BY 陸思嘉  博士:
單細(xì)胞測(cè)序是生命科學(xué)研究的極致所在
 

億康基因總經(jīng)理兼聯(lián)合創(chuàng)始人
MALBAC®發(fā)明人，共發(fā)表SCI首輪論文數(shù)十篇

    測(cè)序中國(guó)對(duì)話了生殖健康領(lǐng)域著名企業(yè)億康基因總經(jīng)理兼聯(lián)合創(chuàng)始人陸思嘉博士。陸思嘉博士是MALBAC®單細(xì)胞全基因組擴(kuò)增技術(shù)的發(fā)明人，這一技術(shù)目前在輔助生殖、產(chǎn)前診斷、優(yōu)生優(yōu)育、腫瘤篩查等領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展并已成功投入臨床應(yīng)用。在專(zhuān)訪中，陸思嘉暢談了他的跨界科研經(jīng)歷、他對(duì)生命的理解以及他對(duì)科學(xué)極致的追求。

「我是一個(gè)典型的跨界科學(xué)研究者」

    陸思嘉博士的本科就讀于復(fù)旦大學(xué)，其專(zhuān)業(yè)為物理與光學(xué)技術(shù)，從事激光系統(tǒng)、超快光學(xué)、顯微鏡等精準(zhǔn)檢測(cè)相關(guān)領(lǐng)域的研究。在當(dāng)時(shí)，正值二代測(cè)序技術(shù)剛剛起步，如何將光學(xué)的精準(zhǔn)檢測(cè)運(yùn)用到當(dāng)時(shí)剛起步的二代測(cè)序中，成了陸博士前往哈佛求學(xué)的一個(gè)最大動(dòng)力。
    畢業(yè)后，陸博士如愿來(lái)到哈佛大學(xué)，并師從國(guó)際知名化學(xué)家、美國(guó)科學(xué)院院士謝曉亮教授。進(jìn)入哈佛后，正逢謝院士負(fù)責(zé)的單細(xì)胞擴(kuò)增研究項(xiàng)目啟動(dòng)，陸思嘉博士的研究領(lǐng)域從光學(xué)物理領(lǐng)域逐漸轉(zhuǎn)到了基因領(lǐng)域，并在長(zhǎng)達(dá)5年的碩博生涯中開(kāi)始了二代測(cè)序方面的研究。
    陸博士幽默地回應(yīng)道，自己是一個(gè)典型的跨界科學(xué)研究者，暢游于物理、化學(xué)、超快光學(xué)、基因組學(xué)、遺傳學(xué)、胚胎學(xué)等領(lǐng)域之間。而基因組學(xué)和基因測(cè)序本身就是跨界的，不屬于任何傳統(tǒng)的研究方向。從化學(xué)反應(yīng)的鑒別、光學(xué)的可視化到貫穿測(cè)序過(guò)程中的工程和算法支撐，都是基因測(cè)序必不可少的科技因素。
    對(duì)于自己的科研經(jīng)歷以及本世紀(jì)前二十年這一場(chǎng)基因測(cè)序技術(shù)的浪潮，陸思嘉博士也頗有感觸，“我覺(jué)得以后的科學(xué)進(jìn)步，從NGS到基因組學(xué)，都將是一個(gè)多學(xué)科的交融過(guò)程�；�于這一點(diǎn)，我認(rèn)為國(guó)內(nèi)的教育體制和產(chǎn)業(yè)體制都需要進(jìn)一步改革，以適應(yīng)新環(huán)境和新變化。國(guó)外的實(shí)驗(yàn)室大多具有多學(xué)科融合的特點(diǎn)，例如我們組里面有工程、物理、化學(xué)、計(jì)算機(jī)等各種成員，但是國(guó)內(nèi)這種情況較為少見(jiàn)。中國(guó)的測(cè)序產(chǎn)業(yè)只有在教育體制、科研體制和產(chǎn)業(yè)體制發(fā)生變革后，才能加速登上新的臺(tái)階�！�
    此外，陸博士格外強(qiáng)調(diào)了“產(chǎn)學(xué)研”合作對(duì)科技成果轉(zhuǎn)化的重要性。他表示：“從中國(guó)的各行業(yè)發(fā)展上來(lái)看，‘產(chǎn)學(xué)研’的基礎(chǔ)并不是很好。在美國(guó)，很多高校的學(xué)生會(huì)接受企業(yè)的聯(lián)合培養(yǎng)，他們也會(huì)更加理解產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)和需求，產(chǎn)業(yè)界也會(huì)積極與高校的教授進(jìn)行合作，共同進(jìn)行研發(fā)，加速科技成果的轉(zhuǎn)化。國(guó)內(nèi)應(yīng)該建立產(chǎn)學(xué)研各部門(mén)聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)生、共同研發(fā)、共享科研成果的機(jī)制，共同推進(jìn)高端人才的培養(yǎng)和產(chǎn)學(xué)研的協(xié)作，推進(jìn)科研水平和臨床診療水平的提高�！�
    在其看來(lái)，企業(yè)應(yīng)該與科研院所、醫(yī)療機(jī)構(gòu)建立廣泛合作。企業(yè)可以利用自己的技術(shù)優(yōu)勢(shì)幫助科研院所或醫(yī)療機(jī)構(gòu)建立技術(shù)平臺(tái)，將產(chǎn)品和服務(wù)提供給興趣和研究方向不同的研究者，最大效益地開(kāi)發(fā)新技術(shù)的應(yīng)用并推廣其價(jià)值。
 

