本刊記者 黃為軍 王 輝

給生命“細(xì)致入微”的關(guān)懷
——訪中科院上海生命科學(xué)研究院營(yíng)養(yǎng)科學(xué)研究所王福俤博士

本刊記者 黃為軍 王 輝

在科學(xué)的浩瀚海洋里，學(xué)科領(lǐng)域包羅萬象、紛繁復(fù)雜：有的科學(xué)家從大處著眼，探索茫茫宇宙的無垠時(shí)空；也有的科學(xué)家從小處入手，研究微觀世界的無窮奧秘。然而無論宏觀科學(xué)，還是微觀科學(xué)，都以服務(wù)人類自身為終極目標(biāo)。中科院上海生命科學(xué)研究院營(yíng)養(yǎng)科學(xué)研究所王福俤博士，正是這樣一位從細(xì)微處著手，運(yùn)用當(dāng)代國(guó)際尖端分子生物學(xué)前沿技術(shù)從事微量元素營(yíng)養(yǎng)代謝研究，給人類生命與健康注以細(xì)微關(guān)懷的杰出科學(xué)家。

微量元素：生命的“潤(rùn)滑油”

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，整個(gè)人類生活質(zhì)量隨之發(fā)生了巨大變革。在飲食方面，這樣的改變尤為明顯。與曾經(jīng)“吃不飽、吃不好”的年代相比，對(duì)大魚大肉、山珍海味日漸厭倦的當(dāng)代人群，在飲食結(jié)構(gòu)方面逐漸“返璞歸真”，開始重視營(yíng)養(yǎng)科學(xué)與健康飲食的合理搭配。

我們知道，營(yíng)養(yǎng)健康與人類疾病密切相關(guān)。例如，日常飲食中維生素B攝入過少可使患心腦血管病的概率增大，骨質(zhì)疏松癥患者與飲食中缺少鈣和維生素D有很大關(guān)系……如何通過日常飲食合理地?cái)z入各種微量營(yíng)養(yǎng)元素，不斷提高人類的生活質(zhì)量與健康水平，是王福俤博士多年來從事的科研重點(diǎn)課題之一。

2008年中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)最新發(fā)布的《中國(guó)居民膳食指南》，就飲食結(jié)構(gòu)的合理性提出了具體指導(dǎo)。《指南》中指出：合理膳食的構(gòu)成包括多個(gè)方面，其中富含微量營(yíng)養(yǎng)素的食物占據(jù)了非常重要的位置。

微量元素的攝入過量、不足、或缺乏都會(huì)不同程度地引起人體生理的異常或發(fā)生疾病。到目前為止已被確認(rèn)與人體健康和生命有關(guān)的必需微量元素有鐵、鋅、銅、硒、鈷、錳、鉻、碘等十幾種。這每種微量元素都有其特殊的生理功能。盡管它們?cè)谌梭w內(nèi)含量極少，但它們對(duì)維持人體中的一些決定性的新陳代謝卻是十分必要的。一旦缺少了這些必需的微量元素，人體就會(huì)出現(xiàn)疾病，甚至危及生命。

由此可見，微量元素與人類健康有著密切關(guān)系，這些總量不足人體體重萬分之五的微量元素，就像潤(rùn)滑油一樣，為人體這部復(fù)雜機(jī)器增添了無限活力。而王福俤博士所從事的微量元素營(yíng)養(yǎng)代謝研究的重大意義，也正在于此。

“一個(gè)劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)”

鐵和鋅是人體必需的兩種最重要的微量元素，這也是王福俤的主要研究方向。1998年，獲得博士學(xué)位并通過杰出人才引進(jìn)方式任職于第二軍醫(yī)大學(xué)衛(wèi)生學(xué)教研室主任的王福俤，先后獲得3項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、1項(xiàng)中國(guó)人民解放軍總后衛(wèi)生部科研基金的資助，作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人開展了鋅離子調(diào)控腦發(fā)育方面的系列研究，在國(guó)際上率先發(fā)現(xiàn)鋅缺乏不可逆損傷胚胎神經(jīng)元干細(xì)胞標(biāo)志蛋白Nestin的表達(dá)和調(diào)控。圍繞該研究，他先后發(fā)表相關(guān)科研論文近40篇。

