【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)等部門組織開展的遴選活動中，中國工程院院士、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，他表示，其與團(tuán)隊研發(fā)的分子本草技術(shù)在創(chuàng)新藥物開發(fā)方面展現(xiàn)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(yī)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，程京出生在一個醫(yī)學(xué)氛圍濃厚的家庭。在求學(xué)時代，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(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。
這張芯片已在我國20多個省、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。這項精準(zhǔn)醫(yī)療的標(biāo)志性成果，已為全國600萬以上的新生兒開展了免費篩查，實現(xiàn)了耳聾從被動康復(fù)到主動預(yù)防的重大突破，直接讓16萬多名新生兒及其母系家庭成員免于藥物致殘，為國家節(jié)約了超過800億元的醫(yī)療支出，中國也因此成為國際上規(guī)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(tuán)隊走在科技抗疫前線
2003年SARS疫情肆虐期間，程京密切關(guān)注著國內(nèi)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(jié)果一出來，就意味著這場抗擊“非典”的斗爭找到了突破口。為此，他組織團(tuán)隊啟動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43分，程京帶領(lǐng)團(tuán)隊利用基因芯片首次成功實現(xiàn)了對“非典”病人臨床樣本的檢測和確認(rèn)。臨床驗證和排查工作的結(jié)果表明，SARS病毒檢測基因芯片在技術(shù)方法的嚴(yán)謹(jǐn)性、發(fā)病早期檢測、檢測準(zhǔn)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’定點醫(yī)院的所有非典病人開展樣本檢測。最終北京對外宣布‘非典’解禁，所依據(jù)的就是由這些芯片對最后有基礎(chǔ)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。”
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”，程京主動請纓，帶領(lǐng)團(tuán)隊僅用一周時間，就成功研發(fā)出了全球首款可在1.5小時同時檢測多種病毒（含新冠病毒）的“呼吸道多病毒核酸檢測芯片系統(tǒng)”，實現(xiàn)了對新冠患者的精準(zhǔn)診斷、有效分流。產(chǎn)品獲批后，連夜向武漢疫區(qū)捐贈1.2萬人份的芯片試劑盒，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無空間隔離要求的車載式全集成新冠病毒核酸檢測移動實驗室，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)，可實現(xiàn)多種需求場景下的高靈敏度150拷貝/毫升、不開蓋快速檢測，45分鐘即可完成全程實驗，最快35分鐘報告陽性結(jié)果。
這項技術(shù)已成功保障了北京2022年冬奧會、冬殘奧會期間各國首腦、政要的落地核酸檢測，并執(zhí)行了印尼總統(tǒng)、德國總理訪華代表團(tuán)停機(jī)坪現(xiàn)場快速放行檢測任務(wù)，用高科技手段守護(hù)國門，為國家樹立了強(qiáng)國形象。值得一提的是，這項成果還拿到了CAETS（31個國家國際工程院理事會）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(yī)藥國際化進(jìn)程
作為全國人大代表，程京多次在兩會發(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)藥實現(xiàn)國際化、走向世界，存在中西無法“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)是實驗醫(yī)學(xué)，而中醫(yī)是實踐醫(yī)學(xué)，一開始是試錯試出來的，對于過程及原理等沒有清楚的認(rèn)知?！拔业睦砟钍牵骸嗅t(yī)西釋’，也就是用西方人聽得懂的科學(xué)語言解釋給他們聽?！?程京表示。
近年來，程京帶領(lǐng)多學(xué)科交叉團(tuán)隊研發(fā)的分子本草技術(shù)，通過現(xiàn)代生命科學(xué)、人工智能和高性能計算，首次構(gòu)建了國際上超大規(guī)模的中藥分子功能組學(xué)數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)評價了中藥逆轉(zhuǎn)人體疾病分子信號通路的科學(xué)內(nèi)涵和創(chuàng)新中藥開發(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，平時需要人思考的內(nèi)容，就變成由計算機(jī)自動完成，從而形成合適的藥方。”
他希望可以通過這些技術(shù)，讓國際同行更清晰地理解中醫(yī)治病的原理，從而推動中醫(yī)藥的國際化進(jìn)程。目前，中藥功能組學(xué)數(shù)據(jù)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(dá)譜數(shù)據(jù)和2500多萬條信號通路分析結(jié)果，對中醫(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)，針對國際醫(yī)療難題——慢性心力衰竭開發(fā)了全新方劑，現(xiàn)已進(jìn)入臨床研究階段?！彼f，在臨床觀察實驗中，該方劑對水腫、喘憋、疲倦乏力等癥狀表現(xiàn)出了很好的臨床療效，對于慢性心衰患者心肌細(xì)胞、腎細(xì)胞等的疾病信號通路改善率達(dá)到90%以上。今年4月，該方劑已在7家權(quán)威醫(yī)院開始進(jìn)行多中心臨床試驗。
■ 寄語年輕科研工作者：興趣是最好的老師
新京報：生物芯片有哪些應(yīng)用場景？
程京：生物芯片的應(yīng)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(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發(fā)。
新京報：在全國科技工作者日到來之際，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)的年輕人一個建議：在進(jìn)入一個領(lǐng)域之前，要充分了解自己的興趣點，有興趣的話沒有老師也可以無師自通，興趣就是最好的老師。
新京報記者 張璐 實習(xí)生 宋婧
