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让质谱技术服务于民生——访华大基因质谱首席技术官王融

仪器信息网 2018/05/02 10:13:49 点击 4321 次
[导读] 王融教授曾任美国华人质谱学会主席,他2016年底正式回国担任华大基因质谱首席技术官。仪器信息网编辑对王融教授进行了专程采访,采访中他向我们讲述了自己的质谱研究经历并多次提到了“民生”这个关键词。

  仪器信息网讯 王融教授的质谱生涯开始于北京大学医学部,之后在美国从事相关研究。曾任美国华人质谱学会主席的他在2016年12月正式回国,担任华大基因质谱首席技术官。仪器信息网编辑对王融教授进行了专程采访,采访中他向我们讲述了自己的质谱研究经历并多次提到了“民生”这个关键词。那么,王融教授为什么会选择回国?质谱与民生又有什么关系?王融教授就此进行了详细讲解。

华大基因质谱首席技术官 王融

  专注质谱研究:兴趣是第一老师

  1982年,王融教授毕业于北京医学院(现北京大学医学部,简称北医),毕业后留校从事科研工作,由此开启了他的质谱生涯。当时学校中心实验室配置了质谱、核磁共振波谱仪、紫外分光光度计、红外分光光度计等分析仪器。他说:“因为从小就对物理感兴趣,当时毕业后我就负责质谱方面的工作。当年中心实验室的质谱是双聚焦磁质谱,离子源为快原子轰击源,这些源让我们可以做一些简单的生物样品。当时,我们对人工合成心房肽等的多肽的质谱裂解行为以及多肽命名进行了相关研究。留校期间,教育部组织了留校年轻教师培训班,当时陈洪渊院士为我们班主任,另外我们还接受了陈耀祖院士、王光辉教授的指导。”

  由于个人兴趣与实际工作需要,后来他决定出国进修,就联系了时任ASMS主席的Catherine C. Fenselau教授。Fenselau教授当时在约翰霍普金斯大学医学院用质谱做药物研究非常有名。很幸运,1986年他就过去了。接着就在医学院Robert J. Cotter教授指导下做博士研究,当时做生物大分子阴离子的质谱分析研究,主要是多糖和蛋白磷酸化的分析方法研究。毕业后他到了 Brian T. Chait 教授在纽约的洛克菲勒大学的实验室,用质谱结合Edman降解测序方法进行了蛋白质序列测定的研究,相关研究成果发表在Science杂志。

  后来,王融教授的研究方向转成质谱蛋白质分析,集中精力做阿尔兹海默病(AD)研究。主要问题就是样品前处理和检测灵敏度,包括如何从复杂的生化样品中用简单方法纯化目的蛋白。开始是采用色谱柱分离,后来受同事启发,利用生物亲和性方法,利用抗体的选择性进行纯化分析。直接对体液或者培养基的样品进行质谱分析还是很有难度的,样品中的盐、复杂化合物都需要去处理,所以选择了用亲和力的方法把样品纯化和MALDI-TOF直接连接了起来。MALDI不易用于定量,提高其定性定量灵敏度和稳定性是一个很大的挑战。

  王融教授认为质谱技术最大的优势是复杂化合物的分析,但是分析思路需要放开,在以蛋白质分析为核心的同时进行其他化合物的分析,如脂质、多糖等,从而得到更全面有用的信息。之前他在美国做过颈状动脉斑块的研究,合作研究发现斑块里不只是多肽、蛋白质,还有脂质和胆固醇等。结合AD形成的新假设,王融教授认为对于复杂化合物的分析,需要对它们做全面分析,质谱是一个手段,是一个工具,实验需要根据目的进行准确设计。

  为什么要选择回国?

  “随着蛋白质组学研究的兴起,我与北医、香港的合作交流也更加深入。有一次回国,朋友问我是否对工业化蛋白质组学感兴趣。我当即就表示非常对感兴趣。这个要进行大规模蛋白质组学研究的单位就是华大基因。当时他们正在进行人类基因组学的1%项目。2001年初夏我第一次到华大基因,第一次见到汪建老师,我就被他深深的感动和吸引了。同年8月,我接受了华大基因的客座教授邀请,之后一直保持着密切联系。”

  “多年在国外没有回国是因为要思考回来之后要做什么,我准备做一些不一样的事情。没有计划好回来要做的事情,回来也没有意义。汪健老师希望我回来,他清楚要把生命科学和人类的终极目标联系在一起,必须要把它们系统地连在一起。之后,我们又很仔细地聊了以后的发展方向,应该怎么去做。严肃考虑后,我决定回国。”王融教授说,接着他讲了具体原因。

