知识分子

详细说明澳门一肖一码一必中一肖....,西湖大学副校长许田:从象牙塔到科技加金融的跨越之路  第1张

介绍

在中国,学术界传统上是一座纯粹的象牙塔,四周是坚固的墙壁,将“纯粹”的研究与产业隔离开来。然而,西湖大学副校长徐天告诉我们,技术加金融的力量太强大了。

1982年毕业于复旦大学,1990年获耶鲁大学博士学位,1993年在美国加州大学伯克利分校完成博士后研究。此后25年,徐田在耶鲁大学任教,并担任爱德华·休斯研究员,曾任耶鲁大学遗传学系副主任、耶鲁大学校长顾问。

在象牙塔里,徐天是生长调控领域最早的开拓者之一,他所在的实验室发现了生长调控中最重要的调控基因和信号转导途径。徐天还热衷于新技术的研发,他创立的果蝇嵌合体遗传分析方法、哺乳动物PB转座子技术等,在世界各地的实验室中得到广泛应用。

象牙塔之外,徐天与校友、创业者、罕见病患者的父亲乔纳森·罗斯伯格( )共同创立了深度孵化转化器罗斯伯格研究院,针对罕见病患者市场小、基础研究成果产业化难的挑战,将前沿基础研究与产业化相结合,实现科研成果有效转化。该研究院孵化了包括全球首款基因测序仪——454在内的一系列全球首创创新产品,催生出一批新兴产业,孵化的10家高科技公司中,9家已上市或被收购。除了罗斯伯格研究院,徐天还创办了多家高科技公司,将科研成果转化用于推动癌症及多种罕见病的诊疗。

2018年4月,徐天全职加入西湖大学,担任遗传学教授、副校长。当时我们与徐天有过一次对话(详见知识分子的文章:《徐天全职回国:我为什么选择西湖大学》)。六年后,在上海举行的2024全球罕见病研究论坛上,这位站在象牙塔顶端的大学校长再次与知识分子进行了长谈。这一次,他谈了科技、金融、罕见病。

参与上世纪末至本世纪初的生物技术革命,徐天惊讶地看到科研成果可以从实验室转化为产品,进而从无到有形成产业并影响社会。而这些浪潮的推动力——由基础研究转化而来的核心技术,更让他震惊,引发了他对科学如何通过转化影响社会的思考。

徐天说:当测序仪出现的时候,所有做测序的生物学家都焦虑起来,因为测序变得太容易了。“但这并不意味着遗传学家就无事可做,因为测序的自动化和成本的降低,让遗传学家有了更多可以做的事情的空间,很多人已经能够利用测序结果进行诊断等工业应用。”同样的道理,这位从 2013 年起就拥抱人工智能的生物学家认为,流行的蛋白质结构预测工具 Alpha Fold 不会让真正的结构生物学担心,因为结构与功能的关系背后有很多生物学的东西,不是简单预测一个结构就能完成的,大量的结构分析可以促进工业应用。

见证科技的进步,仅用了十余年时间,人类基因组测序成本就从约百亿美元降低到测序一个个体基因组的几百美元,并引发了广泛的产业应用。这位科学家在相信科技力量的同时,也深刻体会到金融力量在科研成果转化中的巨大作用。在今年5月的第二届中国罕见病研究与转化医学大会上,罕见病瑞欧基金会联合创始人、大会主席徐天对《知识分子》表示:如今罕见病药物研发最大的痛点就是成本,而人工智能的出现,让我们看到了降低成本、惠及更多患者的一线希望。

口述|徐天

李珊珊、李璐编译

辞去耶鲁大学教授职务去创业?

