开创中国生物芯片新纪元2019年03月26日

2023-03-07 07:59阅读：

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中国工程院院士、清华大学教授程京

开创中国生物芯片新纪元

来源：北京晚报 2019年03月26日版次： 15 作者：

开创中国生物芯片新纪元2019年03月26日

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程京，医学生物物理学家（生物芯片方向），博士学位。现任清华大学医学院生物医学工程系教授、生物芯片北京国家工程研究中心主任。
程京主要从事DNA芯片、蛋白芯片、细胞芯片和芯片缩微实验室的研究开发和在健康管理、疾病诊断、药物开发中的应用研究，以及依托互联网大数据和人工智能的大健康管理相关研究。他主持建立了国内急需的疾病预防、诊断和预后分子分型芯片技术体系，领导研制了基因、蛋白和细胞分析所需的多种生物芯片，实现了生物芯片所需全线配套仪器的国产化。2009年，当选中国工程院院士。
一枚只有指甲盖大小的芯片，藏有80多万个基因探针，能预测13大类，近150种疾

病……这枚神奇芯片里，还凝聚着一位中国研发者的全部心血。他就是中国工程院院士程京，一个开创了中国生物芯片新纪元的人。
程京身上有许多标签——除了是生物芯片领域的工程师，还是闯入商海的清华大学教授，同时还有博奥生物集团总裁等多重身份。每天，程京的生活被教学、科研、会议、访问等工作排得满满当当。而他，则一直在与时间赛跑。在接受记者采访前，程京刚刚参加完一个重要会议。接受采访之后，他又马上要飞往外地出席一个论坛。
高考志愿抹去的“医学” 成为个人事业最显眼标签
1963年，程京出生在一个医学氛围浓厚的家庭，学医成了家人对他的期望。程京的童年，在大西南的凉山深处度过。当他第一次乘坐火车驶出大山时，机械文明的庞然大物伴随着清脆的汽笛声，激荡起懵懂少年的梦想。程京立志要造火车。16岁那年，他参加高考，偷偷把第一志愿改成了上海铁道大学（现同济大学）机车电传动专业，并如愿以偿。
毕业后，程京被分配到铁道部资阳内燃机厂，从事绘图设计工作。日复一日的重复性工作，令他感到枯燥乏味。“我非常热爱我的专业，可在当时的环境下，我的工作完全不具有创造性。”感到离自己心中的梦越来越远，不甘于平庸的程京，毅然选择了转行。1986年，他离开了内燃机厂。
那时，恰逢西南政法大学正好要建一个全新的司法鉴定中心，急需理工科人才。于是，程京选择到西南政法大学鉴定中心工作。不久，他又以优异的成绩被国家教委送到英国史查克莱大学作为访问学者进修，接触到当时全球最前沿的DNA指纹鉴定技术，开启了与生物的不解之缘。
在与基因技术的亲密接触中，程京发现了很多乐趣。“兴趣是最好的老师”，他很快进入了废寝忘食的学习状态。对于导师指定的“DNA指纹鉴定新策略”博士课题，程京飞速完成了所有研究内容，成功拿到司法生物学博士学位，并在英国申请获批了两项专利。
从电气到化学再到分子生物，程京什么都学到了一点儿，但总感觉自己“四不像”，学得不精。为了将来的发展，他开始寻找一个能把自己所学知识融会贯通的领域。1994年，一个偶然的机会，程京看到美国宾夕法尼亚大学医学院刊登的一则招聘广告，要求应聘人员“本科学工程,研究生学生物学，分子生物学更好，并愿意从事生物芯片研究”。这让他眼前一亮。最终，程京以“完美契合”的条件进入了美国宾夕法尼亚大学，从此迈入生物芯片研究领域。
之后的几年，程京潜心所从事的工作，在研发方面小有成就，并与团队研究完成了世界上第一个厘米见方的超小型集成化生物实验室，该成果被美国《科学》杂志当年评选的“世界十大科技突破”所引用。“自己经常会和朋友半开玩笑，兜兜转转十几年，早在高考志愿书上就被我抹去的‘医学’二字，最终竟还是成为我‘江湖世界’里最显眼的标签。”
用自己所学为祖国服务回国开创中国“芯”纪元
世纪之交，程京在海外工作的同时也时刻关注着国内各方面的发展。一次偶然的机会，由美国人撰写的《中国蚕式导弹之父》一书击中了他的内心，钱学森教授的个人经历引起了他的共鸣。一个想法在程京的心中越来越明晰：回国，用自己所学为祖国服务。
1999年，程京接受清华大学邀请，受聘担任清华大学生命科学与工程研究院教授、博士生导师。“刚回来一个月900块钱，和同事在清华生物系腾出的复印机房里工作，工作室里的桌椅板凳也是从学校走廊捡来的。”程京记忆犹新，“那时一心埋头科研，纵使千般辛苦，也乐在其中。”在团队研发第一台生物芯片扫描仪时，限于当时的条件，该项目的开发团队仅有程京这一名教授，连续半年多，他经常加班到晚上10点以后。“当时只有一个信念——一定要把项目完成。”