在微量元素研究領(lǐng)域做出了頗有成效的初步嘗試之后，王福俤開始把研究的范圍向更深更遠(yuǎn)處拓展。2002年初，王福俤應(yīng)邀前往美國(guó)深造，先后在密蘇里哥倫比亞大學(xué)、哈佛大學(xué)和佛羅里達(dá)大學(xué)開展了微量元素代謝與人類疾病的系統(tǒng)研究。

國(guó)際著名鐵代謝專家Nancy Andrews博士是哈佛大學(xué)冠名終身教授，在國(guó)際鐵代謝研究領(lǐng)域極具聲望，其實(shí)驗(yàn)室更是被公認(rèn)為國(guó)際鐵代謝研究的最頂尖實(shí)驗(yàn)室。從2004年開始，王福俤來到了哈佛大學(xué)，得以在這一國(guó)際頂尖實(shí)驗(yàn)室從事鐵代謝分子機(jī)理的研究，參與了發(fā)現(xiàn)多個(gè)鐵代謝重要新基因的研究工作。期間，王福俤系統(tǒng)地掌握了鐵代謝相關(guān)實(shí)驗(yàn)、小鼠遺傳學(xué)、分子生物學(xué)及許多生命科學(xué)的前沿實(shí)驗(yàn)技術(shù)。特別是遺傳基因定位、基因敲除小鼠模型等重要實(shí)驗(yàn)技術(shù)的熟練掌握，為他現(xiàn)在建立和開展國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。目前王福俤正在利用這些特色技術(shù)繼續(xù)尋找微量元素代謝新基因，并與國(guó)際多個(gè)著名實(shí)驗(yàn)室合作尋找肥胖基因、雄性不育基因以及酒精依賴基因等。

進(jìn)入哈佛大學(xué)Andrews實(shí)驗(yàn)室之前，王福俤在密蘇里哥倫比亞大學(xué)師從國(guó)際著名鋅代謝專家David Eide教授。在Eide博士實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)地研究了鋅離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白ZIP家族調(diào)控機(jī)理，解讀了困惑長(zhǎng)達(dá)半個(gè)世紀(jì)的人類遺傳病腸病性肢端皮炎的病因之謎，先后在《Human Molecular Genetics》等雜志發(fā)表9篇研究論文。最重要的是，在此期間王福俤建立了研究金屬離子穩(wěn)態(tài)代謝的實(shí)驗(yàn)體系。

從2002年到2008年，在短短6年的時(shí)間里，王福俤憑借在微量元素鋅鐵營(yíng)養(yǎng)代謝的系統(tǒng)訓(xùn)練和研究，以及一系列的重要發(fā)現(xiàn)，逐步成為該領(lǐng)域知名專家。他發(fā)現(xiàn)的新基因Mon1a調(diào)控巨噬細(xì)胞鐵再循環(huán)機(jī)制的研究成果于2007年發(fā)表在國(guó)際頂尖雜志《Nature Genetics》上，引起該領(lǐng)域的極大重視，國(guó)際生物鐵學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、國(guó)際著名鐵代謝專家Jerry Kaplan博士甚至將這一成果稱為“一個(gè)劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)”！

美國(guó)科學(xué)院院士、國(guó)際著名鋅營(yíng)養(yǎng)專家Cousins博士也曾對(duì)王福俤的成就予以了高度評(píng)價(jià)：“在世界頂尖實(shí)驗(yàn)室的系統(tǒng)訓(xùn)練使得王福俤博士成為微量元素營(yíng)養(yǎng)代謝領(lǐng)域難得的優(yōu)秀人才?！?/p>

