【科普時報】最美科技工作者 | 程京：在生物芯片世界裏求索

他“沉迷”在醫學生物物理學研究的世界，他的貢獻為(wei) 中國生物芯片發展帶來一次次的喜訊——開發出全球首款遺傳(chuan) 性耳聾基因檢測芯片，為(wei) 全國600萬(wan) 以上新生兒(er) 開展免費篩查；帶領團隊快速實現SARS病毒檢測基因芯片研發，為(wei) SARS病毒快速早期臨(lin) 床診斷提供了可靠高效的方法和途徑；成功研發出可以快速檢測病毒的基因芯片，在抗擊新冠疫情期間發揮重要作用……

近日，在北京市委宣傳(chuan) 部、北京市科協等部門組織開展的遴選活動中，中國工程院院士、清華大學醫學院講席教授、生物芯片北京國家工程研究中心主任程京當選2023年北京“最美科技工作者”。

作為(wei) 我國生物芯片領軍(jun) 人物，程京帶領團隊實現了我國生物芯片從(cong) “一窮二白”到“惠及世界”的跨越式發展。

第一個(ge) “吃螃蟹”的人

2003年，SG·亚洲胜游生物第一台生物芯片相關(guan) 產(chan) 品激光掃描儀(yi) 問世。同年，“非典”暴發。程京心裏清楚，隻要病毒的全基因測序結果一出來，就意味著這場抗擊“非典”的鬥爭(zheng) 找到了突破口。於(yu) 是，他第一時間啟動SARS病毒檢測基因芯片研發項目，力圖找到快速、早診SARS的有效途徑。

2003年4月26日淩晨1時43分，程京對這個(ge) 時間記憶猶新。他和團隊利用快速研發的基因芯片首次成功地實現了對“非典”病人臨(lin) 床樣本的檢測和確認。“結果表明，SARS病毒檢測基因芯片在技術方法的嚴(yan) 謹性、發病早期檢測、檢測準確率和靈敏度等方麵均具有明顯的優(you) 勢。”程京說。

後來，解放軍(jun) 總醫院耳鼻喉科主任戴樸曾找到程京，希望他們(men) 可以針對耳聾基因的診斷研發出一種又快又準、還不貴的檢測方法。

在研發過程中，如何實現高精度、高靈敏度、低成本的檢測是巨大的挑戰。實驗室裏，15個(ge) 基因位點跳得七上八下，“信號”都很好，但很難調平衡。光這個(ge) 細小的工作，就耗費了半年時間。

投入了巨大心血後，終於(yu) 迎來了突破性的成功。2009年，程京團隊推出全球首張“遺傳(chuan) 性耳聾基因檢測芯片”，覆蓋了能夠檢測先天性耳聾、藥物性耳聾、遲發性耳聾相關(guan) 的致聾基因位點，實現了耳聾從(cong) 被動康複到主動預防的重大突破。

“成本和利潤控製得都很好，擺脫對進口產(chan) 品的依賴。” 程京帶領團隊，解決(jue) 了這個(ge) 看似矛盾的市場需求。迄今這項精準醫療的標誌性成果已為(wei) 全國600萬(wan) 以上新生兒(er) 進行了免費篩查，使16萬(wan) 多名新生兒(er) 及其母係家庭成員免於(yu) 藥物致殘。

2019年底，在新冠疫情暴發初期，程京主動請纓，帶領團隊僅(jin) 用一周時間就研發出全球首款可在1.5小時內(nei) 同時檢測包括新冠病毒在內(nei) 的多種病毒的“呼吸道多病毒核酸檢測芯片係統”，實現了對新冠患者的精準診斷和有效分流。產(chan) 品獲批後，1.2萬(wan) 人份芯片試劑盒第一時間被送往武漢疫區，在一線危重病人的搶救中發揮了重要作用。

與(yu) 病毒賽跑，分秒必爭(zheng) 。那段時間，身邊的工作人員偷拍過一張程京就餐的照片，一碗泡麵一包榨菜就是他“豐(feng) 盛”的晚餐。

讓世界讀懂中醫

打贏新冠疫情這場仗，離不開中醫藥的廣泛參與(yu) 。程京常常想，中國傳(chuan) 統中醫藥學蘊含無數寶藏，但如何用科學的語言向世界闡釋中醫原理，是個(ge) 巨大難題。

“西醫是實驗醫學，要用實驗證據支撐其做法；中醫是實踐醫學，更注重結果。”在程京看來，中醫需要用科學手段，拿出科學的實驗證據，給出科學的解釋，中醫西釋勢在必行。

分子版《本草綱目》就是程京口中所說的“用西方人聽得懂的科學語言解釋中醫”。程京帶領多學科交叉團隊研發了“分子本草技術”，即基於(yu) 現代生命科學和人工智能技術首創世界超大規模的中藥分子功能基因表達譜數據庫，在“中醫循證”的方向上走出了一條探索創新之路。

“通過這些技術，讓國際同行更清晰地理解中醫治病的原理。”程京介紹，目前，中藥功能組學數據庫已經涵蓋了900多種中藥、300多種食物，包含了10億(yi) 級基因表達實驗數據和2500多萬(wan) 條信號通路分析結果。
從(cong) 傳(chuan) 統的經典理論和經驗用藥入手，結合現代生命科學和人工智能技術，這是“分子本草技術”的精髓所在。“我們(men) 和中國中醫科學院廣安門醫院王階教授團隊合作，開發了針對慢性心力衰竭的創新藥物，並在前期開展的臨(lin) 床觀察實驗中發現，這個(ge) 方劑對於(yu) 慢性心衰患者心肌細胞、心成纖維細胞和腎細胞的疾病信號通路改善率達到90%以上。”程京說，目前該方劑已在7家權威醫院開始進行多中心臨(lin) 床研究，在水腫、喘憋、疲倦乏力等症狀表現出了很好的臨(lin) 床療效。