中共中央政治局常委、國務(wù)院總理李強(qiáng)8月20日在北京調(diào)研生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況。李強(qiáng)首先來到昌平實驗室,聽取有關(guān)重大疾病診療技術(shù)和設(shè)備設(shè)施研發(fā)進(jìn)展匯報。李強(qiáng)指出,要在生物醫(yī)藥這條新賽道上跑出加速度,必須加大科技創(chuàng)新力度。希望大家錨定國際前沿和重要領(lǐng)域,重點(diǎn)圍繞新靶點(diǎn)、新化合物、新作用機(jī)理等,集中協(xié)同開展科研攻關(guān),多產(chǎn)出重大原創(chuàng)性成果,多培養(yǎng)生命科學(xué)領(lǐng)域高端人才。
昌平實驗室主任、中國科學(xué)院院士謝曉亮倍感振奮,“國家實驗室作為科技創(chuàng)新的核心載體,承載著實現(xiàn)引領(lǐng)性創(chuàng)新的重大使命,是我國在全球科技競爭中搶占制高點(diǎn)的關(guān)鍵平臺。如何在生命科學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)出原創(chuàng)性成果,我們深感使命在肩。”
謝曉亮是國際著名生物物理學(xué)家、化學(xué)家,單分子生物物理化學(xué)、相干拉曼散射顯微成像和單細(xì)胞基因組學(xué)的開拓者之一,在新興交叉學(xué)科和領(lǐng)域作出了創(chuàng)造性貢獻(xiàn)。
謝曉亮自小在北京長大,從北大化學(xué)系本科畢業(yè)后,赴美留學(xué)、工作30多年,一直心系祖國。2018年,他放棄哈佛大學(xué)終身教授職位回國,擔(dān)任北京大學(xué)李兆基講席教授,帶領(lǐng)一手創(chuàng)立的北京大學(xué)生物醫(yī)學(xué)前沿創(chuàng)新中心(BIOPIC)逐步成長為國際重要生物醫(yī)學(xué)研究中心。
今年,BIOPIC已經(jīng)成立15年,產(chǎn)出了一系列具有國際領(lǐng)先水平的原創(chuàng)性成果,為國家生命健康事業(yè)作出了積極貢獻(xiàn)。
在謝曉亮所研究的生命科學(xué)領(lǐng)域里,分子是構(gòu)成生命的基本單位。分子振動、旋轉(zhuǎn)、反應(yīng),引發(fā)生命內(nèi)在的微光,導(dǎo)致生命過程的奇妙。謝曉亮的人生軌跡,也如分子一樣,不斷穿行往復(fù),最終回到原點(diǎn)。其間,通過與其他分子的相互作用,聚合取之不盡的能量,不斷發(fā)揚(yáng)光大。
謝曉亮的父親謝有暢、母親楊駿英皆為北京大學(xué)化學(xué)系教授。從小生在北大、長于北大的謝曉亮,1984年從北大化學(xué)系本科畢業(yè)。當(dāng)時,中國的科研遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于世界一流水平,為此,謝曉亮前往美國求學(xué)深造。
1998年,憑借把單分子顯微技術(shù)應(yīng)用于酶學(xué)研究的開創(chuàng)性工作,謝曉亮獲得了哈佛大學(xué)化學(xué)與化學(xué)生物系終身教職,成為中國改革開放后哈佛引進(jìn)的第一位來自中國大陸的終身教授。
2001年,謝曉亮受邀回北大作報告,并被聘為化學(xué)與分子工程學(xué)院的客座教授?!皬拇宋遗c北大正式‘再續(xù)前緣’。”謝曉亮說。