將“鋅”、“鐵”研究進(jìn)行到底

不少營(yíng)養(yǎng)師都知道，缺鋅、缺鐵會(huì)有什么表現(xiàn)癥狀，補(bǔ)鋅、補(bǔ)鐵又該注重哪些飲食搭配。然而，這些微量元素有何特性，又是通過怎樣的機(jī)制影響人體健康的？它們還有哪些不為人知的作用？這一系列深層次的問題是很多營(yíng)養(yǎng)師無法解答的。剛剛經(jīng)歷國(guó)民經(jīng)濟(jì)從極度落后到高速發(fā)展的中國(guó)，在增強(qiáng)國(guó)民體質(zhì)、保障國(guó)民身體健康方面，仍有很長(zhǎng)一段路要走。于是，微量元素營(yíng)養(yǎng)代謝領(lǐng)域的專業(yè)人才就顯得尤為重要了。當(dāng)時(shí)，在微量元素營(yíng)養(yǎng)代謝研究領(lǐng)域嶄露頭角的王福俤，很快便受到了祖國(guó)的邀請(qǐng)。

2008年，王福俤響應(yīng)來自祖國(guó)的召喚，欣然回國(guó)，就職于中科院上海生命科學(xué)研究院營(yíng)養(yǎng)科學(xué)研究所，開始面向祖國(guó)人民，有針對(duì)性地開展一系列的研究?；貒?guó)不久的王福俤，迅速以國(guó)外所學(xué)技術(shù)為依托，組建起了礦物質(zhì)分子營(yíng)養(yǎng)學(xué)實(shí)驗(yàn)室，目前實(shí)驗(yàn)室已有研究人員20余名，其中包括博士后2名，同年8月入選中科院“百人計(jì)劃”。

回國(guó)的第一年中，王福俤便與國(guó)際同行合作首次闡明了TRPML1蛋白是一種二價(jià)鐵離子通道。研究成果以中科院營(yíng)養(yǎng)科學(xué)研究所的名義發(fā)表在國(guó)際著名雜志《Nature》上。

近幾年來，王福俤繼續(xù)以鐵和鋅兩種微量元素為主要對(duì)象，進(jìn)行了全面深入的研究，在鐵營(yíng)養(yǎng)代謝研究領(lǐng)域，他先后發(fā)現(xiàn)4個(gè)新基因參與鐵的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝，并明確了這些基因調(diào)控的分子機(jī)制，該研究成果極大地豐富了鐵代謝通路的基礎(chǔ)理論，并為相關(guān)代謝疾病診斷和治療提供了重要的理論依據(jù)，也正是這些重大研究成果，王福俤被中國(guó)科學(xué)院的研究生風(fēng)趣地稱為“鐵人”。

而在鋅營(yíng)養(yǎng)代謝研究領(lǐng)域，他首先發(fā)現(xiàn)了哺乳動(dòng)物鋅離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族ZIP1、ZIP2、ZIP3、ZIP4和ZIP5基因吸收鋅離子的功能及調(diào)控機(jī)制；明確ZIP4突變是人類遺傳性腸病性肢端皮炎的病因；還發(fā)現(xiàn)果蠅和酵母鋅離子轉(zhuǎn)運(yùn)新基因FOI和Msc2。這些研究成果對(duì)理解機(jī)體鋅離子吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝提供了珍貴的理論依據(jù)，研究論文被廣泛引用。

鋅是人體必需的微量元素。鋅缺乏是嚴(yán)重威脅全球人類健康的營(yíng)養(yǎng)學(xué)和公共衛(wèi)生學(xué)問題之一。但目前我國(guó)有關(guān)鋅營(yíng)養(yǎng)代謝的基礎(chǔ)研究相對(duì)薄弱，因此開展相關(guān)研究至關(guān)重要。為此，王福俤計(jì)劃開展鋅離子穩(wěn)態(tài)調(diào)控系列研究，為預(yù)防和治療鋅代謝相關(guān)疾病提供重要理論支持。