2000年，在中南海“国务院办公厅第十次科技讲座”上，程京给国务院及各部委领导作了“生物芯片——下个世纪革命性的技术”的专题报告，这成为他的人生乃至我国生物芯片产业的一次里程碑式的事件。当年9月，在国家发改委、科技部、卫生部和教育部的支持下，以清华大学企业集团为投资主体的生物芯片研发企业北京博奥生物芯片有限责任公司正式组建；以博奥为依托，建立了生物芯片北京国家工程研究中心。随后数年，博奥在全球累计获得专利授权330余项，专利转化率近50%。作为全国生物芯片标准化委员会的主任委员和秘书处承担单位，公司主导制定的14项国家标准、6项医药行业和1项检验检疫行业标准获得颁布。
“通过建立疾病预测、预警、疾病早期发现和识别、疾病早期干预等技术，使‘立足预防’成为可能。”程京办公室的茶几上，摆放着数枚不同样式、不同用途的芯片。他拿起其中一枚向记者展示：这枚长约5厘米，宽约1厘米的玻璃片上，分布着指甲大小的4块细密“点阵”。“临床时，收集人体血液、尿液、痰液等待测样品，与芯片上已有的DNA信息发生‘碱基互补’反应，产生相应信号，再用计算机分析数据，就能获得样品的基因信息，用于疾病的预测、预防和精准治疗等领域。”程京说道。
2009年，程京及其研究团队研发出全球首枚遗传性耳聋基因检测芯片。只需一滴新生儿足跟血，就能测出是否携带遗传性耳聋基因，并覆盖了能够检测先天性耳聋、药物性耳聋、迟发性耳聋相关的耳聋基因位点。2012年，北京市率先开展新生儿遗传性耳聋基因筛查工作，成为全国乃至全世界第一个实现新生儿耳聋基因筛查的城市。截至2018年底，全国接受遗传性耳聋基因筛查的新生儿数量超过320万，检出总突变率为4.4%，其中药物致聋基因携带者就有8400多人，直接避免了受检者和家庭成员约8万多人因使用药物不当而致聋。
应用生物技术“治未病” 实现慢性病防控“关口前移”
今年1月8日，中共中央、国务院在北京隆重举行国家科学技术奖励大会。由清华大学、中国人民解放军总医院和博奥生物集团有限公司联合研发的“遗传性耳聋基因诊断芯片系统的研制及其应用”项目荣获2018年度国家技术发明奖二等奖，“这不是我一个人的成果，是整个博奥生物取得的荣誉，需要各方各面去推进。”当记者问到“获奖感言”时，程京这样回答。比起获得国家奖项，他更希望先进的科学技术能够尽快得到国家的推广，应用在民生领域，更快地服务于基层群众。
一直以来，程京就对中国传统文化非常偏爱。当年，他首次接触到《黄帝内经》时便如获至宝。这本被奉为“中国医学典籍奠基之作”中，关于“上医治未病”的理念给程京留下深刻印象。最初，博奥并没有涉及中医的领域，单纯是用分子检测去做疾病的风险分析。如何借助现代科技手段，让中国传统医学发扬光大？程京团队研发了眼象健康成像仪、艾欣床等。此外，还搭建了以分子检测和中医相结合的大健康技术平台，真正做到未病先防。目前，博奥的全线产品及服务体系已经落地重庆两江新区，在当地政府的支持下开展了国内首个针对十余万人社区糖尿病防控公益项目，同步建立了糖尿病全程管理的“医防融合”综合服务体系。
“这个项目最大的特征在于能将防病和治病的链条捋顺，无论百姓处在‘未病’还是‘已病’阶段，都能参与到我们的慢病管理体系。”自2017年5月启动以来，项目已经完成筛查建档人数10万多人，共发现糖尿病患者1.8万人，已在册登记患者有8000多人，漏诊率高达55%。据调查，当地很多居民通过筛查对糖尿病、高血压、肥胖等进行了提前防控和干预，这是个非常鼓舞人心的结果。未来，博奥正尝试着把这一慢病管理模式推广到全国各地。
作为人大代表，程京在今年的全国人代会上建言：“针对我国特殊国情，借鉴重庆两江新区的经验，立足基层和社区，以预防为主，中西医并重，利用大数据和人工智能等智慧科技手段，联动政府、医院、企业和社区，全面建立‘智慧中西医慢性病健康管理服务体系’并示范应用推广，真正实现慢性病防控工作的‘关口前移’。”
“古往今来，举凡贤明，必持大度……探生命之洞奥，成就千秋鼎盛。”博奥的大厅，共八十八言的《博奥铭》情怀满溢，这是程京亲笔所书，映照了他过去几十年为之奋斗不止的“芯路历程”和报国理想。

本报记者李祺瑶王海欣摄

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