聚焦前沿科學(xué),帶動(dòng)學(xué)科發(fā)展需要良好微環(huán)境——訪新當(dāng)選歐洲科學(xué)院院士、中山醫(yī)院王向東教授
五月的最后一周,復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院的王向東教授當(dāng)選為2022年歐洲科學(xué)院“臨床醫(yī)學(xué)與獸醫(yī)學(xué)部”院士。在中國,與他同時(shí)獲此殊榮的,還有中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)田志剛院士。
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歐洲科學(xué)院,又稱歐洲人文和自然科學(xué)院(Academia Europaea),成立于1988年,總部設(shè)在英國倫敦,是由歐洲多國科學(xué)部長共同倡導(dǎo)創(chuàng)立,由英國皇家學(xué)會(huì)等多個(gè)代表歐洲國家最高學(xué)術(shù)水平的國立科學(xué)院共同發(fā)起成立的國際科學(xué)組織。
該院院士主要來自歐洲國家,代表歐洲人文和自然科學(xué)界最高科學(xué)水平和學(xué)術(shù)地位。目前共有院士約5500人,其中近90位在獲得院士后成為諾貝爾獎(jiǎng)獲得者。
在歐洲科學(xué)院官網(wǎng)刊出的新院士名單上,點(diǎn)開“Wang, Xiangdong”,在“成就領(lǐng)域”欄寫道:臨床轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)、肺部炎癥和腫瘤學(xué)、臨床生物信息學(xué)。
王向東,復(fù)旦大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院特聘教授,首席科學(xué)家,上海臨床生物信息學(xué)研究所所長,上海市心肺疾病人工智能技術(shù)工程中心主任,復(fù)旦大學(xué)臨床生物信息學(xué)中心主任。
6月1日,我們找到王向東,想聊聊他到底做了哪些很牛的研究,得以當(dāng)選歐洲科學(xué)院院士,沒想到他卻問我:“是否可以以中山醫(yī)院和呼吸科為例,談?wù)劸劢骨把乜茖W(xué)和帶動(dòng)學(xué)科發(fā)展所需要的良好微環(huán)境?”
當(dāng)我們提及歐洲科學(xué)院的不少院士后來獲得了諾獎(jiǎng),他的第一反應(yīng)是:“這個(gè)要分清楚啊,是他們很牛。”一天前,王向東在朋友圈轉(zhuǎn)了一篇關(guān)于“從科學(xué)家到戰(zhàn)略科學(xué)家”的文章,被問及他對(duì)自己的定位是不是“戰(zhàn)略科學(xué)家”時(shí),王教授說:“這是樊嘉院長和汪昕書記對(duì)我們的期望。”
醫(yī)院頂層設(shè)計(jì),營造創(chuàng)新微環(huán)境
應(yīng)臨床醫(yī)療迅速發(fā)展的需求,中山醫(yī)院提前布局了臨床分子醫(yī)學(xué)。“2014年,樊嘉院長提出了臨床分子醫(yī)學(xué)和基因測序在臨床應(yīng)用的可能性,探討了如何應(yīng)用基因測序技術(shù)對(duì)病人實(shí)施精準(zhǔn)治療。我陪同樊嘉院長和周儉副院長去參觀和訪問了華大基因。”王向東回憶說。之后,中山醫(yī)院黨委會(huì)和院務(wù)會(huì)決定集中全院各個(gè)科室臨床研究力量和資源,在國內(nèi)率先成立了以醫(yī)院為基礎(chǔ)的“中山醫(yī)院臨床醫(yī)學(xué)研究院”,這其中包括了30多家復(fù)旦大學(xué)和省部級(jí)研究所、實(shí)驗(yàn)室和工程中心。