“鋅離子代謝穩(wěn)態(tài)調(diào)控是非常精細(xì)、復(fù)雜、多步驟、順序發(fā)生的過程。我們計(jì)劃設(shè)置三個(gè)課題同時(shí)開展攻關(guān)，具體課題分別為ZIP10條件性基因敲除小鼠構(gòu)建及功能研究、ZIP11參與免疫調(diào)控的分子機(jī)理以及ZIP12離子轉(zhuǎn)運(yùn)特性鑒定。三個(gè)課題間相輔相成、互相聯(lián)系成為一個(gè)有機(jī)整體?！睂?duì)這項(xiàng)工作的前景，王福俤滿懷信心，“這項(xiàng)工作如果做得好，其成果對(duì)理解鋅穩(wěn)態(tài)調(diào)控分子機(jī)理至關(guān)重要，最終期望我們的系列研究成果為防治鋅代謝失衡相關(guān)疾病提供理論依據(jù)。”

在鋅鐵營(yíng)養(yǎng)代謝研究領(lǐng)域，王福俤目前有多項(xiàng)國(guó)家重大基礎(chǔ)科研項(xiàng)目正在如火如荼地展開，如中國(guó)科學(xué)院“百人計(jì)劃”項(xiàng)目“鋅和鐵離子穩(wěn)態(tài)調(diào)控的分子機(jī)理”，國(guó)家自然基金面上項(xiàng)目“鐵離子轉(zhuǎn)運(yùn)代謝的動(dòng)態(tài)及分子調(diào)控機(jī)理研究”、“利用條件性基因敲除小鼠研究轉(zhuǎn)鐵蛋白Fpn的功能”以及國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973）項(xiàng)目“鐵離子參與神經(jīng)退行性病變的分子細(xì)胞遺傳機(jī)制”都已進(jìn)入研究的關(guān)鍵階段，其最新的國(guó)家自然基金重點(diǎn)項(xiàng)目“表觀遺傳在鐵穩(wěn)態(tài)代謝中的作用及調(diào)控機(jī)制”以及上海市基礎(chǔ)研究重點(diǎn)項(xiàng)目“器官鐵蓄積的表觀遺傳調(diào)控分子機(jī)理研究”的研究也在緊鑼密鼓地進(jìn)行著。

他介紹說，“鐵穩(wěn)態(tài)對(duì)維持機(jī)體健康至關(guān)重要。鐵穩(wěn)態(tài)代謝的研究以往多集中在遺傳學(xué)方面，然而表觀遺傳是否參與鐵穩(wěn)態(tài)調(diào)控尚不明確。我們意外地發(fā)現(xiàn)參與表觀遺傳的基因敲除小鼠臟器鐵離子蓄積，在國(guó)際上首次將表觀遺傳與鐵代謝聯(lián)系起來，這又將是令人振奮的重要研究領(lǐng)域。”為此，在該項(xiàng)目中，王福俤團(tuán)隊(duì)將以表觀遺傳基因敲除小鼠為模型，結(jié)合高通量表觀遺傳組學(xué)平臺(tái)及功能性篩選體系，把明確表觀遺傳的靶向器官及調(diào)控基因定為本項(xiàng)目的研究目標(biāo)。

“以人為本”服務(wù)國(guó)民健康

近年來，王福俤及其領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)開始嘗試將其多年來基礎(chǔ)研究的成果轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用性研究。例如，針對(duì)中國(guó)人群膳食結(jié)構(gòu)與疾病譜開展了“中國(guó)人群血色病的流行病學(xué)及基礎(chǔ)研究”專項(xiàng)研究。原發(fā)性血色病是一種遍及全球的人類遺傳病，患者因組織器官中鐵離子過度沉積而導(dǎo)致肝臟、胰腺、心臟等多器官功能障礙，并最終導(dǎo)致肝硬化、肝癌及糖尿病等并發(fā)癥。血色病在歐美白人中發(fā)病率高達(dá)200分之一，被認(rèn)為是人類第一大肝臟遺傳病，然而有關(guān)中國(guó)人群血色病的研究目前卻非常少?！拌F過載和缺鐵性貧血是威脅我們國(guó)人健康的隱形殺手，以往多被忽視，研究明確它們的發(fā)病規(guī)律，研發(fā)經(jīng)濟(jì)高效、適合我國(guó)國(guó)情的防治措施也是我們團(tuán)隊(duì)的重要使命，”王福俤這樣介紹道。

