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文章来源:孝感网 发布时间:2019-11-19 02:22:54  【字号:      】

程京“小”芯片书写“大”人生-科技频道 程京“小”芯片书写“大”人生

他,从一名内燃机工厂设计员到生物芯片研讨者,从工程科学跨入性命科学,完成了一个似乎不可能完成的人生跳跃;

他,用了10年时光,亲手打造诞生物芯片的“中国速度”,推进和见证了中国生物芯片的快速发展过程,完成了一个学者的产业报国幻想;

他,没有生物专业背景,却拿到了我国留学生中的第一个司法生物学博士学位,并于46岁那年成为工程院医药卫生学部院士。

程京“小”芯片书写“大”人生

一次又一次站在人生的新起点上

1979年的夏天,16岁的程京违背家人意志,独立作出了一次重大的人生决定。

程京的家里有着浓重的医学气氛,母亲是沾染科医生,姑姑和嫂子也是医生,她们都盼望程京学医。于是,程京的10个大学志愿都被填上了医学院。但志不在此的程京最后填报了上海铁道大学(现同济大学),并被该校的电气工程系录取。

1983年,在铁道部资阳内燃机厂,机车电传动专业毕业的程京开端了他的绘图设计生活。绘图、装协调机车柴油机实验的工作非常单调,日子像平庸的河水一样,每天依照既定的河道向前流着。20岁的程京不甘这样渡过青春。爱好武侠小说的他,盼望能够改变日复一日的枯燥生涯。1986年,程京辞职了。

但是,哪个工作能像武侠小说里的情节一样充斥豪情呢?得益于在西南政法大学任教的父亲的辅助,程京开端浏览司法刑侦教科书。很快,机遇就来了。西南政法大学要建一个全新的司法鉴定中心,急需理工科人才,程京知道后抱着“试一试”的心态前去应聘,成果被选中。“当时接到的第一个义务很幽默,他们说"你是学电的,我们这里买了一台很贵的扫描电子显微镜,就由你来负责"。”于是,有强电专业背景的程京,开端研讨起电子显微镜的原理和操作应用,并被送到英国史查克莱大学作为拜访学者进修一年。这一走,程京开端了一段跌宕起伏、充斥挑衅与传奇的人生旅程。

在英国,程京师从国际著名刑事技巧专家布莱恩·凯迪教授。以培育科学家为理念的布莱恩·凯迪为程京制订了一年打算,让他从事司法化学研讨。仅用了9个月时光,程京就完成了既定义务。布莱恩·凯迪很观赏,于是想留程京持续攻读博士学位,完成“DNA指纹鉴定新策略”的博士课题。程京一听就愣了,因为自己完整没有生物方面的知识储备。布莱恩·凯迪激励他说:“我察看了你一年,你有工程的背景,又学了一年的化学和仪器剖析,这个课题就须要用剖析化学的方法设计一套工作系统去解决生物学的问题,还须要做仪器的设计。虽然我以前也从没做过这样的事情,但是如果你愿意赌,我就愿意赌,咱们赌一把!”

就这样,在导师的部署下,程京开端进军完整生疏的生物学范畴。布莱恩·凯迪向他许诺:“这套系统由3个部分组成,只要你完成其中任何一个部分,就可以拿博士学位。”花了7个月的时光,程京完成了第一个部分,就去找导师:“我是不是可以毕业了?” 布莱恩·凯迪笑了,让程京再做一部分。5个月之后,第二个部分又宣布完成。导师让他再接再厉。在两年半的时光里,好强的程京完成了导师制订的所有研讨打算,拿到了我国派出留学生中的第一个司法生物学博士学位。

之后,程京又在导师的领导下向更为辽阔的分子生物范畴进军,顺利完成了在英国史查克莱大学和英国阿伯丁大学司法生物学博士后和分子及细胞生物学博士后的研讨。

1993年,30岁的程京拿到了工学士学位、司法生物学博士学位证书,并完成了博士后的训练。离最初的机车电传动专业越来越远的他开端迷惘:“感到自己"四不像",什么都学了一点,但是都不精。”

1994年一天,程京习惯性地打开《科学》杂志,一个看似不可能的机遇向程京招手了。

本来,美国宾夕法尼亚大学医学院刊登了一则招聘广告,请求应聘人员“本科必需学工程,研讨生学生物学,分子生物学更好,并愿意从事生物芯片研讨”。这是一个对学历请求很“奇异”的招聘,却让程京眼前一亮,因为他完整符合条件。最终,程京从70多名应聘者中胜出了,并师从生物芯片开辟者之一的彼得·威尔丁教授,从此闯入了生物芯片研讨范畴。

