“拥有3千年历史的中医与现代系统生物学的理念非常相似,都是通过感知身体内部器官的平衡来优化健康,并试图在疾病发生前对其进行纠正。从某种意义上说,中医是系统生物学之父,它们的深层哲学理念是一脉相承的。”9月7日,美国“四院”院士、拉斯克奖获得者、被誉为“系统生物学之父”的勒罗伊·胡德,在2024浦江创新论坛作主题演讲,并在论坛间隙接受了解放日报·上观新闻记者采访。
胡德是中国科学院外籍院士,美国国家科学院、美国国家工程院、美国国家医学院、美国艺术与科学院四院院士。纵观胡德的科研之路,可以用“开创性”一词来形容。他的职业生涯涵盖了分子生物学、医学、系统生物学、生物技术及生物医学工程等多个领域。20世纪80年代,因为在免疫多样性方面的研究,胡德获得被称为“诺奖风向标”的拉斯克奖。
胡德还是自动DNA测序技术的领军人物之一。1986年,他发明了世界上第一台DNA自动测序仪,正是这个机器使得人类基因组测序成为了可能,从而催生了之后的基因时代。此外,他还开发了一系列具有突破性的科学仪器,包括第一台气相蛋白质测序仪、DNA合成仪、肽合成仪等。
他是诺奖预测榜上的常客,《纽约时报》称“他过去是、现在仍是生物技术超级明星”。
谈及保持创新的最大动力,年近90的胡德说:“我通过研究一个问题发现另一个问题,这激励着我不断创新。”
如果说基因是一种内在的生命密码,表型就是生命密码的外在表达,它由基因和环境相互作用,比如高和矮。
2018年,中国科学院院士、复旦大学校长金力与胡德、英国医学科学院院士杰里米·尼克尔森在上海发起国际人类表型组研究协作组,标志着人类表型组国际大科学计划在科学界实质性启动。
早在2014年,胡德团队对108位研究者进行了观察实验,对基因、蛋白、代谢、肠道菌群等个人健康指标数据进行采集,并检测生活习惯及环境。结果表明,基因对于人类有着重要影响,但并不是全部。
“人们通常认为,保持健康需要关注锻炼、饮食、睡眠、压力管理等,这还停留在传统的健康观念。”胡德认为,人类表型组计划能够带来大数据驱动的科学健康。它包括对人类基因组和表型组的综合评估与分析,识别个体的营养缺乏并有针对性地补充,并且瞄准出现症状前的健康-疾病演变阶段,反向追踪和改善生理衰老与代谢。这些成果若能与传统健康观念互补,就可以更好满足个性化的健康需求。
每一次科研范式变革都从根本改变了思考和实践生物学的方式。在他看来,数据驱动的健康和预防科学,是至今医学史上最大的范式转变。“医疗健康进入一个新的临界点,之前是针对症状来治疗疾病,现在有机会在疾病发作前将其检测出来,即利用人群队列的研究数据,提供令人信服的证据,从而助力政府持续推进医疗保健改革。”
国际人类表型组计划系列丛书首著《科学驱动的全面健康时代》,在浦江创新论坛之“国际人类表型组:表型组与精准医学”专题论坛首发。作为胡德多年的科学同道,金力对该书中文版的翻译进行了学术把关,并作推荐序言。
“我一直想写这么一本书,构思已超过10年。”该书作者之一的胡德说。他将人体视为一个复杂且内在相互关联的整体,主张通过人体精密测量技术收集纵向、动态的数据,生成个人的数据云,开发个性化健康方案。
什么是数据驱动的健康?他特别提到,在神经退行性疾病和癌症出现症状以前,疾病的“复杂网络”就已经出现了扰动,且该扰动呈现指数级增长,这是鉴定疾病的关键网络。如果能尽早发现这一扰动,可以把网络恢复正常,就不会患病。
据介绍,当下,美国每年在医疗保健上需花费44万亿美元,其中大多用于糖尿病、心血管疾病和癌症。
胡德的团队曾经做过一个5000人的队列实验,经过4年观察,167个人过渡到了一种或多种慢性疾病,其中10个人患有转移性的癌症。“在疾病诊断前的4年间,我们观察到这些患者血液中的蛋白质发生了变化,也就是出现了扰动,这意味着癌症其实可以在更早的时候被诊断。”
“利用大数据来维护健康,而不是简单地治疗疾病,这与中医‘治未病’的理念也是相呼应的。”胡德说。
据悉,针对癌症的极早期指征,许多科学家都在努力探索利用蛋白质组质谱技术进行精准筛查,预计数年内相关产品有望面世应用。
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