在2015年上半年,中山醫(yī)院與華大基因合作,率先在全國成立了“中-華臨床精準(zhǔn)醫(yī)療中心”;率先開展大規(guī)模病人腫瘤基因測序并開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的肝癌靶向基因測序試劑盒,帶動(dòng)多學(xué)科精準(zhǔn)醫(yī)療發(fā)展;在國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)臨床精準(zhǔn)醫(yī)療多學(xué)科團(tuán)隊(duì)治療制度和體系,為腫瘤病人開展精準(zhǔn)治療。重視前沿科學(xué)和技術(shù)不僅僅為臨床精準(zhǔn)醫(yī)療提供了新思維和新途徑,也開拓了學(xué)科發(fā)展的快速通路。中山醫(yī)院在短短1-2年內(nèi)獲得4項(xiàng)國家精準(zhǔn)醫(yī)療重大項(xiàng)目,以及國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、華夏建設(shè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)和上海市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)等多項(xiàng)榮譽(yù)。
全國第一個(gè)臨床精準(zhǔn)醫(yī)療多學(xué)科團(tuán)隊(duì)在復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院成立并為病人開展臨床診治
據(jù)中山醫(yī)院臨床醫(yī)學(xué)研究院副院長、血液病專家、上海市學(xué)科帶頭人程韻楓研究員介紹說,“2015年1月,美國推出精準(zhǔn)醫(yī)療計(jì)劃,而中山醫(yī)院在此之前已開展了論證-布局-實(shí)施工作。除基因測序和基因組學(xué),中山醫(yī)院還率先開展了臨床單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白組學(xué)、代謝組學(xué)、脂質(zhì)組學(xué)以及最新的空間組學(xué),應(yīng)用這些前沿技術(shù)從多層次多維度多途徑理解疾病發(fā)生發(fā)展,探索新型精準(zhǔn)醫(yī)療。臨床醫(yī)生發(fā)起的科研成果還發(fā)表在國際頂級(jí)雜志《細(xì)胞》上。”王向東團(tuán)隊(duì)在國內(nèi)外率先開展了臨床生物信息學(xué),融臨床表型學(xué)與分子多組學(xué),探索臨床癥狀體征與基因-蛋白-信號(hào)通路的相互關(guān)系,并主編了由國際斯普林格-自然出版社出版的《轉(zhuǎn)化生物信息學(xué)》叢書,全面系統(tǒng)地闡述了多組學(xué)/跨組學(xué)研究方法、臨床應(yīng)用和轉(zhuǎn)化。
中山醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科主任宋元林研究員向我們描述了王向東團(tuán)隊(duì)進(jìn)行多組學(xué)/跨組學(xué)研究對(duì)臨床的意義:人體是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng),一些疾病的發(fā)生,并非單個(gè)基因的疾病,而是多基因發(fā)生變化的結(jié)果,不同病人臨床表現(xiàn)不一樣,對(duì)藥物的治療反應(yīng)也不一樣,這都需要通過大量數(shù)據(jù)、標(biāo)本的收集,去歸納、總結(jié)出一套識(shí)別的方法、模型、規(guī)律。一方面能夠更加深入地了解發(fā)病機(jī)制,另一方面,在臨床治療上遇到病人病情的反復(fù)可以找到科學(xué)依據(jù),把復(fù)雜問題簡單化。一般來講,多組學(xué)包括:基因組學(xué)、蛋白組學(xué)、代謝組學(xué),下面牽涉到十幾萬個(gè)分子層次的指標(biāo)。屬于基礎(chǔ)研究中的基礎(chǔ)。別說個(gè)個(gè)都搞明白,但凡多攻克一個(gè)指標(biāo),且恰好是敏感指標(biāo),若能作用于臨床,人類就能獲益。
王向東舉了個(gè)咳嗽里有膿痰的例子,“通過分析工具,可以自動(dòng)提示它和哪些基因、哪些代謝途徑相關(guān),含有哪類脂質(zhì)、哪類蛋白,可以用什么樣的藥,哪些藥更敏感。所有信息通過人工智能系統(tǒng)處理一目了然,讓病人真正得到分子水平的治療,大大減輕臨床醫(yī)生的工作量。”雖然實(shí)現(xiàn)分子水平的精準(zhǔn)治療仍需努力,但王向東團(tuán)隊(duì)已經(jīng)研發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的試劑盒,臨床轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)是他非?春煤鸵恢痹谂Φ难芯糠较。
