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国家“千人计划”特聘专家许洋:将“特检”梦想进行到底
02-28 14:42:04  来源:科学中国人
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【导读】从研究中国人肿瘤指纹图谱大数据库的第一人,到我国将大分子质谱仪申报成为国家药监局的医疗器械创新产品的第一人,他打破了我国医用质谱仪长期依赖进口的局面。

我的梦想就是拉动特殊检测事业在国内的发展。”早在回国之初,许洋就已经对未来有了这样的期许。从研究中国人肿瘤指纹图谱大数据库的第一人,到我国将大分子质谱仪申报成为国家药监局的医疗器械创新产品的第一人,他打破了我国医用质谱仪长期依赖进口的局面。

“我的梦想就是拉动特殊检测事业在国内的发展。”早在回国之初,许洋就已经对未来有了这样的期许。从研究中国人肿瘤指纹图谱大数据库的第一人,到我国将大分子质谱仪申报成为国家药监局的医疗器械创新产品的第一人,他打破了我国医用质谱仪长期依赖进口的局面。从湖州赛尔迪生物医药科技有限公司(简称“赛尔迪”),到浙江爱睦世医学科技有限公司,他在逐步完成理想中的产业格局,殚精竭虑地将梦想照进现实。

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“不治已病治未病”

“治未病”,是中医学的核心理念之一,《黄帝内经》中就有“不治已病治未病”的防病养生谋略。而在许洋看来,防病于未然,也是精准检测医学的重要理念。

那么,精准医学要检测的是什么?许洋以汽车来举例,人体的器官对应着汽车的零部件,传统医学要看的是轮胎损坏、爆胎或者发动机故障等实质性病变,而精准医学要做的则是零部件的保养,也就是如何让器官功能更加完善。“精准医学更强调服务在前端,也就是从体检这个健康4S店阶段就做出及早的判断。生命和车一样,一旦产生,都有可能会出现问题,需要通过不断的检查和养护,使之更年轻,更有活力。”

“这不应该是少数人的想法,而应该是一个普适性的理念。”许洋说。在他眼中,人体健康是能够通过将身体功能具体量化来进行系统管理的。以铅中毒为例,上世纪70年代,美国国会曾经通过职业卫生法案,成立国立职业安全与健康研究院着手调查有毒物质,对空气、水源、食品中的铅含量做出限定。“他们发现,铅唯一的毒力是把人体中的含锌酶灭活了。灭活肝脏中的含锌酶,肝功能就会受到损害;灭活心血管系统的含锌酶,心血管就会出问题;灭活胰岛细胞中的含锌酶,就容易导致糖尿病等。也就是说,铅中毒会引发多种疾病,但锌与铅是可以对抗的。”

早在美国康奈尔大学医学院攻读博士学位时,许洋就从分子诊断学方向中涉足了锌酶-CD13的研究。锌酶又称锌指蛋白(ZFP),是维持生命功能的必需蛋白,阿龙?克卢格(Aaron Klug)曾因首先解析锌指蛋白的结构,于1982年获诺贝尔奖。“人体里的含锌酶大概有两百多个,如果将这两百多个含锌酶灭活,人体瞬息之间就会死亡。”他补充道,“瑞典皇家科学院曾发现低剂量的铅、镉对正常人影响甚微,却会加剧糖尿病、肾病病人的病情,使血液透析与肾移植的发生率剧烈提高。反之,如果把铅、镉含量降下来,血液透析与肾移植的发生率也会降低。铅、镉灭活锌酶的机理是竞争锌指蛋白中的锌,其结合锌指蛋白的能力比锌高。我想要做的,就是检测出人体中的铅、镉含量,同时得出需要多少锌来对抗其毒性。”

在科学中国人(2015)年度人物颁奖典礼后,许洋也参加了论坛环节,期间,对IMS(爱睦世)提出的“健康4.0”概念进行了解读。“健康4.0”实际上是将他心目中绘制的精准医学检测做了明确的步骤划分:第一步,样本采集器通过无线电射频技术(RFID)从电脑采集和储存个人信息,建立一个“个体身份的生命光盘”,这些信息将在健康管理流水线的各个环节被射频感应器阅读获得,然后向计算机发出满足该特征的信息指令;第二步,将有了“生命光盘”的采集器放入样本处理中心的流水线,提取样本中生命的信息;第三步,在具有“生命光盘”的采集器被扫描到的射频码会告知流水线上的检测机器人选取检测项目;第四步,在“生命光盘”上建立一个包含了检测报告上个人信息的二维码,也就是将检测信息数码化,用智能手机扫描二维码,这些信息就可以被该手机获得并通过互联网进行实时传播;最后医生对检测报告的数据与大数据库进行比对,对患者提出精准治疗方案。