在那趟回國以后,謝曉亮在北大結(jié)識了兩位志同道合的學(xué)者蘇曉東和黃巖誼。后來,兩人與謝曉亮共同創(chuàng)建“生物動態(tài)光學(xué)成像中心(BIOPIC)”。
2018年底的那個冬天,是謝曉亮的艱難時刻。他決定結(jié)束在哈佛大學(xué)20年的教職生涯,全職回到母校北大,擔(dān)任北大生物醫(yī)學(xué)前沿創(chuàng)新中心的負(fù)責(zé)人。這本來是一個充滿希望的喜悅時刻。
然而,就在他回國后與哈佛大學(xué)約定的一年過渡期內(nèi),美國啟動了“中國行動計劃”,謝曉亮被列入調(diào)查名單。他剩余的科研經(jīng)費(fèi)被凍結(jié),還被勒令立即開除所有博士后。
“這些年輕人傾注心血的項目還沒有完成,合適的工作還沒找到,怎么可以驟然解雇他們?”謝曉亮無法接受。情急之下,他甚至打算拿出個人積蓄,用來支持自己的博士后們完成項目。幸運(yùn)的是,一位好友雪中送炭,幫助謝曉亮的實驗室得以維持到預(yù)定時間。
讓謝曉亮揪心的事不止這些,回國時在波士頓機(jī)場登機(jī)口,他的手機(jī)和電腦被扣留了。經(jīng)過長達(dá)4個月的法律周旋,他被證無辜,沒收的手機(jī)電腦也最終得以返還。但在此之前,他只能在北京通過網(wǎng)絡(luò)參加自己最后3名哈佛博士生的畢業(yè)答辯。
3名博士之一的曹云龍跟隨謝曉亮一起回國,他也是謝曉亮在哈佛培養(yǎng)的30名博士生里唯一跟他回北大工作的。
BIOPIC,英文原意為“人物紀(jì)錄片”。而在北京大學(xué),它承載著更為深厚的內(nèi)涵—由謝曉亮主導(dǎo)成立的北京大學(xué)“生物動態(tài)光學(xué)成像中心”(Biodynamic Optical Imaging Center,BIOPIC),經(jīng)過15年的發(fā)展,成為如今的“生物醫(yī)學(xué)前沿創(chuàng)新中心”(Biomedical Pioneering Innovation Center)。
2009年,謝曉亮和中科院化學(xué)所的方曉紅一起組織了以“生物體系中的單分子成像、光譜及操縱”為主題的第355次香山科學(xué)會議。
這次會議請來了單分子領(lǐng)域大部分的國際頂尖專家以及中國的專家學(xué)者,他們都高度評價了單分子技術(shù)在生命過程研究中的重要意義。
就在這一年,謝曉亮與蘇曉東、黃巖誼正式向母校北大提出申請,希望建立北京大學(xué)生物動態(tài)光學(xué)成像中心。學(xué)校立刻給予了大力支持,時任常務(wù)副校長林建華去美國時專門在伯克利與謝曉亮?xí)?,懇切地說,北大需要他這樣的人回來。
“我意識到祖國的科研環(huán)境已經(jīng)今非昔比,也許我能在北大為國家貢獻(xiàn)自己的綿薄之力?!敝x曉亮說。
2010年12月,BIOPIC正式掛牌成立,致力于以技術(shù)驅(qū)動為核心,打造多學(xué)科交叉的國際一流生物醫(yī)學(xué)研究中心。謝曉亮告訴同事,BIOPIC要發(fā)展和利用最新的生物光學(xué)成像和DNA測序技術(shù),通過跨學(xué)科研究來促進(jìn)生命科學(xué)的發(fā)展。“具體來講,我們要發(fā)展的技術(shù)是活體內(nèi)單分子檢測、超高分辨率成像、無標(biāo)記光學(xué)成像和新一代DNA測序技術(shù)?!敝x曉亮說。