2021年,團(tuán)隊(duì)又前進(jìn)了一步。王向東與樊嘉院士在臨床轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)雜志上提出“時(shí)空分子醫(yī)學(xué)”的概念,為多維理解和治療疾病提供了新理論;建立萬例呼吸疾病臨床脂質(zhì)組學(xué)原創(chuàng)數(shù)據(jù)庫、肺單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫、慢阻肺跨組學(xué)數(shù)據(jù)庫,研發(fā)基于多組學(xué)/跨組學(xué)的臨床精準(zhǔn)醫(yī)療診治新策略新方案。
普通人怎么來理解“時(shí)空組學(xué)”呢?程韻楓打了個(gè)比方:如果說之前的多組學(xué)研究是基于組織切片、血液、體液分析等,這是一個(gè)平面的研究,“時(shí)空組學(xué)”多了“空間”和“時(shí)間”的概念。就像一棟五層樓的樓房,二樓和五樓的功能是不一樣的,同樣的,一個(gè)細(xì)胞,在不同的位置,其功能也是不一樣的。一個(gè)病人,今天來和一個(gè)月之后再來,也是不一樣的。“時(shí)空組學(xué)”基于一個(gè)更立體、更全面的數(shù)據(jù)收納和分析。
王向東認(rèn)為提出這些前瞻的概念,均得益于中山醫(yī)院重視前沿科學(xué)和技術(shù)地微環(huán)境。他以樊嘉院士為例,說:“樊嘉醫(yī)生不僅做手術(shù),也做科研,還出文章。作為臨床醫(yī)生,他能夠?qū)ρ芯康念I(lǐng)域提出自己獨(dú)特的見解。一個(gè)真正好的科學(xué)家,要看他能不能從日常工作中領(lǐng)悟出大智慧。中山醫(yī)院從床位數(shù)來說規(guī)模并不算大,但科研影響力可以排全國前五。能提出新型理論,是實(shí)踐科學(xué)的升華。”
學(xué)科發(fā)展要有傳承,營造創(chuàng)新微環(huán)境
王向東認(rèn)為,中山醫(yī)院今天的良性創(chuàng)新環(huán)境,不是靠某個(gè)政策、命令或是制度規(guī)定,而是一種傳承和底蘊(yùn)、一種文化和氣氛。他不愿意過多談?wù)撟约旱某煽,多次向我們?qiáng)調(diào)一個(gè)科室、一個(gè)學(xué)科,單靠個(gè)人的力量是不行的,他所取得的成績,也都是團(tuán)隊(duì)努力的結(jié)果。在中山醫(yī)院,臨床醫(yī)生只要想做科研,大門永遠(yuǎn)是敞開的。中山醫(yī)院的氛圍,似乎也很難讓一位有追求的臨床醫(yī)生不去努力。如果你的老師、更多祖師級(jí)人物都那么拼,你有什么理由不去拼呢?
王向東非常感謝著名的呼吸病專家、時(shí)任中山醫(yī)院呼吸科主任白春學(xué)教授的知遇之恩。“我們是2000年一個(gè)國際呼吸會(huì)議上認(rèn)識(shí)的,我被白教授積極向上和精益求精的精神感染。2003年,我們一起科研合作并參與他創(chuàng)辦的《國際呼吸病研討會(huì)》。2009年回國時(shí),他引進(jìn)我到中山醫(yī)院呼吸科。”王向東感激地說。
“當(dāng)時(shí)我51歲了,這個(gè)年齡在當(dāng)時(shí)人才引進(jìn)偏大,但白主任非常執(zhí)著地幫助我回來,當(dāng)時(shí)醫(yī)院人事處沈輝處長積極與大學(xué)溝通,王玉琦院長大力支持,我才有這份榮幸加入中山醫(yī)院,加入呼吸科。我最早是一位臨床醫(yī)生,然后再做臨床基礎(chǔ)科研,雖然后來漸漸轉(zhuǎn)向管理,但白主任知道,我還是想回來好好做研究的。”
中山醫(yī)院呼吸科是一個(gè)有文化底蘊(yùn)、有學(xué)術(shù)傳承、有科學(xué)延續(xù)的學(xué)科,在吳紹青、李華德、鈕善福、何禮賢、白春學(xué)、宋元林等等一代又一代學(xué)科帶頭人的帶領(lǐng)下,以“重視前沿科學(xué)和技術(shù)、不斷創(chuàng)新力爭第一”為傳承,助推呼吸學(xué)科不斷發(fā)展。
