树兰文化
第五届树兰医学奖获奖者：程京院士
2020-02-28
[教育和科研经历]
程京,男,中国工程院院士。1983年本科毕业于上海铁道大学(同济大学)电气工程系。1992年获英国史查克莱大学司法生物学博士学位。现任清华大学医学院生物医学工程系教授、曾先后在英国阿伯丁大学、美国宾夕法尼亚大学做博后、助理研究教授。担任过美国纳米基因公司首席科学家,生物芯片北京国家工程研究中心主任。任Human Mutation杂志通讯编辑和IE NanobiOtechno1ogy杂志编委,全国生物芯片标准化技术委员会主任委员、中国仪器仪表学会医疗仪器专业委员会主任委员、国务院学位委员会生物医学工程组第七届学科评议组召集人。1998年首次在国际上研究完成集血液中细菌分离、胞解及杂交检测为一体的芯片实验室系统,该成果以Lab on a chip为封面文章发表在№ture Biotechno1ogy上,并被science当年世界十大科技突破引用。获国家技术发明奖二等奖(两项)、谈家桢生命科学成就奖、首届转化医学杰出贡献奖等奖项。
[主要学术贡献]
程京教授治学严谨,在生物芯片技术领域始终坚持自主创新,1999年回国后受命组件了生物芯片北京国家工程研究中心(博奥生物),研制出了具有中国自主知识产权的生物芯片设计、制作和检测的全套技术,为革新生命科学研究和医学诊断做出了突出贡献。多次被Nature、science、 NatureBiotechno1ogy、F∝ tune、FOrbes和Times等杂志报道,受到国际广泛认可。研制出了三大类创新生物芯片及全线配套设备:①疾病预防、诊断及预后的快速、高通量分子分型芯片技术体系。②细胞芯片实验室系统。③下一代基因芯片工作站等生物芯片配套仪器。相关产品达70余项,出口全球30多个国家,国内外销售累计40多亿元。其中,遗传性耳聋基因芯片已筛查新生儿300余万人,避免了8万余名新生儿及其母系家族成员致残,为国家节约了近500亿元的医疗经费。结核分枝杆菌分型及耐药芯片,己应用于近百万病人的诊治,构建了全球首创的系统化结核病精准诊断路径。与北大人民医院、浙大一附院合作研制成功呼吸道病原体多指标快速检测微流控芯片系
统,相关仪器和芯片双双以创新产品资格快速获批CFDA证书(仪器⒛15年、芯片⒛16年),已推广进入国内⒛0余家大型医院,为呼吸道感染性疾病精准诊疗做出突出贡献。科研用生物芯片系统为辉瑞、中科院、医科院、军科院、清华、北大等若干单位提供研究服务4300余次。
获国外发明专利118项,中国医疗器械注册证书58个,欧盟CE证书37个。发表SCI论文1砼3篇(他引9000余次)。负责起草临床诊断类生物芯片行业标准7项、国家生物芯片标准1茌项。对我国生物芯片领域的技术创新和产业化发展以及在国际上的影响起到了实质性推动作用。
[心路历程]
“探生命之洞奥，成就千秋鼎盛”，在博奥生物成立之初撰写的《博奥铭》，也是自己过去几十年为之奋斗不止的事业和理想写照。
那时，西南政法大学正在筹建一个全新的司法鉴定中心，急需理工科人才。机缘巧合之下，我从电气行业跳到了“司法鉴定”领域。之后，经选拔被派往英国史查克莱大学留学，进修“扫描电子显微镜”技术，师从当时国际著名刑事技术专家Brian Caddy教授，也正因此，开始接触当时全球最前沿的DNA指纹鉴定技术，开启了与生物的不解之缘。
与基因技术的亲密接触，让自己重新找到了学习的乐趣，也印证了“兴趣是最好的老师”这句老话。对于导师指定的“DNA指纹鉴定新策略”研究任务，我开挂般地完成了所有研究内容，成功拿到司法生物学博士学位，并申请获批了两项专利。
在工程与生物学领域多年的专业积累，迎来了自己人生的另一个转折点。1994年，美国宾夕法尼亚大学医学院刊登一则招聘广告，我从全球70多名应聘者中脱颖而出，因为与对方的岗位要求“perfect match”（绝配），由此正式迈入生物芯片研究领域。之后的几年，执着且潜心于自己所从事的事业，如鱼得水，在研发方面也小有成就。1998年，在进入纳米基因公司后，我和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，该成果以Lab on a Chip 为封面故事发表在Nature Biotechnology 上，并被美国Science杂志评选的当年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，最终竟还是成为我的江湖世界里最显眼的标签。
一千个创业者，就有一千种艰苦创业的版本。回国创业初期，真可谓“上无片瓦，下无立锥之地”。我与同事们在清华大学老生物学馆一个半地下的复印机房里工作，里面的桌椅板凳都是从学校走廊捡来的。有一次，宝钢的投资者来谈投资，一屁股坐下去摔了一跤，才发现那把折叠椅的腿是坏的。不过，那时一心埋头科研，纵使千般辛苦，也乐在其中。
那个时候，如果你在中国问什么是生物芯片，恐怕没有几个人能回答出来。因为中西方在技术领域的差距确实太大，这个鸿沟需要一代人用自己的智慧和时间去填补。我想，命中注定，我就是“填沟人”中的一员。
生物芯片有点类似上个世纪兴起的计算机技术，刚问世的计算机各种线路管道占地巨大，要通过芯片技术进行微缩。同样，生物芯片技术则是将原来需要在实验室摆弄大量瓶瓶罐罐才能完成的研究分析浓缩在一张小芯片上，从而可以实现科研和临床应用上海量数据的快速解读。当然，生物芯片专业跨度大，涉及生物、化学、计算机、软件信息等。在我们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我这唯一一名教授，连续半年多，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。
