原標題:上海女科學家曾凡一的「跨界」人生
如何加速推動長三角原創尖端科技成果產業化?如何進一步完善罕見病醫療救助機制?在今年上海「兩會」上,市政協委員、上海交通大學醫學遺傳研究所所長曾凡一提交了兩份提案。
「轉基因動物製藥產業化的推進不僅是研發幾個藥物的問題,而是關係到我國製藥行業創新和整體的發展。其他領域應該也有類似的原創成果。由此,提出以下建議……」
「改善罕見病患者醫療救治途徑,是亟待解決的問題。罕見病患者目前面臨三方面困境……」
這兩份提案體現了曾凡一對自己的身份定位——醫務科研工作者:在帶領團隊探索前沿科技的同時,熱切關心廣大患者的疾苦。
這位女科學家還有一個身份:能作曲、會彈琴的女中音歌唱家。她多次舉辦個人演唱會,出過唱片,創作了《紅帆》等多首動聽的歌曲。談到科學家、歌唱家雙重身份,曾凡一說:「科學始於想像力而完成於邏輯推理,藝術則始於邏輯而完成於想像力。」因此,科學和藝術是相通的,這讓她的人生充滿了「跨界」樂趣。
2015年10月,曾凡一在上海科學會堂草坪音樂會上演唱。海沙爾攝
科學與音樂交織的人生
曾凡一的研究領域是遺傳學,而她的身上就體現了基因遺傳的奧妙。
她的父親曾溢滔是中國工程院院士、上海交通大學醫學遺傳研究所原所長。母親黃淑幀是上海交通大學附屬兒童醫院終身教授、「新中國60年上海百位突出貢獻女性」之一。父母長期並肩奮鬥,研究人類遺傳性疾病防治和分子胚胎學,取得了一系列有國際和國內影響力的成果。在他們的培養下,曾凡一讀小學時就經常身穿白大褂,在父母的單位裡做實驗。
令她難忘的是,有一次,身為「小小科學家」的她在做血紅蛋白結構分析實驗,用滴管加樣品時,不小心把樣品點歪了。曾凡一很擔心自己闖了禍,但父母並沒有批評她,反而在觀察了實驗結果後,大大誇獎了她一番。因為通過那次失誤操作的實驗,他們意外解決了一個難題。「這件事給我留下了深刻印象,讓我懂得:很多科學發現源自偶然事件,所以要成為一名優秀的科學家,必須敢於嘗試、不怕失敗,而且要善於觀察和總結,學會從蛛絲馬跡中發現真相。」
先天遺傳加上後天培養,不但讓曾凡一成為了科學家,還成長為一名極具天賦的次女中音歌手。她的父母都很有藝術天賦:曾溢滔喜歡畫油畫、攝影、聽交響樂;黃淑幀則喜歡彈鋼琴、拉手風琴,還在上海演唱大賽中獲過獎。在母親的培養下,曾凡一4歲就開始學習彈鋼琴,並表現出識別「絕對音高」的天賦。她還秉承了母親的歌唱天賦,擁有寬厚醇美的嗓音,受過譚若冰、廖一鳴、吳國鈞等知名聲樂教授的指導。1984年,她在母親鼓勵下參加了上海首屆外國流行歌曲大賽,獲得獨唱第一名。在美國留學期間,她一邊學習生物學專業,一邊修完了音樂專業的全部主課程。
曾凡一在第34屆解放健康講壇上發言。張馳攝
在賓夕法尼亞大學攻讀醫學和理學雙博士學位時,曾凡一為了她酷愛的音樂,還休學過兩年,回國做了「北漂」音樂人。過了把「音樂癮」後,她回到學校繼續完成博士學業,從此走上了科研道路。因為在她心目中,科學始終是第一位的。
「小小」一步實現重大突破
