專訪美國四大研究院院士錢煦教授:天空不是極限

2021-01-21 健康界

編者按:錢煦教授是華人學術界的一名傳奇。年近86歲的他集全美四大研究院(美國科學院,美國工程院,美國醫學院,美國文理科學院)院士於一身,在美國歷史上鳳毛麟角,更是首名獲此殊榮的華人。他的學術生涯將生物學、工程學和醫學完美融合,對心血管系統進行了詳盡的研究。出於他在生理學領域的開創性貢獻,錢煦教授在2011年接受了美國前總統歐巴馬先生親自頒發的美國國家科學獎章(NationalMedalofScience)。這是美國政府向科學家和工程師頒發的最高榮譽。此外,錢煦教授也是中國科學院外籍院士。

在全球學術界,但凡認識錢煦教授的人,都將他譽為「謙衝的醫學泰鬥,和藹的學術領袖」。儘管已是80多歲高齡,錢煦教授依然勤奮工作在科研第一線。目前擔任加州大學聖地牙哥分校醫學工程研究所主任的錢煦教授在過去的十年裡發表了150餘篇學術論文,從工程學、分子生物學與表觀遺傳學等多個角度孜孜不倦地探尋人體循環系統的奧秘。

記者:錢老,您是美國四院院士,至今已經發表了500多篇論文。我們注意到,您科研生涯早期以生理學和工程學領域為主,後期則更多涉及分子生物學和表觀遺傳學等新興的領域,這樣的「跨界」研究在學術圈非常罕見,您能與我們的讀者分享下背後的故事嗎?

錢煦教授:我做了那麼多年的研究,研究方法一直在變,現在回顧起來的確是非常有趣。我剛來美國的時候學習的是生理學。當時我對兩個方向特別感興趣,一個是心,一個是腦。我覺得這兩個是最重要的,心臟跟腦神經,任何一個壞了,人就完了。但讀博士不能兩個課題都做。所以我就選了一個交叉的課題,主要研究人「失血」的時候,交感神經對人體的調控。那個時代,一般人是將血液當作一個整體來研究,但我們知道血液是一個懸液,這裡面有很多血球在血漿內,所以我就進到血球層面,研究它的性能和對血液流動的影響。這個階段的研究以生理學和工程學為主。

1953年,Watson和Crick首先發現了DNA雙螺旋的結構,徹底改變了整個生物學,甚至是醫學。我們知道血球的膜裡面有很多分子的構造,所以我就進到了分子生物學,做了這方面的研究。這個過程中,我們意識到,無論是對健康,還是對疾病,基因的表達和調控非常重要。像動脈硬化,為什麼會有動脈硬化?這不只是和基因有關,還和基因的表觀調控有很大的影響。很多時候,基因的表達調控不受DNA序列的影響,而它與核蛋白之間結合的情形,它所受到的化學物理的影響,會決定它是不是容易轉錄,能轉錄到什麼程度。正常的時候,它要對環境有合適的反應;不正常的時候,它就導致不好的變化。這就又進到了表觀遺傳學。我們前不久寫了一篇關於表觀遺傳學的綜述,回顧了一下整個領域,最近剛剛發表。我也和兩個同事一塊,向NIH申請了一個項目,研究表觀遺傳學對血管內皮細胞的影響。我想這代表了我們現在最新的研究方向。

「跨界「是好幾個領域的交叉,很複雜,但實際上一脈相承。我們一直沒有忘記做研究的大前提,就是治療疾病,對人類健康有幫助。但我們的研究方法一直在變,做得越來越細,可是最後又要把這些結果綜合到整體。想做好研究,一個是廣闊,一個是精深,兩個都要。

80多歲高齡的錢煦教授依舊勤奮工作在科研第一線(圖片來源:UCSD)

記者:您在跨界研究的過程中,相信一定是困難重重吧。

錢煦教授:跨領域的事比較少有人幫你指明方向,困難肯定是有的。我做博士論文的時候發現失血不但受交感神經或是內分泌的調控,它背後還受血液的流動,血球流變等物理現象的影響,這就要求用數學的方法去研究。在那個年代,幾乎沒有人用數學研究生理學,所以我就得自己去學習。當時哥倫比亞大學生理系沒有這方面的課程,我就到紐約市立大學上夜校,念了很多工程學方面的課。後來我就把數學和工程引進到生理學裡,用數學和工程幫助我做血液流變學,研究生物物理方面的現象。這些課程對我幫助很大,也讓我不到三年就獲得了博士學位。