作为爱睦世健康集团首席科学家,许洋非常欣慰地看到,在该概念下,从患者登记注册、下检测订单、确认和治疗追踪等程序都通过射频技术(RFID)的运用达到高度自动化。“远程尿样品采集+质谱法,使诊断变得快捷方便,减少了患者去医院等待的时间。而由于系统的保密性,也使病人隐私得到更好的保障。当然了,我们是与协和医院进行合作推广的,所以病人还可以远程享受到协和专家级的健康服务管理。一举数得。”目前爱睦世健康拥有近5000种疾病相关的大数据库,未来5年会升级至数万种。

与此同时,许洋所说的“治未病”,还包括推出富锌功能性食品,如富锌茶叶、富锌花生、富锌竹笋、富锌面粉、富锌葡萄酒等,着眼于慢病的精准“健康4.0”管理与服务,特别是糖尿病、高血压、优势优育、慢性铅中毒、铅超标人群的身体状况,强调锌在慢性铅中毒方面的调节功能。

“非典”型转折

2003年,许洋接任赛弗吉公司亚太地区首席科学家及大中华区首席执行官,回到中国。此前,他已经旅美十余年,曾在美国康奈尔大学医学院获得分子诊断学博士学位,并在美国著名的Sloan-Kettering肿瘤研究所工作。

“回国后不久,就遇到了非典。”许洋说。2003年5月,许洋和康熙雄教授等人走入了同一个专家小组,对SARS病毒的早期诊断方法、非典病人的治疗评估新方法等课题进行攻关,并很快取得了突破性进展。在该项工作中,采一滴血滴在芯片上米粒大的小白孔里,利用激光解吸电离技术和蛋白质芯片——飞行时间质谱仪,就可以检测出早期非典病人血清中的特异性蛋白,快速确诊非典病人。该项工作在2005年,被《麻省理工科技评论》评为全球年度十大突破技术之一。而许洋作为专家组主要成员之一,为之贡献了自己的创新点——用于生物样品分析的蛋白指纹法,或者叫做蛋白质指纹图谱技术。

蛋白质指纹图谱技术是由蛋白质芯片及分析仪器——表面加强激光解析电离飞行时间质谱两部分组成,可以将病人血清中蛋白质成分的变化记录下来,绘制成蛋白指纹质谱图,并显示样品中各种蛋白的分子量、含量等信息。“就像每个人指纹的独特性,每种疾病的特定蛋白质表达物也不一样”,许洋介绍,通过这项技术,人们可以记录下个人有生以来不同阶段的蛋白指纹图谱,从分子水平了解并观察自己的生理变化,或者作为治疗前后的对比参照。而将之与正常人、某种疾病病人或基因库中的谱图进行对照,就能最终发现和捕获新的特异性相关蛋白及其特征。现在,许洋在爱睦世所提出的“健康4.0”概念也是该技术的延伸。

作为继基因芯片技术之后新一代生物芯片技术,蛋白质指纹图谱技术克服了酶联免疫技术、双相电泳技术等传统检测技术中的缺点,创造性地增加了特异蛋白芯片阅读系统,可以对各种样本直接进行分析,特点是微量、精确、简易、快速,适应于基础、临床等各个领域。在该技术中,检测结果生成了如同指纹或者超市商品上的条形码之类的标识,经过检测分析系统的“扫描”,可以迅速识别其类别。它能够直接检测尿液、血液、脑脊液、关节腔滑液、支气管洗脱液、细胞裂解液和各种分泌物等,在应用方面具有绝对优势,曾被国际顶级科学杂志《科学》以及医学界权威杂志《柳叶刀》评为世界蛋白指纹图谱和蛋白质芯片排名第一的技术,被国际学术界认为是能够改变人类健康的颠覆性核心发明专利。

