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專訪謝曉亮:回國不是簡單的決定,這里的研究機會比哈佛更好
10月28日傍晚開始,全球“最強大腦”開始陸續(xù)涌向上海滴水湖畔。然而,在包括44位諾貝爾獎得主在內(nèi)的65位全球頂尖科學(xué)家中,華人屈指可數(shù),57歲的謝曉亮是其中一位。
謝曉亮抵達第二屆世界頂尖科學(xué)家論壇舉辦酒店的時候已是深夜,凌晨2時他尚在準(zhǔn)備第二天的工作。10月29日,在主持了近5個小時的世界頂尖科學(xué)家青年論壇之后,謝曉亮開始接受澎湃新聞記者(www.kxwhcb.com)的專訪。

“這當(dāng)然不是一個簡單的決定”,談及去年的全職回國,謝曉亮如是表示。
他在為北大120周年校慶撰寫的紀(jì)念文章中提到,北大是他的人生啟蒙之地,也是他的科研回歸之地。而正式回歸這一刻,距離他第一次離開北大已經(jīng)33年。
留美的這33載給他帶來了諸多榮譽。謝曉亮被譽為單分子酶學(xué)的創(chuàng)始人、單分子生物物理化學(xué)的奠基人之一、相干拉曼散射顯微成像技術(shù)和單細胞基因組學(xué)的開拓者。他是美國科學(xué)院院士、美國醫(yī)學(xué)院院士、美國藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院院士,2015年還獲得美國阿爾伯尼獎(Albany)。
當(dāng)年,謝曉亮和斯坦福大學(xué)教授Karl Deisseroth共同摘得該獎項的理由為:表彰兩位杰出學(xué)者分別在單分子生物學(xué)和光遺傳學(xué)等生物醫(yī)學(xué)研究中做出的技術(shù)創(chuàng)新,以及這些技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的重要應(yīng)用,如更好地避免試管嬰兒的遺傳性疾病、了解精神疾病等。謝曉亮也是首位阿爾伯尼獎華人得主。
1998年,謝曉亮36歲,被哈佛大學(xué)化學(xué)與化學(xué)生物系聘為終身教授。這也是改革開放后,哈佛大學(xué)聘任的第一位來自中國大陸的終身教授。
2009年,哈佛任命他為Mallinckrodt化學(xué)和化學(xué)生物學(xué)講席教授。然而,對基礎(chǔ)研究及應(yīng)用轉(zhuǎn)化有更大抱負的謝曉亮開始看到,“國家在改革開放后這么短的時間內(nèi)取得了巨大成就,我回來,是因為這里的研究機會比美國哈佛的更好,這是主要原因。”
謝曉亮認(rèn)為,國家的持續(xù)支持“使中國科研整體水平大有提高”。而在33年前,正是由于“國內(nèi)的科研水平與世界先進水平畢竟有很大差距”,他才出國深造。
2018年7月,56歲的謝曉亮正式全職回到母校北京大學(xué)任教,現(xiàn)為北京大學(xué)李兆基講席教授、北京大學(xué)理學(xué)部主任、生物醫(yī)學(xué)前沿創(chuàng)新中心(原北京大學(xué)生物動態(tài)光學(xué)成像中心“BIOPIC”)主任、未來基因診斷高精尖創(chuàng)新中心主任 。
生物學(xué)正在成為一門定量的科學(xué)
謝曉亮并不是一開始就選擇了生物學(xué)。
23歲是謝曉亮人生的重要節(jié)點。那年,他在北京大學(xué)一年碩士生涯結(jié)束后選擇遠赴美國,來到加州大學(xué)圣地亞哥分校攻讀博士學(xué)位,師從約翰?西蒙(John Simon)教授。博士畢業(yè)后又進入芝加哥大學(xué)著名物理化學(xué)教授格雷厄姆?弗萊明(Graham Fleming)的實驗室做了短暫的博士后。