跳出在国外已有的成就

为了“中国芯”而回国

1998年,程京在生物芯片范畴的研讨开端被国际科学界关注。

身为美国纳米基因公司首席科学家的程京与他的团队合作,创立了世界上首个“1平方厘米超微试验室”。这是第一次在国际上研讨完成了集血液中细菌分别、胞解及杂交检测为一体的芯片试验室系统。该结果发表在《自然·生物技巧》(以封面故事“芯片试验室”的情势发表)上,并被《科学》评选的当年“世界十大科技突破”所引用。

这个超小型生物试验室一呈现,就引起了科学界的兴致。当时的背景是,性命科学范畴对生物芯片这一新技巧充斥向往。《财富》杂志刊文以为,在20世纪科技史上,有两种芯片深入改变了人类的生涯:一个是微电子芯片,作为盘算机和许多家电的心脏,它丰盛和改变了人类的经济和文化生涯;而另一个则是生物芯片,它将改变性命科学的研讨方法,进而影响到人类延续性命的方法。

作为上个世纪末性命科学范畴中敏捷突起的一项高新技巧,生物芯片重要是指通过微加工技巧和微阵列点样技巧在固体芯片表面构建的微型生物化学剖析系统,以实现对细胞、蛋白质、DNA等的正确、快速、大信息量的检测。程京渐渐发明,生物芯片除用于人类基因研讨、医学诊断等方面外,还可利用于新药开发、农业研讨、航空航天、司法鉴定、食品卫生和环境监测等范畴,是一个应用远景辽阔的技巧范畴。

在国外生物芯片研讨方兴未艾的时候, 程京却在寻找机遇回国。他灵敏地注意到中国在科技重大范畴重新布局的决心,同时也感到自己应跳出已有的成就。1997年,程京应邀加入了以生物芯片技巧为主题的第80次“香山科学会议”,他关于“中国应自主发展生物芯片技巧”的发言,引起了科学界和有关部门的器重。1998年,清华大学生物科学与技巧系副主任、博士生导师周玉祥教授在美国与程京的一席长谈,让程京最终锁定清华大学作为自己回国的落点。

1999年3月,程京成为清华大学第一位“百名人才引进打算”入选者,受聘清华大学性命科学与工程研讨院(职称为教授、博士生导师),担负清华大学生物芯片研讨与开发中心主任。这一年,他36岁。

让程京没有想到的是,这一回国,自己的名字从此与中国生物芯片技巧和产业的发展接洽在了一起。当时,正值中国生物医药行业开端布局生物芯片产业蓝图之际。他回国的那年,国度科技部起草了《医药生物技巧“十五”及2015年计划》。计划所列的15个要害技巧项目中,就有8个项目要应用生物芯片,且生物芯片技巧被单列,作为一个专门项目进行计划。

2000年2月29日,在北京中南海“国务院办公厅第十次科技讲座”上,程京作了主题为《生物芯片下个世纪革命性的技巧》的报告,并建议:“中国应加大在生物芯片研发方面的投资力度,实行强强联合,尽快树立国度级的生物芯片工程研讨中心,以敏捷研讨开发出一批具有我国自主知识产权的专门技巧,积极参与到国际竞争的行列中去。”此建议引起了国度对生物芯片技巧的高度器重。时任国务院总理朱镕基当即拍板:“给你6个月时光筹备……”

于是,在清华生物系一间20平方米的简陋地下室里,程京率领研讨人员开端了在生物芯片范畴的研讨。

2000年,在国度发改委、科技部、卫生部和教导部的支撑下,以清华大学企业团体为投资主体的生物芯片研发企业北京博奥生物有限公司成立了。这是一支“国度队”。以博奥为依托,生物芯片北京国度工程研讨中心也成立了这是我国第一个以企业化方法运作的国度工程研讨中心,程京担负主任,兼任博奥的总裁。程京院士院士指导学生程京院士院士领导学生

摆设在博物馆的破旧桌椅

见证着程京当初创业的艰辛

2003年,北京被突如其来的“非典”疫情所袭击。这年4月,程京团队第一个生物芯片相关产品激光扫描仪问世。

当非典肆虐的时候,程京正在成都出差。偶然的机遇,他在电视上看到这么一则消息科研人员胜利对SARS病毒基因序列进行了测序,这让他为之一振。“我们有活干了。”程京立刻拨通了北京试验室的电话。他已经意识到生物芯片在这场战斗中的主要性。之后,程京召开紧迫会议,成立了SARS病毒检测基因芯片研发项目组,并与国度疾病预防把持中心病毒疾病把持研讨所树立了合作研讨关系,正式启动了SARS病毒检测基因芯片研发项目。