普通顯微鏡就像老花眼,只能看個模糊影子,BIOPIC的超高分辨率成像技術(shù),能給細(xì)胞拍“超清寫真”,看清生命的每一個零件;傳統(tǒng)研究給細(xì)胞染色觀察,就像為了看樹根把整棵樹砍倒,BIOPIC的無標(biāo)記成像技術(shù)則用激光給細(xì)胞“做B超”;傳統(tǒng)測序像把細(xì)胞自帶的DNA“密碼書”撕碎又混在一起,BIOPIC的單細(xì)胞測序技術(shù)則像給每本書單獨(dú)編號解碼……謝曉亮和BIOPIC要做的事,就是把生物學(xué)變成一門更加精確、數(shù)據(jù)豐富的科學(xué)。
星火在此燎原,一名又一名科研人才從世界各地匯聚于此。BIOPIC起家的地方,被稱作“小白樓”,是一棟由黃巖誼教授精心設(shè)計的預(yù)制板樓,面積不大,卻極其精致,方便交流。小白樓的第一個新年致辭里,謝曉亮說:“我想,‘中國夢’是深埋在每個中國人心底的情愫吧?!毙“讟?,正是夢開始的地方。
人類基因組計劃于2003年圓滿收官,成為人類歷史的里程碑。此項目當(dāng)時耗資30億美元,中國的貢獻(xiàn)卻只有1%。直到2006年新一代測序儀的出現(xiàn)把DNA測序的價格“打了下來”,讓每個基因組的成本降到約1000美元。
見證了這場技術(shù)革命的謝曉亮,意識到了基因測序技術(shù)的應(yīng)用前景。2011年,謝曉亮與博士生Peter Sims、博士后Will Greenleaf、博士后段海峰共同發(fā)明了一種新的DNA測序方法—“DNA熒光產(chǎn)生測序”。不同于市面上的測序儀,謝曉亮團(tuán)隊的熒光信號不是一開始就有,而是在反應(yīng)完成后才產(chǎn)生,這種化學(xué)方法比較簡單,耗材也會更便宜。
黃巖誼與謝曉亮在BIOPIC繼續(xù)開發(fā)這項熒光產(chǎn)生測序技術(shù),得到了北京市科委和科技部的大力支持。經(jīng)過10多年的磨煉,這項技術(shù)有望將人類測序成本降到“白菜價”。
在潛心研究新的DNA測序方法的同時,謝曉亮的研究團(tuán)隊還主導(dǎo)了另一個技術(shù)革命—單細(xì)胞基因組學(xué)。“你給我一個人的細(xì)胞,我就能告訴你它的基因序列,精確度高,覆蓋率大?!?009年,謝曉亮在哈佛大學(xué)啟動了這項新課題,最終在《科學(xué)》雜志上發(fā)表了“多重退火環(huán)狀循環(huán)擴(kuò)增技術(shù)(MALBAC)”的文章。
這項技術(shù)也將謝曉亮引向與北醫(yī)三院(北京大學(xué)第三醫(yī)院)生殖醫(yī)學(xué)專家喬杰的合作—在生殖醫(yī)學(xué)上展現(xiàn)出重要的臨床價值:能應(yīng)用于試管嬰兒植入前胚胎篩查,從而避免單基因遺傳病傳給新生兒,避免聽天由“命”。
2013年初,一封來信引起了謝曉亮的注意:一位患有遺傳性多發(fā)性外生性骨疣的男士,從小到大每隔3到5年就要動一次大手術(shù),檢查顯示該致病基因來自父系遺傳。為了有個健康的孩子,夫妻倆四處求醫(yī)無果,從朋友那兒聽說了MALBAC技術(shù)后,徑直找了過來。很快,這對夫妻便成為喬杰臨床試驗的1號病例。
2014年9月19日,世界首例“MALBAC嬰兒”在北醫(yī)三院誕生了,是個女孩。謝曉亮趕去看望寶寶,她一聲都沒有哭,還一直對這位伯伯笑瞇瞇的。謝曉亮抱起孩子,心中激動萬分。
“我至今仍然記得自己那天抱著第一例‘MALBAC嬰兒’時內(nèi)心的那份激動,是我科研生涯中最有意義的瞬間。”謝曉亮說。
中國第一例試管嬰兒由喬杰的導(dǎo)師張麗珠在北醫(yī)三院接生,當(dāng)時她比世界第一例試管嬰兒晚了10年,而“MALBAC”技術(shù)則讓中國實現(xiàn)了從跟跑到領(lǐng)跑的跨越。他們沒有改變基因,只是篩選了健康的基因,讓孩子們避免可能的先天疾病。為此,謝曉亮成為第一個榮獲Albany Prize(美國生物醫(yī)學(xué)最高獎之一)的華人科學(xué)家。