「單細(xì)胞測(cè)序：探索生命的一扇窗」

    細(xì)胞是生物體最小的結(jié)構(gòu)和功能的基本單元，其中的DNA攜帶了除其他體細(xì)胞突變外所有表征該生命體特點(diǎn)的信息；此外，細(xì)胞也是突變和遺傳的載體單元。因此，理解一個(gè)生物體，理解一個(gè)生命過(guò)程，最直接的手段就是研究單細(xì)胞層面上發(fā)生的事情。他認(rèn)為，單細(xì)胞測(cè)序是當(dāng)前生命科學(xué)研究的極致所在，相關(guān)研究對(duì)于胚胎發(fā)育、神經(jīng)發(fā)育等領(lǐng)域有決定性的推動(dòng)作用。而單細(xì)胞或者少量細(xì)胞的測(cè)序的主要困難在于，測(cè)序的第一步需要先將樣本擴(kuò)增，一旦復(fù)制中出現(xiàn)微小的錯(cuò)誤，在接下來(lái)的指數(shù)復(fù)制過(guò)程中，錯(cuò)誤會(huì)被不斷放大，最終導(dǎo)致我們無(wú)法區(qū)分這種錯(cuò)誤是來(lái)自“副本”還是來(lái)自“母本”的。
    MALBAC®技術(shù)利用某種環(huán)狀結(jié)構(gòu)將副本的復(fù)制鎖定，讓拷貝無(wú)法復(fù)制自己，所有的拷貝只能來(lái)自母本。歷時(shí)兩年，在無(wú)數(shù)次的失敗中不斷改進(jìn)，成熟的MALBAC®技術(shù)最終被研究出來(lái)，與傳統(tǒng)技術(shù)比起來(lái)，準(zhǔn)確性和覆蓋度都要好很多，對(duì)腫瘤細(xì)胞的DNA檢測(cè)覆蓋度高達(dá)93%，通常的技術(shù)手段只能做到50%~70%。據(jù)悉，陸思嘉博士已成功將該技術(shù)運(yùn)用于了輔助生殖、腫瘤研究等領(lǐng)域，并推動(dòng)了單細(xì)胞測(cè)序的研發(fā)和應(yīng)用。
 