那是一段没日没夜的研发进程,70多名科研人员,在与解放军302医院树立的结合试验室里,渡过了高强度的一周。没人愿意给试验室送饭,大家天天啃馒头喝白开水。成果7天之后,4月26日清晨1时43分,项目组发布研制出专门用于SARS病毒检测的基因芯片。程京记得那一夜,所有的同事都在试验室的阳台上聊天,高兴地畅想着基因芯片的作用。

5月,程京和他的研讨团队带着基因芯片马不停蹄投入了SARS的战役中。他们参与了北京市SARS疑似患者的检测与甄别工作,在一周的时光内,对404例临床样品(血液、痰液、粪便等)进行了检测和剖析。

程京承认那段时光很煎熬。除了他们,还有中国医学科学院和军事医学科学院也同步对患者的临床样本进行检测,都请求在24小时内提交成果。然而,提交检验成果之后,与临床最终的诊断和治疗成果是否符合,却是谁也不知道。但是,当SARS疫情停止的时候,程京团队所进行的生物芯片检测成果已经成了某些检测的尺度。2005年,当年担负全国防治非典范肺炎科技攻关组副组长的陈竺院士拜访博奥时,解开了这一谜团:在检测成果中,程京团队的基因芯片成果是最正确的。虽然只是小范畴试用,但作为一种新兴的前沿技巧,生物芯片在我国第一次投入临床利用就开端供给威望的结论。

此后, 生物芯片北京国度工程研讨中心进入了快速的发展阶段。2003年,中心迁入北京性命科学园。随后,中心获得了第一张国度医疗器械证书、第一项生物芯片外国专利授权,并推出了世界第一张全基因组家蚕芯片、转录因子活性谱芯片、细胞活气电旋转检测芯片、遗传性耳聋检测基因芯片……

在这段时光,国度科技攻关打算、自然科学基金等均把生物技巧产业列为重点对象,力争获得一批有价值的专利,以保障中国生物技巧产业发展的空间。这样的宏观背景为程京进一步研产生物芯片奠定了坚实的基本。

回想创业的艰巨,程京说,当时,试验室左边是厕所,右边是动物房,门窗都是破的,连桌椅都是“捡”来的。一次,宝钢的负责人来与程京谈投资,一屁股坐下去摔了一跤,本来,那些折叠椅的椅腿都是坏的。现在,这些桌椅都摆设在生物芯片北京国度工程研讨中心的博物馆里,见证着当初创业的艰辛。

“我们不能轻易让步,下降尺度,废弃自己本来的目的。”

与美国等西方发达国度相比,中国在生物芯片这个全新的性命科学范畴可算是一个后来者,却有着突飞猛进之势,并已开端崭露头角。

程京说:“在生物范畴创业不同于IT范畴,不可能很快见到效益,而且生物技巧要想被广为认识和接收比拟艰苦。但我们不能轻易让步,下降尺度,废弃自己本来的目的。要想收获果实,必需先磨刀。”

实力是对话的筹码和博奕的前提。仅用9年多的时光,生物芯片北京国度工程研讨中心就开发出包含系列生物芯片及相关试剂盒、仪器装备、软件和数据库在内的60多项产品。2005年,美国《财富》杂志称博奥生物“已经成为中国第一家进入世界程度的生物技巧公司。”

全球生物芯片行业的先驱、世界著名生物芯片公司昂飞开端关注中国市场,并且通过种种关系主动找上门来。程京底本认为这不过是一次礼节性访问,没想到,昂飞公司的诸位高管一进大门,便不住地感慨:“在远东,还没有见过如此大范围的生物芯片公司。”从下午1时一直谈到晚上6时,外方还兴趣勃勃,最后干脆谈到晚上10时。程京说:“这真是很让我们意外,双方居然都没签保密协定就开端谈……”2005年4月,博奥和昂飞签订战略合作协定,这被看做是博奥融入全球市场的主要一步。

但是程京真正关怀的是产业尺度。在生物、医药等行业,产业尺度大多是由欧美国度制订,这不仅使我国缺乏在行业内的话语权,更主要的是常常使我们处于受制于人的被动状态。

程京说,2005年,全球生物芯片的产值约为23亿美元左右,而今年有望到达42亿美元。由于美国在全球生物芯片研发中长期居于主导位置,美国的很多著名生物芯片企业在全球市场中不仅享有专利特权,还扮演尺度制订等特别角色。而国内的科研者、管理者最开端只是单纯强调发表文章,到后来开端重视专利维护,到今天,大家已经意识到,必需占据一个新的制高点制订尺度。

