遺傳學(xué)研究離不開實(shí)驗(yàn)(一)
——訪中國工程院院士、上海交大醫(yī)學(xué)院曾溢滔教授

夏有為

(《實(shí)驗(yàn)室研究與探索》編輯部， 上海 200030)

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·校長·名人訪談·

遺傳學(xué)研究離不開實(shí)驗(yàn)(一)
——訪中國工程院院士、上海交大醫(yī)學(xué)院曾溢滔教授

夏有為

(《實(shí)驗(yàn)室研究與探索》編輯部， 上海 200030)

曾溢滔院士

文章首先結(jié)合醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)的研究介紹了科學(xué)研究要解決的三個(gè)方面的問題，指出醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)研究離不開實(shí)驗(yàn)，離不開實(shí)驗(yàn)室。接著提出實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)要有明確的定位和任務(wù)。要注意科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的三個(gè)要素；要以創(chuàng)新思維來建設(shè)實(shí)驗(yàn)室。最后提出科學(xué)與藝術(shù)的融合關(guān)系。

實(shí)驗(yàn)； 遺傳學(xué)； 醫(yī)學(xué)： 科學(xué)研究； 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

1 科學(xué)研究的三個(gè)問題

1.1 遺傳學(xué)研究離不開實(shí)驗(yàn)

夏有為(簡稱夏)：曾院士，您好！，您在遺傳學(xué)研究方面卓有成就，請(qǐng)您結(jié)合自己的經(jīng)歷談?wù)剬?duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的看法。

曾溢滔(簡稱曾)：好的，先說一件事，5月27日是我生日，而5月27日又是復(fù)旦校慶，這天還是上海解放日。真湊巧，這天我宣布辭去上海遺傳研究所所長的職務(wù)(圖1)，任命曾凡一當(dāng)所長。那天，上海市衛(wèi)生與計(jì)劃生育委員會(huì)、交大醫(yī)學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)等都來了。會(huì)上，領(lǐng)導(dǎo)讓我講講我的經(jīng)歷，我回顧了一下，1965年我從復(fù)旦大學(xué)研究生畢業(yè)到現(xiàn)在整整50年了。其實(shí)在做研究生前，我就一直是在做實(shí)驗(yàn)研究，但是系統(tǒng)的科學(xué)研究，應(yīng)該是參加工作以后，我的專業(yè)是人類遺傳學(xué)專業(yè)，回顧我的科研生涯，前30年我是做遺傳醫(yī)學(xué)研究，是研究遺傳病的；后20年我把醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)轉(zhuǎn)向胚胎分子生物學(xué)，做轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研究。從1995年開始，我們做轉(zhuǎn)基因生產(chǎn)藥物研究，至今已經(jīng)20年了。不管前30年、后20年，我的研究都離不開遺傳學(xué)，它是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，它離不開實(shí)驗(yàn)室，離不開科學(xué)實(shí)驗(yàn)。回顧這50年，自己深切感受到的是做科學(xué)研究，不論基礎(chǔ)科學(xué)也好，應(yīng)用科學(xué)也好，它都離不開科學(xué)實(shí)驗(yàn)。

圖1 曾溢滔院士在辦公室

1.2 科學(xué)研究的三個(gè)問題

夏：醫(yī)學(xué)研究本身就是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)吧？

曾：對(duì)，在醫(yī)學(xué)科學(xué)研究中都離不開實(shí)驗(yàn)。做科學(xué)研究有幾個(gè)問題要牢記，這對(duì)很多人特別是年紀(jì)輕的教師很重要。我對(duì)研究生說(圖2)，搞研究你首先就要搞清楚目的是什么？歸納起來，就是要解決三個(gè)方面問題：

(1) 解決“是什么”。首先您要清楚您研究的對(duì)象是什么，就是要將它真實(shí)客觀地給描述出來，搞清楚是什么東西。就像瞎子摸象，如果不知道它的全貌，不知道是真的還是假的，這怎么研究？搞清楚“是什么”本身就是一門很高深的學(xué)問。要去偽存真，由表及里，綜合地客觀地進(jìn)行分析?，F(xiàn)在我們很多科學(xué)研究到后來實(shí)驗(yàn)失敗了，還是在于前面“是什么”沒有搞清楚。你看到的是一個(gè)假象，是一個(gè)錯(cuò)誤的東西，你去研究是不會(huì)有結(jié)果的，所以第一個(gè)要研究的“是什么”。