  最吸引回国的有三点,很重要的是在国内可以将科研和应用更快地结合,有很多事情可以去做,尤其是民生方面。王融教授讲他很关注国内的民生项目,什么是民生项目?它可以是政府为老百姓做的事情,也可以是科研单位以科研转化成果为老百姓服务。第一,很多国内可以做的工作是雪中送炭,而不是锦上添花。比如,民生方面,国内包虫病为什么还发生?这和当地人生活习惯、生活水平相关,与缺少简易,快速,灵敏的早期诊断技术有关。西藏的包虫病,实际就是人犬、人牲畜共生情况造成的,这种情况下,需要把国外经验运用到当地老百姓中去。第二,在国内从事组学方面的研究也有非常大的优势。得益于庞大的人口基数,收集样本、临床组织在国内比较容易。这不是说国内降低了标准,或者说不经过患者知情,而是在完全按照国际标准的要求下,国内也要容易得多。第三,华大基因是一个非常特殊的群体,华大做的很多事情都是从国家角度考虑的。华大做的许多事情都是从每一个员工做起,从自我做起。比如华大员工健康计划就是这样的,都是先把自己做好,对自己负好责任,再把它做成一个服务的项目,再推向社会。对自己的高标准、严格要求是一个好的团队、好的组织应有的素质。这也是他选择华大基因的一个因素。

华大基因质谱平台实验室

  华大基因质谱平台定位

  回国后,王融教授直接到了华大基因质谱平台,没有去国内其他一些质谱研究开发平台。他认为华大基因是一个很有社会担当的组织。比如华大基因现在做的一件事情是把测序仪做得更便宜,使测序成本更低,从而可以使更多人受益。华大基因质谱平台开展项目包括新生儿遗传代谢病筛查、代谢营养检测、耳聋基因筛查等。在新生儿筛查方面,国内一般情况是检测两项,即苯丙酮尿症和先天性甲状腺疾病筛查,而华大基因的新筛有40+项,这方面还在发展。目前,国内多数遗传代谢病的筛查并没有作为国家要求,更多项目也需要逐步展开。耳聋基因筛查非常重要。“千手观音”舞蹈表演者中80%多都是因为用药不慎造成的耳聋,这些本来都是可以避免的。在这方面,华大基因直接与多个省市政府签订了耳聋基因筛查服务合同。这些措施可以避免当地孩子因用药不慎而造成耳聋,从而给当地百姓带来实惠。营养代谢方面也有很多事情可做,比如激素紊乱疾病、同型半胱氨酸相关心脑血管疾病等,华大质谱平台可以与临床医生合作,从而更好地服务于医疗。怎么跟医院进行合作,怎么样进一步开展研究,质谱平台可以做的项目非常多。

药物性耳聋基因筛查项目

  质谱平台的长远规划会根据机构发展战略制定,短期讲就是新生儿筛查、耳聋基因筛查、营养代谢检测等。现在质谱平台的工作以蛋白质组学研究居多,科研转化与日常生产都在正常进行。对于华大基因质谱平台的总体定位,王融教授讲质谱平台会与基因测序平台做一个相协同的平台,一起提供一个更完善全面的医疗科技服务。与基因检测平台协同共进,这也是华大质谱平台不同于其他质谱平台的地方。

  科学研究助力民生项目开展

  华大基因有专门的科研组织架构,具有很强的科研能力。科学研究会产生大量的数据,民生项目需要利用好这些数据。新的民生项目或者疾病诊断技术的转化都需要科研支持,民生项目与科研之间的联系是十分紧密的。现在所有转化好的科研项目,如果对广大人民健康有益,都可以看做是民生项目。之前讲过的民生项目可以是各级政府为百姓做事情,也可以是通过科研成果转化为老百姓服务。比如维生素D检测,到底它与哪些疾病有关系,这需要研究清楚。它是商业项目还是民生项目?考虑角度不同,答案就不一样。大部分机构推广时候会把它作为一个商业项目。而北京苹果基金会,从2012年开始的一个公益项目是给西藏地区的中小学生送维生素,希望他们在发育期有平衡的营养,这样的事情就成了民生项目。微量元素对健康也是有影响的,包括西藏牧民的大骨节病以及贵阳硒矿产区的硒中毒疾病等。所以有时候从哪个角度考虑很重要。

  面对这些需求,我们应该怎么去解决?王融教授认为科研可以并且应当助力民生项目的开展,科学的检测就是第一步。这是全社会的责任,是医疗卫生工作者的责任,更是质谱研究者的责任。“从事质谱研究的人没有做好,研究人员都去做组学这些高端前沿的东西,直接服务老百姓的项目谁来做?这也是我回国,到华大的一个原因。华大认为自己有社会责任,所以就一起做这个事情了。民生方面可以做的事情非常多,但是怎么样更有效的把这些事情一件件做好,把自己这么多年的研究经验和组织经验发挥出来,这是一个问题。我相信一步步做,今后五年、十年、十五年逐渐就能做好的。我觉得北医人有一种强烈的社会责任感,这与华大人的使命感是一致的。我希望在华大基因的大平台上能为百姓做些实实在在的事,实现‘基因科技造福人类’的大目标。”

采访合影

  华大基因质谱平台

  质谱平台配置ultrafleXtreme MALDI-TOF/TOF、G2-XS QTOF、Q Exactive、Q Exactive HF、LTQ-Orbitrap Velos、Triple TOP 5600、QTRAP 5500等质谱仪器,拥有蛋白质组学和代谢组学领域强大的分析工具,如基于液相色谱的无胶分离系统,基于高灵敏度、高分辨率、高精密度质谱的蛋白质和代谢物鉴定定量系统,以及各种强大的生物信息分析软件,可以对人类、动植物、微生物等生命科学领域的各类样本进行大规模的蛋白质和代谢组学研究。

[来源:仪器信息网]
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