当然，回国创业攻坚“中国芯”，更棘手的问题是我们研发的产品如何符合市场需求，即产品必须“立地”，要接地气。起初，我们更多的关注点在于技术的可行性和先进性，但后来发现对经济可承受性的考虑不可或缺。因此，为了让生产出的产品尽快进入市场转化为商品，同时降低成本，我们在创业的早几年，将问世的产品送到试点医院不断调研、跟踪反馈、改良，在保证产品优良的条件下尝试替代性材料，从而真正做出“物美价廉”、百姓消费得起的产品。
2000年，在国务院办公厅第十次科技讲座上，有幸给国务院和各部委领导作了“生物芯片——下个世纪革命性的技术”的专题报告，这成为我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，在国家多个部委和北京市的大力支持下，我国首个生物芯片国家工程研究中心依托博奥生物公司成立了。
2003年，博奥研发的第一台生物芯片相关产品激光扫描仪问世。就在一切按计划进行时，“非典”爆发，北京是重灾区。当时便想生物芯片技术能否派上用场。生死时速，我们一刻都不敢懈怠。相比万人空巷的北京街头，我们的团队却抛头露面，奔波京城，免费为北京43所“非典”医院取样、检测、汇报结果。经过7天夜以继日的奋战，在4月26日凌晨1点43分，我们成功研制出了专门用于“非典”病毒检测的基因芯片，这个芯片后来被时任全国防治非典科技攻关组副组长的陈竺院士评价为“是最准确的”。那一刻，一种“受命于危难之际”的使命感油然而生。
致力技术创新，成就健康梦想。大概，这两句后来凝聚为博奥生物公司使命的话，已经与我的事业、理想密不可分。
前些年，一份来自中国听力残疾人群现状及致残原因的分析报告显示，我国现有残疾人约8296万，其中听力残疾居各类残疾之首，有2780万（33%）。而在这些听力残疾人中，有相当一部分是药物性耳聋，也就是说，他们刚出生时并没有出现耳聋，而是在后天被注射了链霉素，庆大霉素素等氨基糖甙类药物致聋的。
很多医生都知道这类药物会导致基因突变引起的药物性耳聋，但因为缺乏基因检测手段无法将其与一般人区分开。譬如，惊艳2005年春晚的《千手观音》舞蹈，21位舞蹈演员里有18位都因为小时候生病打针而致聋，且这种灾难性的结果终身不可逆转。每次与人谈及此事，都倍感心痛。
2009年，博奥联合解放军总医院研制出了全球首款遗传性耳聋基因检测芯片，可以针对先天性耳聋、迟发性耳聋以及药物性耳聋的致聋基因进行检测。为此，我们在很多场合奔走疾呼，希望这项技术可以服务更多的百姓，避免很多耳聋悲剧尤其是一针致聋悲剧的发生。
2012年，在多方积极推动下，北京市正式启动了新生儿遗传性耳聋基因筛查项目，应用的正是博奥研发的基因芯片产品。可喜的是，北京的示范效应在全国持续发酵，四川、山西、江苏、河南、新疆、广东、吉林等多个省市区都开始将耳聋基因筛查列入民生工程，目前已经检测的新生儿数量已经超过300万，检出总突变率约为4.4%，其中仅药物致聋基因携带者就有8000多人，直接避免了受检者和家庭成员8万多人因为用药不当而致聋。
与孩子“生的健康”相比，“想病不易”成为我国在发展过程中不得不面对的另一个重大问题。老龄化加速并带来慢病高发，带来的问题是医院越建越大，病人越看越多。这样的怪圈应该如何破解？
一直以来，就对中国传统文化非常偏爱。五年前，首次接触到《黄帝内经》时，自己便如获至宝。这本被奉为中国医学典籍奠基之作中关于“上医治未病”的理念令人茅塞顿开。最开始，博奥并没有涉及中医的领域，最初单纯是用分子检测去做疾病的风险分析，可当别人总问我：检测出风险后该怎么办？我说我们只管检测。别人说那还不如不检测。
我感觉自己再一次被“逼”上了梁山。误打误撞地，便开始接触中国传统医学，且一发不可收拾。自己发现，传统医学博大精深，古人在“未病先治”上做出了很好的实践。他们会结合天干、地支来观察人体运行的规律，并归纳出了人们该如何作息、饮食和锻炼，追求天人合一，做到既健康又长寿。他们不仅关心身体本身的健康，还会站在人文、艺术的高度提出对人精神层面的情志调理，真正地将医学和儒、释、道等融合在一块。
中国传统医学中有很多精髓是非常值得学习和继承的。如何借助现代科技手段，让传统医学发扬光大？这方面我们做了很多尝试，也取得了一些成果，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国传统医学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它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%。筛查中还引入了中医体质辨识系统，发现2型糖尿病与阴虚、痰湿体质关联性较强，肥胖与痰湿体质关联性较强。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，这个是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更多的地区。
如今，人生已过半百，我依然非常享受与团队奋战在一线的那种激情澎湃的感觉。当然，全民健康并非一蹴而就的战略目标，也非单凭我辈之力就可完成的理想。我期待，未来，有更多的年轻人投身健康事业，共同成就中国梦•健康梦！
[代表性著作]
[获奖者风采]
[提名人]