圖2 曾院士在指導(dǎo)博士研究生

目前，我們大多數(shù)臨床醫(yī)生，還沒有進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)室從事科學(xué)研究的經(jīng)歷。國外臨床醫(yī)生他們都要進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，深入研究探討疾病的發(fā)病機(jī)理和原因。但是我們現(xiàn)在大部分臨床醫(yī)生，忙于日常的門診啊、手術(shù)啊，沒有時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室去進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，就算他帶教的研究生去做了，他也沒有精力，也缺乏經(jīng)驗(yàn)去指導(dǎo)。所以大部分臨床醫(yī)生都只能根據(jù)病人的主訴，按照自己的經(jīng)驗(yàn)和觀察，把病人癥狀描述出來，再結(jié)合化驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室檢查、X光檢查、CT檢查的結(jié)果，診斷出病人患什么病。

(2) 解決“為什么”。一個(gè)病人為什么會(huì)出現(xiàn)這種癥狀？又為什么會(huì)生這個(gè)?。烤鸵忉屗陌l(fā)病機(jī)理。所以第二個(gè)問題是解決“為什么”，當(dāng)你知道病人的客觀真實(shí)情況是什么了，接著就要解決為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況。臨床研究是這樣，對(duì)自然界的研究也都是這樣：例如大自然出現(xiàn)各種不同的天氣變化，火山爆發(fā)啊，下暴雨啊，要解釋為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的情況。還有為什么有些物種會(huì)消亡，為什么新的突變動(dòng)物會(huì)出現(xiàn)，都要解決一個(gè)“為什么”？也就是要進(jìn)行機(jī)理研究，要介決一個(gè)“為什么”。

為了解決為什么？往往需要做實(shí)驗(yàn)。打個(gè)比方，對(duì)一個(gè)就診病人，我們不能拿病人做試驗(yàn)，但我們可以用動(dòng)物模型來模擬這個(gè)病，模擬出現(xiàn)某種臨床現(xiàn)象。對(duì)于很多自然界的現(xiàn)象，例如對(duì)天氣變化的成因，我們可以通過模擬人造的氣候，也可以在實(shí)驗(yàn)室通過模擬實(shí)驗(yàn)來研究。對(duì)某種疾病的發(fā)病機(jī)理的研究，你可以根據(jù)對(duì)癥狀的觀察，提出可能的假說，然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，再通過動(dòng)物模型及實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)分析，來驗(yàn)證所提出的假說，找出它的規(guī)律和原因。這就是科學(xué)研究的第二個(gè)方面：解決“為什么”。

(3) 解決“怎么辦”。通過實(shí)驗(yàn)研究，我們找到原因，知道它的規(guī)律。人是不能夠造規(guī)律的，自然界的規(guī)律我們只能夠了解它、掌握它、控制它、并利用它。掌握了規(guī)律，我們就能夠想出一些辦法去解決。如果說我們前面講的那個(gè)是描述性的科學(xué)，當(dāng)中那個(gè)“為什么”是一個(gè)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)、基礎(chǔ)研究的話，后面一個(gè)研究“怎么辦”則是一門應(yīng)用的科學(xué)。我們中國正在改革開放，走向市場化，產(chǎn)業(yè)化，這為應(yīng)用科學(xué)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。

上面就是我想要講的第一個(gè)問題?？茖W(xué)研究歸納起來就是這三個(gè)方面，但都離不開科學(xué)實(shí)驗(yàn)。

2 精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)

曾：奧巴馬在今年的國情咨文中提出來，要提倡精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)，其實(shí)他就是通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)來發(fā)現(xiàn)和找出病人的個(gè)體差異，進(jìn)行精確準(zhǔn)確的治療。

夏：精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)？

曾：精彩的精，準(zhǔn)確的準(zhǔn)，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)。就是根據(jù)不同的人，不同的情況，使用不同的治療方法。而不是同種的病人只用同一種藥。好比，一千個(gè)病人都用同樣一種藥，同一樣的劑量，千遍一律，這是過去的做法?，F(xiàn)在就是要按照因人而施治，要有個(gè)體化意識(shí)，即對(duì)合適的病人進(jìn)行合適的治療，或者叫精準(zhǔn)治療。