而在23歲之前,謝曉亮的生活學(xué)習(xí)幾乎圍繞著燕園。1962年,謝曉亮出生于北大朗潤園,父親謝有暢和母親楊駿英均為北京大學(xué)化學(xué)系教師。高中畢業(yè)后,北京大學(xué)化學(xué)系順理成章地成為了他的第一志愿。
謝曉亮北大本科畢業(yè)的論文題為用計算機來控制光電化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)師為化學(xué)系的電化學(xué)專家蔡生民。謝曉亮稱,“他的為人和對我的學(xué)術(shù)指導(dǎo)對我以后的工作有很深的影響”,也就在那時,謝曉亮意識到“儀器設(shè)備上的創(chuàng)新往往可以帶來科學(xué)研究的突破”。
在來到美國7年之后,1992年,30歲的謝曉亮作為第一位來自中國大陸的科學(xué)家加入美國太平洋西北國家實驗室(PNNL),并組建了自己的獨立實驗小組,很快實現(xiàn)了室溫下單分子的熒光成像。
1998年,謝曉亮和其彼時的博士后在《科學(xué)》雜志上首次報道了用熒光顯微鏡實時觀測到單個酶分子(生物催化劑)不斷循環(huán)生化反應(yīng)的動態(tài)過程。這項突破性的工作為生物學(xué)研究提供了全新的重要方法。
謝曉亮的實驗室還發(fā)明了無需熒光標(biāo)記的拉曼光譜生物成像技術(shù)。這種新方法使快速非線性拉曼生物成像成為現(xiàn)實,破除了拉曼光譜應(yīng)用于生物影像的限制枷鎖。
上世紀(jì)90年代的這兩項工作的相關(guān)論文,也是謝曉亮實驗室迄今為止被引用次數(shù)最多的論文。
1998年,謝曉亮被哈佛大學(xué)化學(xué)與化學(xué)生物系聘為終身教授。2006年,在分子生物學(xué)深耕才3年的謝曉亮就帶領(lǐng)團隊在《科學(xué)》和《自然》雜志上同時發(fā)表論文,首次報道了活體細菌細胞中蛋白質(zhì)分子一個一個隨機產(chǎn)生的實時觀察,定量描述了分子生物學(xué)的中心法則。
談?wù)撍瞄L的“跨學(xué)科”,謝曉亮認(rèn)為這是超越導(dǎo)師的必經(jīng)之路。“如果一直做實驗室里原來的研究,你是很難超越你的導(dǎo)師的,你需要開拓屬于你自己的新領(lǐng)域。”
實際上,早在大學(xué)階段,謝曉亮的學(xué)習(xí)興趣就非常廣泛。他旁聽了許多其他院系開設(shè)的課程,如物理系的四大力學(xué):經(jīng)典力學(xué)、量子力學(xué)、統(tǒng)計力學(xué)、電動力學(xué)以及無線電系的電子學(xué)課,數(shù)學(xué)系的概率統(tǒng)計課等,這些“跨學(xué)科”的知識積累使他受益匪淺。
在大一暑假,他就體會了一次“跨學(xué)科”帶來的小小成就感。謝曉亮在回憶文章中特地提到,大學(xué)的第一個暑假,自學(xué)計算機編程的他發(fā)現(xiàn)了離子晶體的能量是一個無窮級數(shù),需要大的計算量,于是試著寫Fortran程序來計算晶體結(jié)構(gòu)的能量。這對當(dāng)時學(xué)化學(xué)的他來說,首次用計算機解決這樣一個“跨學(xué)科”問題,還是非常欣喜的。
對于其最后選擇進入生物領(lǐng)域,謝曉亮對澎湃新聞記者表示,“生命科學(xué)未知的東西很多,它有無窮多的問題,基因調(diào)控、細胞分化、發(fā)育生物學(xué)都解決了,還有大腦的問題。”
對謝曉亮來說,他此前更為熟悉的化學(xué)和物理是“相對古老的學(xué)科”。“我教普通化學(xué)的內(nèi)容都是一二百年前的,但是你要教分子生物學(xué),那些發(fā)明者,或者真正推動領(lǐng)域往前走的人,還都健在,所以它是新興學(xué)科。”