「微風裡吹動著無盡的惆悵,波浪裡揮揮手異鄉的海岸。我心中燃燒著一葉紅帆,那是遊子的心點燃的思念……」曾凡一作曲的這首《紅帆》,唱出了她對祖國的眷戀。在美國長青藤名校獲得雙博士學位後,她回到了上海,進入上海交通大學成為最年輕的博導,從事遺傳和發育生物學研究。
2009年7月,一項重大成果在國際知名科學期刊《自然》上發表——上海交通大學醫學院曾凡一研究員領導的課題組和中科院動物研究所周琪研究員的團隊合作,利用iPS細胞(誘導多能幹細胞)先後育出27隻小鼠,從而在世界上首次證明:iPS細胞具有與胚胎幹細胞相似的全能性,能發育成一個完整的生命體。
據介紹,被喻為「全能選手」的胚胎幹細胞一直是人類修補器官的希望所在,但在來源和倫理上面臨巨大挑戰。曾凡一、周琪等人將黑色小鼠的皮膚細胞「逆轉」為iPS細胞,自主構建了37株iPS細胞系;隨後將其中6株的iPS細胞分別注入1500多枚四倍體囊胚,進而植入一群代孕白鼠的子宮;21天後,黑鼠「小小」誕生了;此後,26隻黑鼠相繼出生。
用iPS細胞孕育出的小鼠「小小」新華社發(周琪攝)
「這只是在幹細胞領域邁出的小小一步。」曾凡一說。然而就是這「小小」一步,在國際科學界引起巨大反響,被美國《時代》周刊評為2009年「世界醫學十大突破」之一,併入選了我國兩院院士評選的2009年「中國十大科技進展」。
「牛奶藥物」入市前景可期
如今,曾凡一正在帶領團隊開展「轉基因動物乳腺生物反應器」的產業化研究。這是她父母科研生涯的一個結晶。他們把接力棒交到了女兒手上,希望這種新型製藥模式早日實現產業化。
「轉基因動物乳腺生物反應器」是我國科學家的原創成果。上世紀80年代,中國科學院院士、中科院上海生物化學與細胞生物學研究所研究員施履吉在國際上首先提出這一概念,即以基因工程技術為核心,把動物體作為「車間」,使珍貴的藥物蛋白有序地在動物乳腺裡表達,並分泌到乳汁中。20多年來,曾溢滔和黃淑幀為把這一概念變成現實嘔心瀝血。1998年2月,帶有人凝血因子IX基因整合的轉基因羊在曾溢滔團隊的「動物藥廠」誕生。1999年2月,能在乳汁中分泌人白蛋白的轉基因牛「滔滔」誕生,在科技界引發轟動。
未來,轉基因動物分泌的乳汁有望成為提煉藥物的原料。以血友病B為例,患者血中缺乏的凝血因子IX目前是從人血漿中提取,血源緊缺、價格高昂。如果將轉基因牛奶作為生產人凝血因子IX的原料,將從根本上解決血友病B患者的藥物供應難題。
今年上海「兩會」上,曾凡一委員在提案中寫道:「這種新型製藥方式被認為最具有高額利潤,最具有前瞻性和戰略意義,也被國際上稱為是一場生物製藥的革命,預計未來80%的生物藥都可以用這種高端製藥模式來生產。但是由於種種原因,國內在這方面的研究和產業化落後了。」從這個問題出發,她就如何推動長三角原創尖端科技成果產業化問題,提出了一系列建議。她還建議政府在關鍵的轉化起始階段,以財政資金為主導或引導科創基金投入,同時吸收民營資本加入,支持原創成果轉化。
這位從父母手中「接棒」的女科學家,已帶領團隊開發出一整套從牛乳中分離純化人凝血因子IX藥物蛋白的工藝和技術體系,進入了新藥臨床前研究的最後衝刺階段。在上海建設具有全球影響力的科技創新中心進程中,曾凡一對「牛奶藥物」的產業化前景充滿了信心。