21世紀是生物的世紀,也是人工智慧飛速發展的世紀。那麼當生命科學和人工智慧相互融合、碰撞,又會產生什麼樣的火花呢?
編者按
21世紀是生物的世紀,也是人工智慧飛速發展的世紀。那麼當生命科學和人工智慧相互融合、碰撞,又會產生什麼樣的火花呢?作為賽業生物科技公司的董事長,同時兼任清華珠三角研究院人工智慧創新中心主任,韓藍青先生就是這樣一位有著信息科技血液的生命科學行業從業者。在韓總的構想中,人工智慧可以為包括生命科學行業在內的各行各業,帶來巨大的變革,而賽業生物正在這變革的洪流中不斷前進。
韓藍青簡介
賽業生物科技董事長
清華珠三角研究院人工智慧創新中心主任
國家**計劃專家
韓藍青,曾獲得清華大學工程學士、加拿大麥吉爾大學工程碩士和加拿大女王大學工商管理碩士,並曾於麻省理工學院研修。他曾於三洋電器和阿爾卡特等公司任職,作為工程師主導了點陣顯示系統、信號數據採集系統、工業控制器等項目的研發,獲得廣泛應用。另外,他還參與了數家公司的創立。在阿爾卡特任職期間,他作為設計師和產品經理負責多個項目的開發,其中包括當時世界上容量最大、速度最快的Internet骨幹網交換機的開發。2006年回國創立了賽業生物科技並任董事長至今。2017年受聘於清華珠三角研究院任人工智慧創新中心主任。
Q1. 能否介紹一下賽業生物是一間什麼樣的公司?主要的業務是什麼?
賽業生物是一家生物科研服務外包公司,我們為生命科學、臨床研究和藥物研發提供定製化的科研服務,其中最主要的是提供小鼠和大鼠的基因改造服務。根據谷歌學術統計,科研機構應用我們的產品或服務已經發表了超過2500篇的SCI科學論文;製藥業也在大量應用我們的老鼠模型開發藥物。我們的口號是:We help you discover life!
Q2. 改造小老鼠的基因?會搞出怪物嗎?
老鼠跟人一樣,有近3萬條基因,我們做的大多數項目只是修改其中一條基因,同時修改多條基因是一件很難的事情。不管怎麼修改,絕大多數情況下經過基因改造的老鼠看起來還是一般的老鼠,由於基因改造產生的表型變化一般很難用肉眼看出來,要通過一系列生物學實驗才能看到。當然也有例外,比如我們曾經編輯過一條跟指頭髮育有關的基因,小鼠四肢的指頭數量都幾乎加倍了。
Q3. 聽說還可以把人的基因植入老鼠,那樣會生出智慧老鼠嗎?
你說的叫人源化老鼠,我們做得最多的人源化老鼠是把一條老鼠的基因用同源的人的基因替換掉。同源的意思是同一個祖先,我們和老鼠有一個共同遠古祖先,我們兩個物種是大約9000萬年前分開的,那時候地球上還有恐龍,分開以後的基因各自走上了自己的進化道路,而今天人和老鼠99%的基因是可以追溯到那個共同遠古祖先的。把一條甚至多條老鼠的基因換成同源的人類基因不會產生人類的智慧,但會表達人的蛋白,甚至人的抗體。
Q4. 為什麼要對老鼠的基因進行改造?如何改造?
2000年以後人,小鼠和大鼠的基因組被分別解讀完成,人和老鼠基因的高度同源性給小鼠和大鼠這兩個傳統的實驗動物,尤其是小鼠這種最常用的實驗動物賦予了更重要的使命,就是人類基因研究的替代物。我們的客戶來自全球各大生命科學研究機構、醫療機構和藥企,他們基於各種不同的科研目的要求我們對小鼠的基因進行改造,通過基因的增減,也就是敲入/敲除來推斷基因的功能、研究基因在個體發育中的作用,通過把作為基因靶點的小鼠基因換成人的同源基因來研究靶向藥物,讓小鼠表達人類蛋白或抗體來開發治療手段和藥物等等。可以說現在基於小鼠的基因研究已經成為生命科學和藥物研發的標配,目前用的最主要的技術一個是傳統的小鼠ES打靶,另一個是新興的CRISPR基因編輯。
Q5. 你說的ES打靶和CRISPR基因編輯這兩種技術是如何比較的呢?