我開始做生理學學生的時候,DNA雙螺旋的結構發表了,給我的震撼很大。當時我就覺得這是將來生理學的尖端、前沿。發展一定是要靠這個新領域,所以我自己要學,要真的能懂分子生物學。在哥倫比亞大學做教授的時候,我特地招了有分子生物學背景的學生來我這裡做研究,在實驗室裡引入分子生物學的研究。實驗室每個禮拜聚會討論的時候,我就拿BruceAlberts(註:前美國科學院院長,《科學》雜誌前主編)他們幾個人編的《細胞分子生物學》,每個人輪流來念,大家一起來重新接受教育。現在想起來,這實在是我人生一個非常重要的轉折點。

記者:您能有這樣開創性的洞見,在那個時代非常不容易!更重要的是,您在1980年代將分子生物學的方法推廣到了整個生理學領域,現在大家都尊崇您從根本上改變了生理學的研究面貌。

錢煦教授:不敢當。那個時候我正好被選上了美國生理學會(AmericanPhysiologicalSociety)的理事會成員,我就想把分子生物學這個新領域引進到其他生理學實驗室,拓展生理學領域。1980年代,研究生物化學,細胞生物學的研究人員都在用分子生物學的方法了,但我們學生理的人都還不太知道那個新方向。我就說生理學如果要跟上時代的話,一定要用分子生物學的方法解決生理學問題,用整合性的方法從基因分子到全身來從事研究。要不然,只看器官和細胞,不知道分子層面怎麼變化,是不夠的。

我在做美國生理學學會理事的時候辦了個研討會。研討會上,我做了一個四十五分鐘的引言,給每位與會者對分子生物學的一個基本了解。因為先前我聽分子生物學會,細胞生物學會這方面的講座,發現他們一下子就講到很深,我聽不懂。所以我覺得先要給每一個人基本的概念。我剛從這條路出來,知道大家懂什麼,不懂什麼,這樣他們就能跟上其他專家後續的講演,知道怎麼用分子生物學來做研究。第二年,我又請了幾位心血管分子生物學的專家來,做了一個專門對循環系統的研討會,這還是生理學領域的第一次。

那時候,一般生理學家對WesternBlot,NorthernBlot這些簡單基本的方法,都沒有概念。所以我也請了廠商,來設了幾個實驗臺,讓大家親自動手做實驗。我和廠商們說,現在你們主要的客戶是做分子生物學的,都沒有做生理學的,將來這裡的潛力非常好。廠商聽我說的有道理,就都來了。後來很多人就學了這個技術,帶回了自己的實驗室。很多年以後,不少位做得好,已經非常成名的學者和我說,從事這方面工作的原因就是我當初辦的研討會。我聽了以後真是感覺到非常欣慰。自己做的事能讓別人能夠益智,這是最欣慰的事。

記者:您做了那麼多年的研究,最大的收穫是什麼?

錢煦教授:我發覺合作很重要。在哥倫比亞大學的時候,我和一工學院的教授合作了很多年。我跟他學工程,他跟我學生物醫學,我們兩個是搭檔。那時候大家不是學生物,就是學工程,生物醫學工程很少能一個人做好。我們兩個配合在一起,研究就做得很好。我也碰到好幾個別的合作者,這都是很幸運。像北京大學、清華大學、上海交大、重慶大學的學者,我也都和他們有合作。

像我剛才說的,我們現在在用系統生物學的方法來做研究,要用到很多計算方法來分析基因集的變化。從分子到基因,各個層面的變化,各種各樣的生理現象,要把它綜合起來,就要用到大數據分析。像我們的實驗室對這方面不是那麼專長,所以我就和系裡兩個同事一起,三個實驗室合起來做。我們常常聚在一起來討論。現在做研究越來越需要綜合大家的技術和智慧。一個實驗室的能力是有限的,大家配合起來,可以達到很好的境界。

記者:天道酬勤。您的一生是不斷跨界,不斷學習提高,不斷追求卓越的一生,您獲得的美國國家科學獎章實至名歸。您能和我們的讀者說說獲獎的故事嗎?

錢煦教授:2011年9月,我接到了一個由白宮科技主管打來的電話,通知我獲獎的消息。當年一共有七名受獎人,只有我一個人和生理學或工程學有關,實在很是榮幸。美國政府對科學一直很重視,在上世紀50年代創立的這個獎項就是為了鼓勵科學創新。這個獎項由一個委員會向總統推薦候選人,並最終由當任總統決定獲獎人,親自頒獎。能夠獲得這個獎項,對任何一名科學家來說都是重大的榮譽。在接受獎章時,我向歐巴馬總統感謝他以及美國政府對於科技的大力支持。這段神奇的經驗,我永遠也不會忘記。

錢煦教授在2011年接受美國國家科學獎章(圖片來源:UCSD)

記者:再聊聊您個人吧。您在跨界的同時,肯定會遇到很多選擇。那麼在學術生涯中,您有沒有什麼遺憾呢?