“我父亲肯定会杀了我。”

我的故事始于一项技术。

上世纪 80 年代末,我刚去耶鲁读研究生的时候,对 Notch 基因进行了测序,这是发育过程中非常重要的基因,长度为 10.5kb。在我之前有两个研究生对这个基因进行了两年的测序,但进展缓慢。我轮岗进实验室的时候,尝试了当时新发明的删除法,很快测序出了剩下的 7.5kb 序列。我们发现,这是一个细胞表面蛋白,可以解释参与细胞相互作用决定细胞命运的原理。这个结果发表在 Cell 上,并被主流媒体广泛报道。作为一个初出茅庐的学生,我能比几个已经做了几年的研究生做得更快更好。这让我意识到,新技术太重要了。

我在耶鲁认识了他。他和我都喜欢新技术,所以他一进实验室,我们就成了好朋友。我们俩都有很多奇思妙想,经常把实验室搞得一团糟。比如,在看到植物基因改造的“枪”后,我们想用这把枪来改造果蝇的基因。我们背着我哥哥的猎枪去实验室,结果被赶了出来。但我们没有放弃,决定在我家做实验。我妻子回家打开柜门,一把长枪掉了出来,她吓得半死。

他是犹太人,他的家族有很多银行家和CEO。我节假日去他家,听他家人在饭桌上谈论利润、股票、行业。有一天管家婆一码中一肖资料大全,他对我说:我们一起创办一家生物科技公司吧,然后他就开始寻找投资者。

筹钱花了很长时间,直到我拿到了耶鲁的助理教授职位,他打电话告诉我:“我拿到钱了”——他无法在外面筹到钱,但他的家人给了他 240 万美元,让他创办一家生物科技公司。他打电话给我是想找我一起开公司,他说:我们都喜欢新技术,可以鼓捣自己喜欢的东西。

接到电话后,我告诉他,辞掉耶鲁教授职位跟他一起创业,简直是疯了。按照我们中国人的思维,我一个新移民,刚刚在耶鲁拿到一个助理教授的职位,相当于“体制内”的学者官员职位,我就辞掉工作跟他一起开公司(这显然是不可能的)。

我在电话里对他说:“我要是跟你开公司,我当老师的爸肯定会杀了我的。”

他回答我:我们有技术,一定可以做到,我们两个人一起一定可以做到。他说:以后我们有足够的钱,我们可以做任何我们想做的事情,你不用再申请科研经费了,我们可以把我们所有的疯狂实验都做完……

现在回想起来,当时我对即将到来的生物技术热潮一无所知,一无所知。同时,我也没有冒险精神。我当时勉强维持生计,带着50美元来到美国留学。我心中没有冒险精神。

我选择了一个折衷方案——我继续像以前一样和他一起工作,我仍然给他提供想法,我们一起研究是否可以做某事,但我只担任顾问,我的主要工作仍然是在耶鲁大学当老师。

后来有一天,我在耶鲁工作,又接到一个电话,说我们刚刚上市了。你想想,如果你当时来,你的股票至少值几千万美元。我把这件事告诉了我们共同的朋友(现任斯坦福大学遗传学系主任),他让我赶紧给他打电话,告诉他“你上市了”。

我的女儿得了一种罕见的病。

难道上帝的旨意就是让我们解决这个问题吗?

1990 年代末,当他的生物科技公司发展得如日中天时,他的大女儿却被诊断出患有一种罕见的疾病——结节性硬化症(TSC)。不久之后,这种基因也出现在我实验室的果蝇基因筛选中。我当时非常震惊,那就是如果有科学家能够做点什么来了解和治疗这种疾病,我的实验室肯定是最有可能的实验室之一。当时我甚至怀疑,这是不是上帝为我们解决这个问题而做出的安排?

结节性硬化症是一种罕见的多系统先天性疾病,每10万人中约有7-12人患有此病,患者的脑、肺、心脏、肾脏、皮肤或其他器官可能会出现良性肿瘤等问题,导致癫痫、发育迟缓或面部皮脂腺瘤等症状。

当时我们实验室研究的是生长发育调控,这在当时并不是一个热门课题,比较热门的课题是细胞分裂,相比之下,当时大家觉得生长调控不是那么重要。

我们研究生长发育的调控,动物的器官为什么会长得那么大,为什么器官和身体大小是成一定比例的,我们希望找到相关的调控基因。要找到这些调控基因,传统的方法是不够的,因为这些器官的发育过程对于整个生物体的发育太重要了。如果相关的调控基因发生突变,动物就可能死亡。

我们当时发明了一种新方法——嵌合遗传学,也就是说大部分体细胞都有正常的基因在工作,但某些器官的少数细胞中基因发生了突变。用这种方法,动物还活着,但我们也可以在细胞中发生基因突变,找到相关的功能基因。就这样,我们发现了一系列调控生长的重要基因。

