦乏力等癥狀表現出了很好的臨床療效，對于慢性心衰患者心肌細胞、腎細胞等的疾病信號通路改善率達到90%以上。今年4月，該方劑已在7家權威醫院開(kāi)始進(jìn)行多中心臨床試驗。
■ 寄語(yǔ)年輕科研工作者：興趣是最好的老師
新京報：生物芯片有哪些應用場(chǎng)景？
程京：生物芯片的應用非常廣泛，首先是國家安全，它可以幫助檢測生物武器，是一項防御措施；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，能檢測環(huán)境中是否存在有害物質(zhì)；在農業(yè)育種方面，能找到影響農作物性狀的基因，從而更好地進(jìn)行培育種植；當然，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：在全國科技工作者日到來(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(huà)沒(méi)有老師也可以無(wú)師自通，興趣就是最好的老師。
新京報記者 張璐 實(shí)習生 宋婧