吳紹青是我國著名肺病學(xué)家、防癆事業(yè)奠基人之一、醫(yī)學(xué)教育家、一級(jí)教授。中山醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科就是由他于上世紀(jì)30年代創(chuàng)立的肺科發(fā)展而來的。他率先在國內(nèi)成立肺病學(xué)研究室,并且將肺結(jié)核病和呼吸系統(tǒng)疾病的教學(xué)、預(yù)防、臨床和實(shí)驗(yàn)研究及師資培養(yǎng)工作密切地結(jié)合在一起。在上海成立了上海市結(jié)核病防治委員會(huì),用微型X光機(jī)的流動(dòng)車到工廠、學(xué)校等團(tuán)體進(jìn)行普查,以發(fā)現(xiàn)早期結(jié)核病患者。
1985年,吳紹青的學(xué)生李華德成為科室主任,他是一位懂電學(xué)、機(jī)械、醫(yī)學(xué)及生理學(xué)等學(xué)科的教授,是中國機(jī)械通氣的奠基人和開創(chuàng)者,長期致力于呼吸衰竭的基礎(chǔ)研究和臨床防治。當(dāng)時(shí),他帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)成功研制了中國第一臺(tái)帶有雙向閥門的簡易呼吸器和第一臺(tái)電動(dòng)呼吸機(jī),并批量生產(chǎn),供全國使用。
自上個(gè)世紀(jì)80年代,鈕善福教授較早在國內(nèi)開展并推廣無創(chuàng)機(jī)械通氣,與白春學(xué)教授一起研發(fā)無創(chuàng)呼吸面罩,參與SARS病人的救治等,無創(chuàng)通氣有效地降低了慢阻肺呼吸衰竭患者的氣管插管率,極大提高了救治成功率,無創(chuàng)通氣治療慢阻肺獲得國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)(排名第二)。
何禮賢教授開展了免疫抑制宿主患者肺部感染的診治,積累了大量的臨床經(jīng)驗(yàn),極大改善了免疫抑制患者抗菌治療的療效,并獲中華醫(yī)學(xué)科技獎(jiǎng)(二等、三等)等六項(xiàng)獎(jiǎng)項(xiàng)。
白春學(xué)則在改革開放不斷深入時(shí)期成為中山醫(yī)院呼吸科主任,通過國際視野和研究的前瞻性,他提出“國際大會(huì)有聲音、國際雜志有影響、國際學(xué)會(huì)有位置和國際社會(huì)有認(rèn)可”的四有教授標(biāo)準(zhǔn)。白教授最大貢獻(xiàn)之一是提出物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)學(xué)和肺癌早期診斷以及肺小結(jié)節(jié)的篩查,“他是國內(nèi)外第一個(gè)提出物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)學(xué)的人。白教授提出‘防患未然,早期診斷,綜合治療,現(xiàn)代管理’,制定出中國第一部肺小結(jié)節(jié)的國際指南,把肺癌的診斷篩查大大提前,發(fā)現(xiàn)得越早,預(yù)后越好。”
2018年,宋元林成為中山醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科主任。作為國內(nèi)外知名的呼吸重癥和感染專家,宋醫(yī)生在新冠抗疫中帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開展新冠肺炎和呼吸重癥治療,并在國際頂級(jí)醫(yī)學(xué)雜志JAMA內(nèi)科學(xué)上發(fā)表相關(guān)文章,F(xiàn)在,中山醫(yī)院呼吸科在臨床和科研領(lǐng)域均具有持續(xù)性進(jìn)步和發(fā)展機(jī)遇,是上海市呼吸病研究所掛靠單位,兼管上海市呼吸內(nèi)科臨床質(zhì)控中心、上海市肺部炎癥與損傷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、上海市臨床生物信息學(xué)研究所、上海市心肺疾病人工智能工程技術(shù)中心和上海呼吸物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)學(xué)工程與研究中心。“我非常高興與王教授在一起工作。根據(jù)樊嘉院長要求,他作為首席科學(xué)家工作的重點(diǎn)就在呼吸科。”宋元林介紹說。“王教授有自己無可替代的優(yōu)勢,有臨床經(jīng)驗(yàn),也有科研能力,又有幾十年國外生物醫(yī)藥領(lǐng)域的研究加管理實(shí)踐,他同時(shí)是國際雜志《臨床轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》和《細(xì)胞生物學(xué)與毒理學(xué)》的主編,他知道最前沿的研究動(dòng)向,能幫助我們拓寬研究思路,他又非常擅長搭建平臺(tái),整合國內(nèi)外資源,能夠做很多開創(chuàng)性的工作。”