去年,這個小姑娘度過了10歲生日,謝曉亮和喬杰都前去為她慶祝。孩子爸爸寫了篇文章,回憶一路走來的幕幕往事。讀著讀著,謝曉亮淚盈于睫。
從全職回國工作到現(xiàn)在,謝曉亮已度過7個年頭。
中國的高速發(fā)展,成就了科研人員的“黃金時代”。千禧年初,第一次受邀回國的謝曉亮漫步中關(guān)村,眼看著童年熟悉的平房胡同被高樓大廈取代,他驚訝又震撼。謝曉亮剛從波士頓回北京時,北京的霧霾還比較嚴(yán)重;現(xiàn)在則常見藍(lán)天白云,讓他心情愉快。
有一段時間,謝曉亮每年都要往返北京和波士頓20多趟,時差一片混亂,經(jīng)常疲憊不堪,生活的規(guī)律和重心被打翻,他知道,自己早晚得選擇一邊。
成立于2010年的北京大學(xué)生物動態(tài)光學(xué)成像中心,利用最先進(jìn)的生物成像和基因測序手段,從事生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究。2014年5月4日,習(xí)近平總書記來到這里,觀看多媒體演示,了解胎兒遺傳疾病篩查、癌癥早期診斷等新技術(shù)研究應(yīng)用的情況,并通過顯微鏡觀看動物卵細(xì)胞受精和極體細(xì)胞提取過程。習(xí)近平總書記勉勵科研人員刻苦攻關(guān)、勇于創(chuàng)新。
習(xí)近平總書記的勉勵,吸引了大批科學(xué)家投入北大科研一線。2016年,BIOPIC入選北京市教委的高精尖項目,也加快了謝曉亮全職回國的步伐。
謝曉亮回國后不久,新冠疫情發(fā)生。謝曉亮與多位專家交流后,意識到自己的專長“單細(xì)胞基因組學(xué)”能快速找到高效新冠中和抗體并在體外大規(guī)模生產(chǎn)。他立刻與佑安醫(yī)院展開合作,團(tuán)隊在3個月內(nèi)找到了高活性新冠病毒中和抗體—這是高通量單細(xì)胞組學(xué)技術(shù)首次成功應(yīng)用于人源抗體的篩選。只是,這次的抗體藥物同其他廠家的一樣,很快被新的變異株特別是奧密克戎所逃逸。
2020年10月,昌平實驗室掛牌成立,是第一個聚焦生命科學(xué)的國家實驗室,謝曉亮被任命為主任。BIOPIC的一批科學(xué)家也在那里兼職。其中曹云龍帶領(lǐng)謝曉亮的學(xué)生們在昌平實驗室發(fā)展出一種新的底層技術(shù),最終成功篩出廣譜強(qiáng)中和能力的抗體SA55,由科興生產(chǎn)成藥,至今還沒有被逃逸。雖然謝曉亮第一次制藥未能趕在疫情最緊迫時通過審批,但SA55挽救了許多老年患者的生命,最關(guān)鍵的是他們知道了如何應(yīng)對下一次大流行。
至今,BIOPIC已孕育出7家高科技企業(yè),有些已成為國際國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的引領(lǐng)企業(yè),為人民健康作出了直接貢獻(xiàn),萬名MALBAC嬰兒在全球誕生。15年來,BIOPIC走出兩位中科院院士、一位醫(yī)科大學(xué)校長、一位國家實驗室主任,培養(yǎng)的畢業(yè)生中有約60位成為大學(xué)教授。今年,“謝組”畢業(yè)了4位博士,與自己在北大求學(xué)時的情況相比,謝曉亮無比感慨:“現(xiàn)在的同學(xué)們生逢其時!”
在中國做出世界領(lǐng)先的工作,體會到造福人類的感覺,謝曉亮感到喜悅:“當(dāng)下是身為中國科學(xué)家最幸運(yùn)的時代,也是國家最需要科學(xué)家作貢獻(xiàn)的時代?!眰€人的軌跡或許微小如分子,但當(dāng)其振動與國運(yùn)同頻,便能激蕩出時代的光芒。