从理论上讲,这种技术可以检测包括肿瘤、心血管疾病等在内的多种疾病,准确率高达80%?90%,明显高于传统的肿瘤标志物检测方法。更值得一提的是,运用这种技术,比传统方法检测肿瘤特异性抗原能够提早3到5年。这意味着,将极大提高肿瘤的治愈率。发现这一点后,许洋开始运用该技术对中国人肿瘤指纹进行进一步的研究,成为研究中国人肿瘤指纹图谱大数据库的第一人,为我国肿瘤早期诊断做出了重要的贡献。

从非典蛋白指纹到肿瘤指纹图谱,许洋扎扎实实地走出了回国后的两大步。虽然早期的检测识别工作就在利用质谱技术,但他发现,国内还是缺乏质谱仪这样的大型高端仪器,他决定继续留下来,将多年来积累的经验拿出来,为国内发展质谱仪贡献己力。有人曾质疑,在国内快速地研发成功质谱仪,可能性极低。他却豪迈地说,“我们造的了卫星,也造的了大飞机,大仪器当然也没问题!”

等待“特检”时机

2016年8月下发的《“十三五”国家科技创新规划》中提出,要研发一批重大疾病早期诊断和精确治疗诊断试剂以及适合基层医疗机构的高精度诊断产品,其中就包括医用质谱仪。同时,《规划》还指出,要构建健康大数据云平台,加强国民体质监测网络建设,推进“互联网+”健康医疗科技示范行动等。这无不昭示着一个“大健康”时代的到来。为了等待这个时机,许洋已经准备了十年。

“早在2002年,很多独立检测实验室就做起来了,但这不是我想要的。”在许洋看来,所谓的独立检测,其实与医院的体检检测的都是同样的东西,只是不在医院内部做而已。“其实有很多指标,医院的常规体检是排查不到的,可是对人的生命健康素质至关重要。”他补充道说,“比如水中的铅含量、大米中的镉含量、鱼虾与海参中的兽用四环素、蔬菜中的农药残留等环境毒素,都是危害人体健康的隐形杀手。”

为了便于记者理解,许洋以糖尿病、高血压为例,进行了深入讲解。“铅、镉会对糖尿病、高血压病人造成一定的危害,但真正起到危害的是单独浓度,还是联合浓度,其浓度阈值到底是多少?这些阈值的变化,多久会引发糖尿病、高血压病人的肾病?把它降到什么程度才能达到预防效果?这些都不太清楚,但是,铅、镉留在体内,与汽车发动机积碳类似,肯定有害!”

一连串的未知似乎令人泄气,但许洋认为,可以从另一个角度着手去看待问题。实际上,利用医用质谱仪,他们可以对采集的尿液样品进行检测。“人平均每天排尿1?2L,如果查出尿液中的铅、镉浓度是30微克/L,就意味着你已经排出了30?60微克的毒素。也就是说,我们在计算糖尿病、高血压病人排出铅、镉等毒素的量。”说起来简单,这却是一个一直被忽视的概念,在医院对疾病检测时,人们往往重视器官发生病变这一“糟糕”的状况,却看不到其实也有“坏东西被排出去”这样“正能量”的现象。

为了证实这一点,许洋也对自身的铅、镉含量进行了检测,得出的结果是铅79微克/L。拿到结果后,许洋的第一反应就是“超标了”。紧接着,他就把家里的自来水龙头检测了一遍,结果依旧是超标,他立马将家里的水龙头都装了铅特种过滤器。之前,他曾与中华医学会健康管理分会主任委员曾强教授合作,研究发现从汗腺排铅比肾更多,立刻再辅以游泳、跑步等运动,从汗腺排铅,半年后,铅含量已经降到了40+。“看来,人们必须像关心爱车一样关心自己,才能够真正做好大健康”,许洋补充说。同样的检测,他给湖州和杭州的员工们逐一做了一遍,效果明显。

许洋将这种健康管理检测称之为特殊检测(特检),其主要工作基础就是他在2006年就获得授权的有关免疫质谱技术的发明专利。“刚提出的时候,外界并不算看好。”尽管如此,许洋依然为之注册了商标,就用免疫质谱技术的英文缩写——IMS(Immunologic Mass Spectrometry)。“我翻译成‘爱睦世’,理念就是关爱生命、和睦家庭、一生一世。”