復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科全家福
在中山醫(yī)院創(chuàng)新微環(huán)境中,開展探索性研究
在程韻楓眼里,王向東是一個(gè)極具國際視野的科學(xué)家。她特別提醒我們注意王向東在“特絡(luò)細(xì)胞”領(lǐng)域的研究成果,“你們一定要寫寫特絡(luò)細(xì)胞,在國內(nèi),他是第一個(gè)做這個(gè)工作的,在國外也是最早的一批。”
怎么來理解特絡(luò)細(xì)胞?它是間質(zhì)細(xì)胞的一種。眾所周知,人體內(nèi)的細(xì)胞,相互間都有聯(lián)系?渴裁催B接呢?每個(gè)細(xì)胞都會(huì)伸出好多“爪子”,每一個(gè)都是細(xì)胞的分支,就跟樹根一樣,伸得到處都有,這些“爪子”就是特絡(luò)細(xì)胞,它們不僅在組織內(nèi)起到支撐的作用,也承擔(dān)起細(xì)胞間信息中轉(zhuǎn)站的角色。對(duì)特絡(luò)細(xì)胞了解的越透,對(duì)破解細(xì)胞之間的“對(duì)話”,就越有利。
王向東從2010年開始注意到特絡(luò)細(xì)胞的論證和研究,開始研究肺特絡(luò)細(xì)胞,當(dāng)時(shí)即得到“特絡(luò)細(xì)胞之父”——羅馬尼亞布加勒斯特醫(yī)藥大學(xué) Laurentiu Mircea Popescu 教授的指導(dǎo)和幫助。
王向東團(tuán)隊(duì)與Popescu教授團(tuán)隊(duì)合作,率先發(fā)現(xiàn)和分離出人氣道特絡(luò)細(xì)胞,建立了鼠和人肺源性特絡(luò)細(xì)胞的細(xì)胞系,勾畫肺特絡(luò)細(xì)胞組織空間位置、分布、表型、細(xì)胞間相互作用以及基因和蛋白質(zhì)組學(xué)特征,應(yīng)用干細(xì)胞與特絡(luò)細(xì)胞聯(lián)合移植治療實(shí)驗(yàn)性肺損傷,主編《特絡(luò)細(xì)胞:連接細(xì)胞》專著,擔(dān)任國家自然基金委特絡(luò)細(xì)胞國際合作重大項(xiàng)目首席科學(xué)家。
王向東教授(右)在指導(dǎo)博士研究生做實(shí)驗(yàn)
特絡(luò)細(xì)胞和干細(xì)胞的相互作用可以成為許多疾病的新的治療手段。“基于這個(gè)觀點(diǎn),我們設(shè)計(jì)了一些實(shí)驗(yàn)探索最理想的干細(xì)胞-特絡(luò)細(xì)胞共同移植的途徑。在誘導(dǎo)急性肺損傷后,通過靜脈注射、氣管內(nèi)給藥或者腹腔注射的方式,應(yīng)用干細(xì)胞、特絡(luò)細(xì)胞,或者二者聯(lián)合后,評(píng)估移植細(xì)胞在肺內(nèi)的動(dòng)態(tài)分布和維持時(shí)間。”王向東解釋說。“我們是在全球第一個(gè)團(tuán)隊(duì)建立具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鼠源性和人源性肺臟特絡(luò)細(xì)胞株。這是一個(gè)非常艱巨工作,花了大約五年時(shí)間,為了研究如何讓人類肺臟特絡(luò)細(xì)胞更加穩(wěn)定和重復(fù)性更好。”
王向東的團(tuán)隊(duì)其價(jià)值何在?第一,用融合生物學(xué)和工程學(xué)的方法,在分子醫(yī)學(xué)層面將基礎(chǔ)問題研究透,總結(jié)出規(guī)律和標(biāo)準(zhǔn),反饋給臨床,指導(dǎo)臨床診斷和診治;第二,幫助臨床醫(yī)生基于實(shí)踐的研究提煉其價(jià)值,通過組織國際交流,讓中國醫(yī)生的成果走向世界。