而在其大學(xué)時期,他認(rèn)為生物是“枯燥的,需要不斷記憶,它有很多定性的描述”。“我覺得生物學(xué)正在變成一個定量的科學(xué),從一個數(shù)據(jù)稀少的科學(xué),變?yōu)橐粋€數(shù)據(jù)豐富、大數(shù)據(jù)的科學(xué)。”
謝曉亮提到“轉(zhuǎn)行”的初衷時表示,“因為這樣,有數(shù)理背景的人就可以有所作為,可以有所貢獻,就是在這種情況下,我對生物學(xué)越來越感興趣,生物科學(xué)確實有很多奧秘,有待被解決,而且跟人們的健康相關(guān)。”
“癌癥早期檢測”雖有忽悠,但不能證明它不重要
近年來,謝曉亮工作的重點在于將其突破性的基礎(chǔ)研究向臨床轉(zhuǎn)化,而將這兩者都能出色完成的科學(xué)家并不多。
他的第一個科研成果轉(zhuǎn)化是把發(fā)明的無熒光標(biāo)記非線性拉曼成像技術(shù)應(yīng)用在腦外科腫瘤切除手術(shù)中區(qū)分腫瘤邊緣。和傳統(tǒng)的核磁成像、光學(xué)顯微鏡技術(shù)相比,快速拉曼光學(xué)成像技術(shù)看細胞無需標(biāo)記,可以大幅度加快手術(shù)中腫瘤邊緣的鑒別,現(xiàn)在已經(jīng)被產(chǎn)品化并試用于腦外科醫(yī)生們的手術(shù)中。
另外,DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)在謝曉亮看來是上世紀(jì)最偉大的發(fā)明。然而,進入21世紀(jì)以來,讀懂人類基因在生物醫(yī)療領(lǐng)域日益凸顯地位,謝曉亮的實驗室繼續(xù)轉(zhuǎn)型,開始從事單細胞基因組的研究。
2011年,其實驗室研發(fā)出一種新型DNA測序儀;2012年,團隊又發(fā)明了MALBAC單細胞DNA擴增技術(shù),能為單個人體細胞進行DNA測序。簡單來說,MALBAC技術(shù)可以均勻地放大單個人體細胞的全基因組,人類基因組序列中30億對堿基中即使存在一個堿基異常,理論上來說也能被檢測到。這大大彌補了此前技術(shù)不夠靈敏和精準(zhǔn)。
值得一提的是,MALBAC技術(shù)已產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用于遺傳病的孕前精準(zhǔn)防控等領(lǐng)域。謝曉亮仍在哈佛任教時,就與北醫(yī)三院喬杰團隊、北大湯富酬團隊合作,成功地將高MALBAC運用到體外受精的胚胎檢測中。
2014年,第一個 “MALBAC 嬰兒” 在中國誕生。迄今為止,已經(jīng)有超過一千例不攜帶父母基因缺陷的健康的 “MALBAC 寶寶” 在中國出生。
談及這種單基因遺傳疾病的治療,謝曉亮表示,目前已知有六千多種單基因遺傳疾病。在更為普遍的情況下,患者體細胞里同一個基因有兩個拷貝,致病基因一般只是其中一個,這就意味著患者的致病基因有50%的幾率傳給下一代。他們所要做的工作就是利用MALBAC篩選和移植無致病基因的受精卵。
謝曉亮還特別提及,目前對單基因遺傳疾病來說,“篩選再移植”已經(jīng)足夠解決問題,而無需對生殖細胞進行基因編輯。
另外,MALBAC技術(shù)還正在嘗試運用于癌癥的早期檢測。謝曉亮提到,生命無外乎生和死,癌癥則是死的罪魁禍?zhǔn)祝袊艘簧冒┌Y的幾率是22%(《2014年最新研究解析中國腫瘤流行病譜》數(shù)據(jù)),死于癌癥幾率12%。
“為了減少這么高的死亡率,當(dāng)然要有治療癌癥的藥,比如免疫治療、靶向治療等。但是真正要把這個幾率數(shù)給降下來,應(yīng)該是通過癌癥的早期檢測,癌癥的早期檢測需要DNA的測序。”謝曉亮表示。