夏：精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)是奧巴馬提出的？

曾：對(duì)，今年1月20日奧巴馬在美國發(fā)表的國情咨文上提出的。他們重點(diǎn)發(fā)展的就是精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)，推行個(gè)體化基因組學(xué)研究，對(duì)不同的人，不同的發(fā)病方式，不同的遺傳背景，用不同的辦法，不同的藥，也可叫個(gè)體化醫(yī)學(xué)。例如，對(duì)乳腺癌，美國有位明星安吉麗娜·朱莉，她的媽媽和她的外祖母都是患乳腺癌而死亡，經(jīng)過檢查了解到，她的家族有個(gè)基因HER-2異常了?，F(xiàn)在安吉麗娜·朱莉也查出有這個(gè)異?；?，但是她現(xiàn)在還沒有出現(xiàn)乳腺癌，她就先把乳房切除了，避免以后會(huì)發(fā)生乳腺癌。對(duì)于這種病有個(gè)特效藥就是赫賽汀，但是臨床發(fā)現(xiàn)只有25%的人用這個(gè)藥是特效的，75%的人用這個(gè)藥是無效的。為什么？原來每個(gè)女性的HER-2基因不盡相同，有突變的、也有正常的，只有HER-2基因突變的才有效。據(jù)此我們就可以決定病人能夠治療和不能夠治療的問題。

你看如果我們明白這個(gè)道理，對(duì)患者治療多么重要。下面我還是用剛才講的科學(xué)研究三個(gè)方面來說明吧：第一，臨床醫(yī)生把乳腺癌病人使用這個(gè)藥的反應(yīng)記錄下來，發(fā)現(xiàn)四分之三病人無效，四分之一有效，這就是“是什么”問題；第二，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)原來里面有個(gè)HER-2基因，不同的人是不一樣的，才知道當(dāng)HER-2基因突變是陽性時(shí)，赫賽汀會(huì)與它結(jié)合，它才有效，而其他的沒有結(jié)合的話，它就是無效的。這就知道了“為什么”。明白這個(gè)為什么以后，臨床醫(yī)生就知道“怎么辦”了，他會(huì)根據(jù)這個(gè)機(jī)理，根據(jù)這個(gè)規(guī)律，先檢查出這個(gè)病人的HER-2基因怎么樣？然后再?zèng)Q定是否給他用這個(gè)赫賽汀，一例病人用這種藥每年的藥費(fèi)是30萬元人民幣；用得不當(dāng)，這75%的病人每年就把這30萬元白白花費(fèi)掉了，更重要的是給她的精神壓力和身體健康都增加不少的負(fù)擔(dān)。

舉這個(gè)例子，恰好說明了我們剛才講的我們科學(xué)研究要解決的三個(gè)方面：臨床醫(yī)生可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)查得出病人患乳腺癌，就用赫賽汀，結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有少部分病人有效。經(jīng)過認(rèn)真觀察、總結(jié)，得出1/4與3/4這個(gè)比例，這就客觀真實(shí)正確地記錄了“是什么”。然后就有一批科學(xué)家去研究，研究這些病人有效無效的原因，有反應(yīng)的和沒反應(yīng)的，最終找出有沒有效果的原因，找出差別就在于這個(gè)HER-2基因，這就掌握了這個(gè)“為什么”，解決了機(jī)理問題，也就知道“怎么辦”了。于是，臨床醫(yī)生、藥品的出廠說明書都要求用藥前先查基因，再?zèng)Q定是否用藥。美國有100多種這類藥，藥監(jiān)局(FDA)規(guī)定必須在說明書上講清楚，要求用這個(gè)藥前對(duì)病人必須作什么檢查，這樣無論臨床醫(yī)生也好，病人也好，都知道“怎么辦”了。

3 重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室要準(zhǔn)確定位

夏：曾院士對(duì)科學(xué)研究的三個(gè)方面以及精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)講的很清楚，這些都離不開實(shí)驗(yàn)，而實(shí)驗(yàn)的基地是實(shí)驗(yàn)室，您一直在重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究工作，對(duì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室您怎么看？