「從實(shí)驗(yàn)室走向臨床，我所做的只是追求極致」

    從科研走向創(chuàng)業(yè)，將科研成果投入應(yīng)用，是很多科學(xué)家的選擇。陸思嘉博士表示，最初的想法就是希望自己的成果能為人類(lèi)健康事業(yè)的進(jìn)步做出貢獻(xiàn)，而非僅僅停留于紙面的科學(xué)論文。MALBAC®的相關(guān)文章發(fā)表后，實(shí)驗(yàn)室收到一名患者家屬來(lái)信，詢(xún)問(wèn)其科研成果能否讓其罹患遺傳性多發(fā)性骨軟骨瘤遺傳病的家人得到健康的下一代。這個(gè)契機(jī)觸動(dòng)了謝教授及其團(tuán)隊(duì)，他們意識(shí)到自己的成果可以幫助中國(guó)廣大的遺傳病患病群體，該技術(shù)的落地或?qū)⒋蠓�改善下一代的健康狀況和生活水平。 
    “沒(méi)想到這么快就從實(shí)驗(yàn)室走向臨床應(yīng)用。我們?cè)缇皖A(yù)測(cè)這種技術(shù)可應(yīng)用的空間很大，但具體用在哪些方面，我們并未多想。當(dāng)時(shí)只是想追求科學(xué)上的極致。誰(shuí)也沒(méi)有料到，MALBAC®技術(shù)這么快就能夠造福患者，”陸思嘉博士笑談道。
    2014年9月，全球首例MALBAC-PGD™健康寶寶出生，體重4030克，身長(zhǎng)53厘米，隨后的臍血基因檢測(cè)再次證明，寶寶不攜帶遺傳性多發(fā)性骨軟骨瘤的致病位點(diǎn)。截至2017年，億康基因運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)成功阻斷遺傳病150余種，已幫助2000多個(gè)家庭獲得健康的寶寶。 
 

「“已來(lái)”和“未來(lái)”是應(yīng)該抓緊的“將來(lái)”」

    談及當(dāng)前行業(yè)的突出問(wèn)題，陸思嘉博士指出，中國(guó)基因行業(yè)的第一個(gè)問(wèn)題在于大部分企業(yè)處在產(chǎn)業(yè)鏈的服務(wù)端，即提供測(cè)序服務(wù)階段。而實(shí)力強(qiáng)大的企業(yè)應(yīng)該走到基因產(chǎn)業(yè)的最上游，即測(cè)序儀的研發(fā)和生產(chǎn)、測(cè)序新技術(shù)的開(kāi)發(fā)等環(huán)節(jié)。從完整的、健康的產(chǎn)業(yè)鏈的角度上來(lái)說(shuō)，如果中國(guó)企業(yè)對(duì)測(cè)序儀生產(chǎn)這樣上游環(huán)節(jié)沒(méi)有足夠的把控力，整個(gè)產(chǎn)業(yè)將置身于危險(xiǎn)之中。因?yàn)檎麄�(gè)國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)將受限于國(guó)外廠家，任何商業(yè)的問(wèn)題都將對(duì)國(guó)內(nèi)的基因產(chǎn)業(yè)帶來(lái)無(wú)法彌補(bǔ)的損失。他強(qiáng)調(diào)，國(guó)家應(yīng)該大力支持有實(shí)力的企業(yè)，并把這一部分產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)打牢。
    第二點(diǎn)在于臨床應(yīng)用，也就是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的最下游。他認(rèn)為，除了NIPT以外，大部分臨床檢測(cè)都不敢自稱(chēng)從技術(shù)到審批等全部環(huán)節(jié)都較為成熟；也有很多有價(jià)值的技術(shù)沒(méi)有落地，沒(méi)有在實(shí)際應(yīng)用中體現(xiàn)科技的價(jià)值，更沒(méi)有為人類(lèi)健康事業(yè)的前進(jìn)發(fā)揮其應(yīng)有的作用。
    面對(duì)目前國(guó)內(nèi)的基因行業(yè)上下游存在的問(wèn)題，陸博士預(yù)言，未來(lái)國(guó)內(nèi)應(yīng)該會(huì)出現(xiàn)有實(shí)力的測(cè)序儀生產(chǎn)商。目前國(guó)內(nèi)已有企業(yè)在相關(guān)領(lǐng)域取得初步成果，而未來(lái)誰(shuí)將獨(dú)占鰲頭尚有待觀察；其次，將會(huì)涌現(xiàn)出很好的大數(shù)據(jù)企業(yè)，IT和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將會(huì)促成基因行業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，大數(shù)據(jù)推動(dòng)科研和臨床的發(fā)展已經(jīng)成為新常態(tài)；最后，基因測(cè)序服務(wù)也將會(huì)進(jìn)一步細(xì)分，并為病人提供病前、治療中和治療后全方位的、個(gè)體化的診療服務(wù)。
    過(guò)去、現(xiàn)在和可以預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，這里是一片藍(lán)海。
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