不斷求索的王福俤也在不斷創(chuàng)新理念，他在國(guó)際上首次提出了“疾病離子組學(xué)”的全新理念，即通過大規(guī)模的人體組織樣品中微量元素譜測(cè)定，揭示微量元素平衡與人體疾病關(guān)聯(lián)。通過大樣本人群研究，王福俤發(fā)現(xiàn)了可用于預(yù)測(cè)人體肥胖及糖尿病危險(xiǎn)性的微量元素平衡模式，并為防治這些代謝性疾病提供了新方向。

除了在鋅鐵領(lǐng)域堅(jiān)持“術(shù)業(yè)有專攻”，王福俤同時(shí)也注重統(tǒng)籌兼顧、研發(fā)并舉。多年來，他已在營(yíng)養(yǎng)科學(xué)領(lǐng)域走出了一條獨(dú)特的科研與生產(chǎn)相結(jié)合的道路，主持并完成多項(xiàng)功能食品的研究開發(fā)。其中，降脂保健果茶、用于食品添加劑的系列新型微量元素有機(jī)化合物工藝已經(jīng)轉(zhuǎn)讓上市；新型保肝解酒植物復(fù)方功能食品、新型復(fù)合濃縮魚油降血脂功能食品、維生素D強(qiáng)化功能食品、男性抗疲勞植物復(fù)方功能食品等多項(xiàng)功能食品申報(bào)了國(guó)家專利。“功能食品對(duì)防治疾病維護(hù)健康具有重要意義，功能食品在我們國(guó)家是朝陽產(chǎn)業(yè)，研發(fā)和引導(dǎo)健康的功能食品是我們營(yíng)養(yǎng)科研人員的職責(zé)?！蓖醺d對(duì)我國(guó)的保健食品產(chǎn)業(yè)充滿了期望。

談及這些成就，王福俤謙遜地表示，這都是他和他的研究團(tuán)隊(duì)共同努力、團(tuán)結(jié)協(xié)作、集體智慧的結(jié)晶。“團(tuán)結(jié)互助、朝氣蓬勃是一個(gè)團(tuán)隊(duì)取得成功的重要保障，”王福俤總結(jié)道。

探索重金屬危害健康之謎

世界衛(wèi)生組織將食品安全問題定義為“食物中含有毒、有害物質(zhì)，影響人體健康的公共衛(wèi)生問題”。目前這一問題早已成為全球普遍關(guān)注的社會(huì)問題之一，而在中國(guó)，食品安全問題尤為嚴(yán)重，重大食品安全案件層出不窮。除去生產(chǎn)管理方面的主觀因素，造成食品安全問題的客觀因素也有很多，如食品中包含致病性微生物、農(nóng)藥殘留、重金屬等污染物質(zhì)、有害添加劑等。因此，解決食品安全問題需要多學(xué)科、多領(lǐng)域的共同努力。

作為國(guó)內(nèi)微量元素研究領(lǐng)域的專家，王福俤以重金屬為研究對(duì)象，對(duì)威脅食品安全的重金屬污染問題正在開展深入系統(tǒng)的研究。

重金屬是指密度在5.0克/立方厘米以上的金屬元素，其中鎘和鉛等元素可納入王福俤所研究的“微量元素”行列。根據(jù)礦物質(zhì)的生理功能，鐵、銅、鋅、鈷等是人體必需的微量元素；有一些則是人體不需要的，并且攝入微量就可能導(dǎo)致中毒，如鎘、汞和鉛等，這些常被稱為重金屬。隨著人類對(duì)重金屬的開采、冶煉、加工及商業(yè)制造活動(dòng)日益增多，不少重金屬進(jìn)入大氣、水、土壤環(huán)境，引起環(huán)境污染，導(dǎo)致環(huán)境惡化，并通過污染食品、飲用水、空氣等最終威脅到人體健康，重金屬污染已經(jīng)成為危害我國(guó)居民健康的重要?dú)⑹帧?/p>