謝曉亮團隊目前尚在攻克通過對血液里DNA測序來進行癌癥的早期篩查。一般來說,當(dāng)細胞發(fā)生癌變但尚未形成病灶之前,就會在體液中出現(xiàn)腫瘤的標(biāo)志物,包括microRNA(miRNA)、循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)、蛋白質(zhì)、外泌體和循環(huán)腫瘤細胞(CTCs)等。
實際上,這種所謂的“滴血驗癌”方法此前外界已略有所知。被稱為“女版喬布斯”的伊麗莎白·霍爾姆斯(Elizabeth Holmes)創(chuàng)立的美國硅谷明星公司Theranos一度風(fēng)光無二,但2017年前后騙局被拆穿。Theranos提供的服務(wù)即為通過幾滴血檢測出包括膽固醇和癌癥在內(nèi)的200多種不同指標(biāo)。
“我們實驗室現(xiàn)在就在做,外面有很多人在忽悠造假,但是這不證明它不重要。”謝曉亮表示。據(jù)其介紹,“實驗室目前有進展,但還不到公布的時候。”具體來說,特異性方面(即一旦測出有癌癥即意味著的確患有癌癥)已達到80%-90%,但是靈敏度還有待提高,“也就是說有癌癥的話不一定能測出來,現(xiàn)在只是40%-50%,如果能把靈敏度測到80%-90%,那就會很好。”
“中國什么時候能在科學(xué)技術(shù)上拿這么多金牌?這還來日方長”
值得一提的是,在第二屆世界頂尖科學(xué)家論壇期間,中國和日本之間的諾貝爾獎比較也是熱門話題之一。
談及中國在諾獎級成就方面的缺乏,謝曉亮對澎湃新聞記者回憶,“我2008年來北京看奧運會,中國拿最多的金牌,當(dāng)時我的一個感受是,中國什么時候能在科學(xué)技術(shù)上拿這么多金牌?這還來日方長。”
“但是我覺得中國已經(jīng)開始積累了,日本也是前期經(jīng)過很長時間積累,我覺得我們整體水平在往上走。”謝曉亮同時認(rèn)為,“當(dāng)然我們跟美國的差距還是蠻大的,這個差距也是一個整體水平的差距。”
談及為何在美國33年之后選擇全職回歸北大,謝曉亮表示,“當(dāng)然這不是一個很簡單的決定,雖然我的父母還在這里,但是可以這么說,這是一個職業(yè)選擇,我回來是因為我覺得在中國、在北京大學(xué),我的研究機會比在我美國哈佛的還好,包括我能得到的資金支持,跟醫(yī)師的合作等。 ”
2019年8月16日,謝曉亮在著名學(xué)術(shù)期刊 CELL 雜志上發(fā)表《疾病沒有國界,科研亦應(yīng)如是》一文,其中也同樣提到:我做這個決定絕非易事,考量很多:如盡孝父母、回饋母校、回報祖國等,但最重要的還是科研。我回來主要是因為在北京能有更好的科研機會,這也真實反映出我在美期間中國取得的發(fā)展成就。
謝曉亮在上述文章中強調(diào),其個人的科研經(jīng)歷就可以證明中美之間的開放合作受益的是全世界。他呼吁:為了追求真理,揭秘自然,解決全球性的時代難題,中國和世界各國的科學(xué)家必須攜手合作。唯有合作,方能共贏。
對回國后的謝曉亮而言,最期待的或許是看到自己的基礎(chǔ)研究成果讓更多的人受益。他至今仍然記得自己在2014年9月19日那天抱著第一例“MALBAC嬰兒”時內(nèi)心的那份激動。今年9月,這名首例“MALBAC嬰兒”在剛過5歲生日之際送來了一份手工禮物,謝曉亮不禁感慨,“這禮物太有意義,比什么獎都珍貴”。
他在國內(nèi)的抱負遠不止于此,他的研究團隊正致力于開發(fā)和改進單細胞全基因組擴增及測序技術(shù),嘗試憑借頂尖的技術(shù)提高輔助生殖治療的成功率,有效預(yù)防出生缺陷,為優(yōu)生優(yōu)育和腫瘤個體化診斷領(lǐng)域提供更精準(zhǔn)的醫(yī)學(xué)檢測技術(shù)。





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