这种方法也可用于研究其他重要的生物过程和相关基因。后来,这种方法在世界各地得到广泛应用。几乎所有研究果蝇的实验室都使用了这种方法。这一概念也应用于小鼠,并出现了条件性敲除(某个基因)等方法。

与此同时,就在我在耶鲁大学当教授干得非常出色,甚至成为休斯研究员、终身教授、美中前沿科学交流委员会主席、《细胞》杂志编委的时候,我的双胞胎孩子早产了,被饿死在保温箱里。一只小手抓住我的手指,哭得哑口无言。我只想有人来救救我的孩子。从此,我的研究不仅仅是对未知的有趣探索,也是解决问题。

我们和伯克利实验室是最早发现 TSC 参与调控生长的,但整个(信号转导通路)都是我们实验室首先研究的。借助于此,我们找到了抑制致病通路的方法,从而可以制造出潜在的治疗药物。正是这种帮助亲人缓解痛苦的追求,使得我们实验室的工作不仅仅停留在理解生长调控的生物现象,还进一步解决它。

目前我们发现的上述通路已被证实在动物和人类中具有高度保守性,除罕见病外,超过70%的人类癌症存在该通路突变,因此对于理解罕见病和癌症的机制、药物研发具有重要意义。

这也是罕见病研究有助于我们了解常见病的机制,进而研发药物的一个例子。这也是我们现在非常重视罕见病相关研究的原因。罕见病领域的许多发现对于常见病的研究,甚至对于我们理解生物学都有很大的启发作用。

从罕见疾病到快速基因测序仪,

科技加金融太强大了

当我们的研究成果出来之后,他的家人非常重视,开始希望捐献3000万美元给耶鲁大学,用于研究儿童罕见病的诊疗。就像我之前说的,我和我的家人觉得,遇到罕见病就像是缘分,不得不这么做。

但当时我们(耶鲁)医学院的院长想把这笔钱投资建一栋大楼,我家里人不同意这个安排,我也觉得我们确实需要为罕见病儿童的诊疗做点什么。

后来我们用这笔钱在自己居住的小镇找了一间海边的房子,成立了罕见病诊疗研究所,在这个房子里开始做罕见病诊疗的转化研究。开发诊断仪器和药物需要很多钱,产业化成功才能真正开发出仪器和药物。所以研究所/转化器孵化了10家公司和多个世界首创的诊断仪器和药物。

说起454测序仪,我想先说几句Alpha Fold,它很强大,这个工具出现之后,生物学家基本不用再研究简单的蛋白质结构了,Alpha Fold带来的改变,和454测序仪诞生时有些相似。

454刚出来的时候详细说明澳门一肖一码一必中一肖....,西湖大学副校长许田:从象牙塔到科技加金融的跨越之路,所有做测序的生物学家都很焦虑,因为测序已经变得太容易了,如果一个科学家只懂得做测序,就没法做后续的科学研究了。但这并不意味着遗传学家就无事可做了。相反,这个机器的出现,给了遗传学家更广阔的做事空间,因为测序工作已经自动化了,大量的基因序列可以让遗传学家发现遗传学的奥秘。Alpha Fold之于结构生物学,同样如此。结构生物学现在研究的是结构和功能的关系,这背后有很多生物学的东西,并不是简单测一个结构就能完成的。所以如果说现在有了Alpha Fold3,结构生物学就不行了,这说不通。另一方面,得到结构也更容易了,让结构生物学家可以做更高级的工作,有更重要的事情去做。

回到研究所,这个研究所是一个非盈利组织,免税,从捐赠的3000万美元开始,主要做研究和转化工作。但是一些新技术开发出来,商业化之后,我们会成立一个公司,公司可以盈利,公司利润的一部分会注入基金会,美国联邦政府和州政府也会提供一些支持。

在研究所,我们第一个项目就是关于非典的。研究所成立没多久,2003年初非典就爆发了。当时我跟他商量,我们应该做点什么(应对这种传染病),他也同意了。后来我们找各个领域的科学家集思广益。其中有一位计算机专家提到,可以把个人电脑连上网络,大家剩余的计算能力可以用来设计药物,我们就这么做了。这其实是世界上最早的云计算案例之一。当时因为疫情很紧急,我们想为中国、为世界做点什么,所以我们没有申请专利,也没有成立公司。解决问题、影响社会、帮助亲人,一直是我们的理念。