程京与他的团队已苏醒地认识到这一点。2009年12月,由博奥为重要起草人所起草的生物芯片基础术语、生物芯片用醛基基片、体外诊断用DNA微阵列芯片、激光共聚焦扫描仪等5个临床诊断行业尺度被国度食品药品监视管理局审定通过。

2007年,以程京为技巧带头人的研发团队自主研发的“系统化生物芯片和相关仪器装备的研制及利用”项目,获得了国度技巧发现奖二等奖。

2005年,美国《时期周刊》的记者在《中国能创新吗》一文中写到:“从北京市中心到位于郊区的中国最主要的一个新兴产业的基地大约有45分钟的车程。一边是一只脚仍踏在贫困的发展中世界的中国,另一边是在生物技巧和遗传工程范畴接近世界前沿的中国……车子分开主路在这条路上,仍有许多中国人以自行车为交通工具,或者干脆步行,驶入令人眼前一亮的中关村性命科学园,仿佛从20世纪一下子进入了21世纪。在玻璃幕墙建筑里面,年事轻轻的博士们正在从事DNA研讨,克隆小动物……博奥生物具有自主研发才能,所以他们研制生产出的产品和服务兼具创新性和高性价比。”

正如文章最后所描叙的,这正是程京的寻求和幻想。(本文照片由程京本人供给)

对 话

记者:生物芯片是一个全新的科学范畴,您以为中国目前的生物芯片发展在国际上处于什么样的位置?发展远景如何?

程京:我国有些芯片技巧已盘踞世界领先地位,相当一部分技巧与国外处于同一程度,还有一小部分技巧跟国外比存在必定差距。从技巧特色上来说, 低密度诊断性芯片如遗传性耳聋诊断芯片、结核系列诊断芯片,我们做得不错。

中国发展芯片,要体现中国国情特点,要发展价钱低廉、便于普及推广的芯片技巧。我们一直往这个方向尽力。

记者:目前中国生物芯片市场很“兴旺”,可有一些生物芯片打着治疗百病的旗帜,对医学界和社会发生了负面的影响,您怎么对待这个问题?

程京:中国有句古话:欲速则不达。目前,确切有一部分这样的企业以营利为导向,不重视名誉,造成科研和临床呈现各种问题,以至医生对生物诊断芯片发生了质疑,患者也遭罪。

我们现在做的很多事情是“整理旧山河”,以一己之力,用高尺度来规范生物芯片市场,并选择最强的医疗机构合作,做更多的试验样本量。但是,我们也遇到一些现实难题,比如物价部门仍没有对生物芯片的产品定价,我们想进入医院,就必需和每个处所物价部门沟通,这是一个漫长的进程。

记者:你曾有过挫折感吗?或者说,也有现实的艰苦吗?

程京:应当叫沮丧。其实,我们本可以发展得很好,但是我们自己制订的政策、行业壁垒阻碍了自己的发展。比如有些“马后炮”式的政策,设置门槛很高,让后来的“正规军”难以过去。

偶尔也感到“内外交困”。外部是国外生物企业,向我们展现“经济肌肉”,经常用高薪挖我们的骨干。内部就是,我们这里集中了很多高层次人才,留住人才须要高薪,但诸多的政策因素使得我们难以用高薪留人,留人全靠情感呀!

程京小传

1963年生于北京,安徽安庆市人。清华大学教授,教导部“长江学者打算特聘教授”,生物芯片北京国度研讨中心主任。中国工程院院士。

重要从事基因芯片、蛋白芯片、细胞芯片和芯片试验室,以及配套仪器的研讨开发及其在重大疾病的早期诊断、预防和预后、食品安全检测和药物开发中的利用研讨。2001年在美国出版了世界上第一本关于生物芯片的英文专著《生物芯片技巧》。在剖析化学、医学分子生物学等范畴做了许多开辟性的研讨工作,发现了两种分辨用于动、植物DNA快速萃取的方式;开发出了用缠结溶液毛细管电泳对基因突变进行检测的多种方式;完成了生物芯片中细胞的过滤分别与介电电泳分别、芯片核酸扩增反映、芯片毛细管电泳、芯片电子杂交等多项前沿性研讨项目。获国外发现专利36项、中国发现专利38项。回国10年,在生物芯片产业化方面做了大批工作,引导开发出相关产品60余项,实现了中国生物芯片技巧首次向美国的出口转让。

系国度出色青年基金获得者。曾荣获2003年留学回国人员成绩奖、2004年求是出色青年结果转化奖和中国青年科技奖、2007年国度技巧发现奖二等奖、2008年何梁何利科学与技巧创新奖和谈家桢性命科学创新奖等。(田树)




(责任编辑:管喜德)

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