曾：現(xiàn)在我們國家建立了很多重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，有國家的、部委的、地區(qū)的各類重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。對(duì)于重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室我認(rèn)為首先要注意定位。

3.1 準(zhǔn)確定位

我覺得重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室必須要準(zhǔn)確定位，要搞清楚你的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室定位是基礎(chǔ)研究，還是應(yīng)用基礎(chǔ)研究，或者是應(yīng)用研究。對(duì)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，實(shí)驗(yàn)室的機(jī)構(gòu)設(shè)立，實(shí)驗(yàn)室的人員配備和培養(yǎng)，儀器設(shè)備裝備都要以這個(gè)定位為依據(jù)，也就是根據(jù)這三個(gè)方面的任務(wù)來建設(shè)。對(duì)我們的研究生，以及分配來的科研人員，都要清楚地告訴他們，要弄清楚你所從事的是哪個(gè)方面的研究，根據(jù)不同方向而有不同的要求，開展不同的課題，提供不同的條件。當(dāng)然這不是很嚴(yán)格的，不是絕對(duì)的，而且往往是相互交叉的。

3.2 注重轉(zhuǎn)化

過去很多實(shí)驗(yàn)室的研究成果局限于發(fā)表論文拿獎(jiǎng)，這不全面。怎么把這些研究的成果、發(fā)現(xiàn)的規(guī)律，去解決問題和轉(zhuǎn)化，怎么推廣應(yīng)用，怎么產(chǎn)業(yè)化，怎么走向市場，擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，這才是我們的基本任務(wù)?，F(xiàn)在醫(yī)學(xué)界最熱門的一個(gè)名詞叫做轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)，其實(shí)就是強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)室的研究成果盡快的給予轉(zhuǎn)化，也就是將這些成果應(yīng)用于臨床實(shí)踐，用來解決病人的疾病防護(hù)。

3.3 辯證地看定位

建設(shè)一個(gè)實(shí)驗(yàn)室要明確其定位，例如我們研究所的衛(wèi)生部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，是做應(yīng)用基礎(chǔ)研究的；而我們的上海市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，包括建在上海松江那里的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研究中心，是做應(yīng)用研究的。我們就根據(jù)這個(gè)不同的定位，在儀器設(shè)備、人才培養(yǎng)、研究的課題、項(xiàng)目選定都不一樣的。但也要辯證地看，因?yàn)椴⒉皇墙^對(duì)的區(qū)分，而且往往是相互交叉的。

(未完待續(xù))

Genetics Research Depending on Experiment(1)——Interview with Academician of CAE,Prof. ZENG Yi-tao

XIAYou-wei

(Editorial Department of Research and Exploration in Laboratory, Shanghai 200030, China)

First of all, Prof. ZENG introduced the three basic issues of science research, which must be combined in genetics research, he pointed out that human genetics can hardly do without experiment, and can’t leave laboratory. He raised that laboratory construction must have clear positioning and tasks, people must pay attention to the three elements of the experiment design, and people should take innovation thinking to recreate laboratory. At last, Prof. ZENG put forward a fusion relationship between science and arts.

Experiment; genetics; medicine; science research; laboratory construction

2014-10-12

夏有為(1933-)，男，江蘇徐州人，教授，主編，在上海交大長期從事工程力學(xué)教學(xué)、科研和實(shí)驗(yàn)室工作，曾任實(shí)驗(yàn)室主任、實(shí)驗(yàn)室處處長，享受國務(wù)院政府特殊津貼，曾獲國家級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，主編出版著作8部，國內(nèi)外發(fā)表論文80余篇。

G 64.0

A

1006-7167(2016)02-0001-03

編者按：中國工程院院士、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院曾溢滔教授長期致力于人類遺傳疾病的防治以及分子胚胎學(xué)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究，為我國基因診斷研究和胚胎工程技術(shù)的主要開拓者之一。他長期在實(shí)驗(yàn)室里開拓創(chuàng)新，取得了卓越的成就。本刊主編夏有為教授專程采訪了曾溢滔院士，請(qǐng)他結(jié)合自己親身的經(jīng)歷談?wù)剬?duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的看法，他的觀點(diǎn)鮮明，經(jīng)驗(yàn)豐富，很有啟迪性和指導(dǎo)性?，F(xiàn)整理發(fā)表，以饗讀者。