ES打靶存在了三、四十年了,發明人也得了諾貝爾獎,它的優點是精確無脫靶,可以進行各種複雜的基因改造,是行業金標準;缺點是低效、耗時、費力、成本高昂,且只適用於小鼠。CRISPR基因編輯是這幾年新興的技術,它的優點是高效、快捷、簡便、成本便宜,且可用於不同物種,缺點是不適用於複雜的基因改造項目,並且始終有不可預測和不可控的脫靶風險,正是這種脫靶風險讓CRISPR技術飽受詬病。賽業生物在CRISPR和ES打靶兩項技術上都有獨特的優勢,我們的CRISPR-Pro大大提高了CRISPR的基因編輯效率,並且有效降低了脫靶風險,我們正在用這項技術建立小鼠基因敲除資源庫,目前在市場上很受歡迎。
更重要的是,我們通過多年潛心研究推出了ES打靶的革命性升級版TurboKnockout,在小鼠基因改造方面幾乎克服了ES打靶的所有缺點,打靶效率提高了數倍,周期從一年縮短到半年並幾乎與CRISPR持平,省掉了一部分繁瑣的步驟,成本也拉低到跟CRISPR相當的水平,我們的努力讓這項傳統技術重新煥發了青春,讓那些宣稱ES打靶已經被淘汰了的人徹底閉嘴了。
Q6. 那客戶應該怎麼在這兩種技術中做選擇呢?
在小鼠上我們首推TurboKnockout,因為ES打靶技術仍然是金標準,CRISPR能做的這個技術都能做,但這個技術能做的CRISPR不一定能做。當然ES打靶只能做小鼠,大鼠還是需要用CRISPR。我們兩種技術都能做得很好,但選擇權是客戶的,不管客戶如何選擇我們都會努力交付滿意的結果。
CRISPR的脫靶問題是始終無法完全避免的,但有各種方法去降低脫靶的風險,我們也在脫靶預測和防範方面做了大量工作,我們的全基因組脫靶風險運算就是在天河二號超算上完成的。對於多數科學研究來講脫靶風險還是可以承受的,但如果你做非常嚴謹的科學研究,往往還是要回答脫靶的問題。現在已經發生多例用CRISPR技術構建基因編輯小鼠投稿學術期刊後不被接收的案例,原因是期刊評委質疑基因改造小鼠的表現型是否緣於脫靶,但如果要驗證脫靶需要耗費比基因改造本身更長的時間和更大的成本,結果往往是文章從頂級期刊掉到平庸期刊。
另外CRISPR的智慧財產權非常複雜,我們向一個最主要的發明人購買了使用許可,但這個技術還在法庭裡打官司,如果你要給幾個權利主張人同時付費,價格是非常高昂的,而且仍然擺脫不了風險,因此藥企找我們做項目一般都是選擇TurboKnockout,因為ES打靶已經基本沒有智慧財產權問題了,而且我們完全擁有我們技術革新的智慧財產權。這個問題需要高度重視,我碰到的一個國內教授,正準備把一種研究了10年的非常有希望的候選藥物的權益高價賣給一家西方大藥廠,結果在評估的時候發現他用的一種小鼠沒有得到授權,結果交易在最後一刻終止了。
Q7. 聽說你創業之前的背景是IT,跳到生物行業跨度也太大了吧?
我創立賽業生物之前做了十幾年的IT工程師,進入生物行業跨界沒有想像的那麼大。我經常跟公司員工講,其實賽業是一家信息公司。電腦的語言是「0 1 0 1」,基因的語言是「ATCG」,生物是一個高度數位化的體系,從DNA到RNA到蛋白質的生物學中心法則本身就是信息的處理、轉換和傳遞的過程。與電腦不同的是生物是有突變的,突變是生物進化的源動力,正因如此,電腦是確定的、可重複的,而生物是不精確的、難以重複的,這是進入生物領域的IT工程師需要去適應的。我們操縱電腦可以獲得可預期的確定結果,但電腦不會自我進化,不能離開人類的編程;生物充滿了不確定性,但生物可以自我修正和進化,可以自成體系地存在。我們做生物學實驗的時候經常因生物的不確定性而備受折磨,但這正是生物的優美之處,我們學會適應它,把生物體看成是一種有滲漏的數位化體系,我們就可以結合概率統計,仍然用工程學的方法論來處理生物學問題。
Q8. 這個有點哲學