錢煦教授:我覺得我很幸運,做研究到現在都沒有什麼遺憾。當然,你總得做選擇。人生都是這樣,每一樁事都是有很多可能性。我進到醫學是很偶然的,我本來是要學數學的,但因為我高二跳了一級考大學,學數學要考的解析幾何是高三的課,所以我覺得不可能跳一班進到數學,就選了醫學。

如果我在醫學院畢業後做了臨床醫師的話,那和現在也會完全不一樣。我相信我會做很好的臨床醫師,因為兩點,一個就是我能夠判斷,我對事情判斷得很快,而且能夠決定怎麼去處理。做醫生就是這樣,你要很快做準確的診斷。第二要能選擇最好的治療,要怎麼能夠把病人治好。再者、我很喜歡和人交往相處,我相信我和病人之間會有很好的關係。所以我覺得我如果做醫生也會很滿意,病人也會很喜歡我。但如果我做了臨床醫生,我後來的一生就不會一樣了。

我做研究是因為覺得它很有意義。可是研究要很久才能看到對人類有益的結果,有時雖然不很直接,但它對病人也會有幫助。我覺得研究能夠讓我用想像力,來做創新的事情。做醫生不能太創新,因為我們要用已經證明很有效,很可靠的方法來治療病人。所以,醫生不能常去嘗試新的方法。此外我對教學生很有興趣。所以這幾個因素加在起來,我就進了基礎研究。當時我們班上100個同學,只有我一個人做基礎研究,其他99個都做醫生。現在想起來也非常有意思。

記者:說到錢先生,大家都是特別尊崇,您自己也是特別謙遜。大家都覺得您做學問和做人都非常成功。我們的讀者有許多從事科學工作,您最後有什麼想和他們分享的嗎?

錢煦教授:首先我們要研究重要的問題,要在我們研究領域之內判定什麼是開創新領域、新知識的重要關鍵問題。選定之後,要制定最好的計劃,應用最好的方法,努力去做,來找到答案。我們不要怕解決困難的問題。只要這問題是重要,是在我們能力範圍之內,我們就應該迎接挑戰。這樣才能製造機會,,創新成功。我們都有自已不知道的潛力,很多事情初看似乎是做不到的,但努力盡心去做常會超越預料地成功。所以我們一定要把眼光放寬放高。英文有一句話說「Skyisthelimit」,就是說我們做事不要設限制,可以做到像天那麼高。但實際上,天空並不是一個限制。所以去年我在賓夕法尼亞州立大學工程學院的畢業典禮上對學生們演講的題目是「Skyisnotthelimit,theworldisyours」,「天空不是極限,世界是你們的」,就是用這個意思來鼓勵年輕人。

和這相關的是要克服自己的恐懼。我年輕的時候很怕羞,沒有自信。我一直到30歲,講課沒問題,兩三個人講話沒問題,但二三十個人的場合我就會緊張,不知道是怕說錯還是怎麼樣。有一次,我參加一位老教授的退休宴會,大約一半人都說話對他表示感謝,但我沒說話,晚上回到家裡好難過。其實我說得不好也沒關係,可是至少說了,至少應該表達敬意。所以我決定以後不管什麼情況我一定站起來說。只要情理上我該講,如果別人都沒講,我也會站起來。這種個人的恐懼是很奇怪的,是一種心理的狀態,所以可以用心理的方法來把它克服。我說的怎麼不好,也不會比不講更壞。不講是最糟糕的,所以就用這樣的心態克服了。

此外是要熱愛工作,追求卓越。這不是說要比別人好,而是要在自己的能力範圍內達到最好。我們要知道自己的能力範圍在什麼地方,在這個範圍內,不達到最好的境界,會覺得不滿意。能達到,就會非常高興。這樣付出的許多努力都是值得的。要做到這點,一定要知道自己的能力範圍,並且熱愛自己的工作。熱愛是任何事情的動力。你喜歡的事,是永遠不會忘記,不會丟掉的。

最後,也是很重要的一點,做學問時也不要忘記做人。學問是人在做,做出來給別人用的,都是人的關係,所以對每個人都要尊重。也許是家庭耳濡目染,我把其他人都看為跟我至少一樣,甚至看得更重,決不把別人看成低一等。不管能力多強多弱,智力多好多不好,都一視同仁,這是一個基本觀念。能力不大好的人,只要能在他的範圍內努力發揮,我一樣尊敬他的發揮。我對學生也是看他們的能力可以做到多少,依此要求他們做多少。對每個人的重視和尊重很重要。這樣的尊重要發自內心,不只是流於表面。如果心裡有不尊重的意念,不管怎麼用心思去掩蓋,都會顯露出來。從心裡尊重他人,就永遠不會產生問題。

原標題:天空不是極限:專訪華人學術傳奇,美國四院院士錢煦教授


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