“爱睦世特检”是我国第一个特检概念。许洋为之选择的落地单位是北京协和医院,“这样可以更快地推行这个理念,也更有利于品牌管理”。之后,他与北京协和医院联手,创立了中国特色的首个百万人疾病与环境毒素数据库与IMS(爱睦世)特检中心,首次在复杂疾病系统中构建了基于环境毒素大数据的移动网络数据库的质量控制体系,使我国重大疾病,如高血压、糖尿病、肿瘤的大数据病因学研究处于世界第一。

在圈内人眼中,许洋被认为是“医用质谱分析仪的鼻祖和创始者”,他第一个提出医用质谱仪的概念,也在我国第一个将大分子质谱仪(MALDI-TOF)申报成为国家药监局的医疗器械创新产品,打破了我国医用质谱仪长期依赖进口的局面,其产品入选“2010年度中国科学仪器与分析测试行业十大新闻”与科技部惠民工程项目,为国家创造了巨大的经济和社会效益。

“成功是等来的”,许洋习惯把自己定位为“等待者”。他的“特检梦”厚积薄发,正是在等待“大健康”时代。“也许‘大健康’的热度不会持续太久,时机稍纵即逝,只有做好有准备的等待,才能抓得住机遇。”

踩在市场和研发的平衡木上

许洋是一个技术型人才,且不论在国内的成果,早在康奈尔大学时期,就曾与导师Scheinberg博士一起首创了人源化单克隆抗体等。

他也是一个创业者,2009年1月在湖州创办了湖州赛尔迪生物医药科技有限公司。其创业团队曾入选2011年国务院侨办第二批重点华侨华人创业团队,他本人也在2011年入选国家“千人计划”创业长期类人才。2016年重组爱睦世特检系统,成立浙江爱睦世医学科技有限公司,主要负责特殊检测服务。

“做技术出身的人,不可避免地会遇到市场问题。”许洋发现,在硅谷,100个科学家开公司,或许只有一个能“火”起来,究其原因,就是科学家多对技术精益求精,反而不知道如何把握时机。但对企业而言,这是个毁灭性的问题。“技术专家成立公司,最大的问题不会是技术,而是团队,他需要一个成熟的技术团队和市场团队。”

许洋的偶像是比尔盖茨和乔布斯,在他看来,比尔盖茨善于复制别人的成功模式,在别人的模式里走出自己的路;而乔布斯精心打造了一个百人管理团队,将创新做到淋漓尽致。“我也在复制这些成功的经验,在此基础上进行一定的调整。”许洋也很看重团队,但他对团队人才的要求并非是顶尖的智者,而是希望团队中的人员能够在研究方向和思维方式上互补。他认为,一个优秀的团队内部要协调,他们通过互补式合作,逐渐磨合成“齿轮式”的默契度。在下达任务的同时,他会支持员工有自己的判断力。“将在外君命有所不受,也许你的想法更好,只要跟我汇报过,即使失败了我也会承担后果。但如果没有汇报,你也要有承担后果的勇气。”

许洋的产业布局仿照世界500强企业的发展模式,将市场、生产和研发分离。“湖州是一个特别适合生产的地方,但不适合做市场,做市场只能在大城市”。因此,他将赛尔迪定位为生产基地,为特检工作提供创新型大分子质谱仪以及质谱试剂盒;同时,将杭州的爱睦世定位为市场型企业。

许洋心里自有一本账,按照我国现有的糖尿病、高血压病人数量来看,几乎是有3.5亿人定位在排查铅、镉上,每年要检测4次,假设一次检测200元,就是2800亿,而检测试剂一般为市场额的10%,即280亿。“市场带起来的话,280亿就是赛尔迪的收入。当然,这只是估值,需要根据市场变化来确定。”

2014年,许洋主持了“863”项目“蛋白酶等相关试剂的研制”,并参与到另一项“863”项目“电喷雾离子源—串级质谱测序技术及装置研发”中。这两个项目都计划在2016年年底结题。目前,他所主持的“中国人重大疾病病因与环境毒素关系研究”,也即将立项。许洋的新一轮“准备”又开始了。

建好了平台框架、看准了系统发展,许洋的愿景变成了在5到10年中发展出一条千亿级的健康4.0产业链。当然,这条产业链不是他一个人能“吃”的下的。“我想要发动许多的科学家和医院、企业来共同完成这个事业。科研我也能做,但没人能面面俱到,只能捡一个兴趣点来切入,我现在最在乎的就是健康4.0产业链如何能够完美串联!”许洋说。


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