454测序仪于2005年上市,它一出现,测序成本就开始百万倍下降。当时的主要思路是通过小型化、高通量来降低成本,利用微孔技术将测序“机械化”,每个微孔所做的工作相当于一个人“跑胶”的工作。这样,从人工成本到材料成本(化学试剂)都降低了,速度也提高了。

在454之前,测序的商业价值并不明显,直到454的出现,才真正启动了价值数千亿美元的测序产业。后来罗氏以1.55亿美元收购了454,但这是一次敌意收购,当时的估值应该是5亿美元。收购之后,罗氏把核心研发人员全部赶走,认为他们已经不需要了,但他们错了,所以他们的产品后来无法升级。这才导致了3年后测序仪的问世,迅速占领了市场。

454之后,该研究所做出了世界上第一台芯片测序仪(Ion)。现在全球60%的临床测序都是由Ion完成的。后来,Ion以24亿美元的价格被卖给了美国生物技术公司。

研究所/转化器所设立的这些公司都是首次将基础研究的成果转化为商业产品,因此研究所是一个转化器而不是简单的孵化器。

我们后来做了很多事情。2012年我看到一个新闻报道,吴恩达教授的谷歌大脑项目,里面AI学会了什么是猫。我当时被人工智能震惊了,虽然我没有计算机基础,但是我决定自己学AI。我们在实验室、研究院做了很多人工智能和生物医学相结合的项目。它是世界上第一台智能便携式超声机,它不仅用芯片来产生和接收超声,还可以用AI来判断超声图像,它是世界上第一个获批的人工智能生物医学产品。它是世界上第一台移动式核磁共振机,它用人工智能来区分信号和噪音,这样核磁信号就不需要那么强了,这样就把整个核磁共振机的体积缩小了。

对于罕见疾病,

我们还能做什么?

我联合创办的AI公司旨在治疗罕见病,在这家公司我们首次开始利用人工智能来预测哪些药物可以治疗相应的疾病。

因为罕见病药物患者少,市场小,所以我们必须要想一些创新的办法降低成本,才能推动相关的研发。过去药物研发,从设计分子、细胞实验到动物实验,再到临床I、II、III期,花费非常大,平均研发一个药物要花十年时间,太长了。

如果能引入人工智能来预测哪些药物可能能够治疗罕见病,并帮助开发药物,那么我们就可以大大降低成本,情况也会大不相同。原理是,如果有一种药物,可以把基因表达的方向改变到与某种疾病的基因表达相反的方向,那么这种药物可能就能治愈这种疾病,因为它相当于纠正了这种疾病引起的问题。

但是,仅仅使用生物统计学来预测和找到这样的药物是不够的,因为基因表达太复杂了,而人工智能是解决复杂数据的最佳方法。我们开始使用神经卷积网络来计算,但没有奏效。后来我们开发了一个多维全连接网络,用很多人的基因表达数据来训练这个工具。这样我们就可以预测药物的效果。然后我们寻找一些其他公司开发失败的药物分子。一般都是通过了第一、二期临床试验,无毒,但在第三期临床试验中无效而被放弃的分子。我们用我们的人工智能方法来分析和找到那些可能有用,并“推进”到正确的适应症的药物。目前看来,这种方法似乎相当有效。我们有四种药物在临床试验中,两种在临床试验的第二期,两种在临床试验的第三期,针对的是 ALS 等罕见病。去年 4 月,ALS 药物通过了第二期临床试验,现在正处于第三期临床试验。

中国面临的挑战之一是人口老龄化和医疗费用上涨,这也是全球性问题。美国GDP的20%左右花在健康领域。在西湖大学,我们正在将人工智能与低成本中医药相结合,将前沿科技与中华民族几千年与疾病作斗争的智慧相结合,推动中医药现代化,为罕见病、常见病的治疗开辟新道路。

我多年在学术界和工业界的经历给我的很大启发之一就是,科研和金融的力量非常强大,真的可以改变世界。如今罕见病药物研发最大的痛点就是成本,而人工智能的出现给了我们一线希望,降低了成本,让更多患者受益。