食物鏈中的水產(chǎn)品是人體攝入蓄積重金屬的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。針對(duì)這一特點(diǎn)，王福俤巧妙地建立了大規(guī)模的基因組斑馬魚突變篩選平臺(tái)，目前已獲得了多個(gè)參與重金屬蓄積的新基因，這將為揭示重金屬危害人體健康以及研發(fā)防治重金屬人體蓄積新措施帶來希望。2010年11月，王福俤受邀參加了在澳大利亞阿德萊德舉辦的“中澳農(nóng)業(yè)、糧食安全與健康研討會(huì)暨第七屆中澳科技研討會(huì)”，在大會(huì)報(bào)告《中國(guó)的重金屬污染與食品安全》中，王福俤重點(diǎn)介紹了他在這方面的研究成果。

早在2009年10月中國(guó)科學(xué)院承辦的東方科技論壇“食品安全學(xué)術(shù)研討會(huì)”上，王福俤就曾指出，全國(guó)每年受重金屬污染的糧食達(dá)1200萬噸，造成直接經(jīng)濟(jì)損失超過200億元。為此他建議，我國(guó)應(yīng)在土壤重金屬污染治理、重金屬危害人體健康生物標(biāo)志物等方面加強(qiáng)研究和應(yīng)用。

在2010年9月舉行的農(nóng)村食品安全論壇上，王福俤作為特邀專家根據(jù)自己的研究總結(jié)，對(duì)“重金屬和食品安全”這一問題進(jìn)行了更為深入地探討和闡釋。王福俤提出，食品安全不是食品生產(chǎn)者個(gè)人的問題，而是全社會(huì)的問題，食品安全與每個(gè)人有關(guān)，需要人人參與。重金屬污染與農(nóng)村食品安全問題只是整個(gè)食品安全領(lǐng)域中的冰山一角?！凹哟罂蒲型度?，做好食品衛(wèi)生知識(shí)的宣傳推廣，建立和完善法律法規(guī)的監(jiān)管體系等一系列促進(jìn)和保障措施，才是保障食品安全的長(zhǎng)遠(yuǎn)之計(jì)?！?/p>

作為最年輕的十位來自美國(guó)的海外代表之一，王福俤曾于2007年受邀參加了第二軍醫(yī)大學(xué)“首屆海外杰出校友報(bào)告會(huì)”，他在大會(huì)演講中深情地說到：“學(xué)成歸國(guó)、造福國(guó)民是我最大的夢(mèng)想。”

微量元素雖“微”，意義卻很重大。為夢(mèng)想而努力，給生命細(xì)致入微的關(guān)懷，愿王福俤博士的研究在自己的祖國(guó)取得更大的突破。

專家簡(jiǎn)介：王福俤，博士、研究員、教授、博士生導(dǎo)師、中國(guó)科學(xué)院“百人計(jì)劃”獲得者。現(xiàn)任中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院營(yíng)養(yǎng)科學(xué)研究所礦物質(zhì)分子營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究組組長(zhǎng)、美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)客座正教授、國(guó)家衛(wèi)生部食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)評(píng)審委員會(huì)委員、上海營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)理事及中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)老年?duì)I養(yǎng)分會(huì)委員。河北醫(yī)科大學(xué)學(xué)士、同濟(jì)大學(xué)營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)碩士、第二軍醫(yī)大學(xué)營(yíng)養(yǎng)學(xué)博士；1998年博士畢業(yè)后在第二軍醫(yī)大學(xué)海軍醫(yī)學(xué)系工作4年，后前往美國(guó)密蘇理哥倫比亞大學(xué)營(yíng)養(yǎng)學(xué)系（博士后）、哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院和波士頓兒童醫(yī)院（研究員）及佛羅里達(dá)大學(xué)食品科學(xué)與人類營(yíng)養(yǎng)系（研究副教授）開展研究。2008年被中國(guó)科學(xué)院作為海外杰出人才引進(jìn)回國(guó)。