今日啟明星︱用數據說話的抗疫鬥士——訪2004級星友、中科院巴斯德所郝沛研究員

中科院巴斯德研究所研究員郝沛

梅開二度的抗疫先鋒

2020年疫情暴發後，中科院上海巴斯德研究所郝沛的名字再次響起來，她領導的課題組在新冠病毒肆虐的第一時間就參與了病毒的基因組數據分析工作，提供了關鍵分析數據。包括中國科學報、央視新聞、澎湃新聞等媒體都報導了郝沛及課題組的貢獻及奉獻精神（整個春節期間郝沛及其同事都在為新冠病毒的數據分析而通宵達旦工作）。

其實這不是郝沛第一次為媒體所關注。17年前，在那場全球科學家為儘快測定SARS病毒結構並做數據分析的競爭中，趙國屏院士領導的團隊在第一時間給出令人信服的數據和分析，相關工作在《科學》（Science）、《美國國家科學院院刊》（PNAS）等權威雜誌發表。

其時，27歲的郝沛參與了生物信息學方面的數據提供、分析工作，作為作者之一，郝沛的名字出現在國際頂尖雜誌上。以這樣的出彩工作，2004年郝沛申報啟明星的答辯成績在參評者中排名第一，儘管那是郝沛第一次參加課題申請答辯。

因為啟明星的向心力，也因為被訪者爽朗的性格，相約郝沛採訪進展很順利。那天來到郝沛的工作室，20平米不到的房間，除了臨窗的寫字檯，一大半空間是小會議室的安排，室內有冰箱、咖啡機，每有客人來，特別是每周的組會，郝沛和課題組成員的討論大都會安排在這裡，主人的熱情，濃香的咖啡給每一位來者都留下美好印象。我們也是在這樣溫馨可人的氣氛裡開始了這次啟明星訪問。訪問一共進行了三個多小時，結束時郝沛說這是她第一次就自己的經歷談的那麼多。

少小多獨立，哥哥是榜樣

1975年9月，郝沛出生在陝西寶雞市。郝沛的父親是文革前的大學生。郝沛的媽媽是小學老師，工作後考入中國人民大學在職完成本科教育。郝沛有一個大自己兩歲的哥哥。哥哥考進上海交大電機系，又在美國杜克大學拿到博士學位，現任南方科技大學計算機科學系主任。哥哥一直是郝沛學習和追隨的榜樣。郝沛的記憶裡，父親在子女教育方面非常傳統且堅持，他認為學習理工科未來才有出路。

郝沛的童年可以用獨立早、讀書早與成熟早來概括。她從小學一年級就開始自己照顧自己，比如自己安排晨跑、吃飯、洗澡與學習等，郝沛記憶猶新的是小學四五年級時媽媽在北京念書，她就自己拿著飯菜票去食堂吃飯。初中一年級，父親調到江蘇常州河海大學任教，舉家遷至常州生活。郝沛很快適應了南方的生活與學習。高中時期的郝沛繼續著努力學習與全面發展的勢頭：學習成績全班數一數二，並一直擔任班長，獲得江蘇省中學三好學生榮譽以及獎學金資助等。高考前夕，郝沛獲得直升大學的機會，但她放棄了。

郝沛回憶道，她高考時，人們對於考大學是有綜合考量的，比如把大學所在地域與未來工作事業所在地聯繫起來等。她心中的「聖地」是清華，但或許是因為父親與哥哥對自己的影響，郝沛最終報考了上海交通大學。1993年，郝沛被上海交大電子工程系微電子與大規模集成電路專業錄取。大學四年，郝沛覺得學習壓力很大。一方面與她所學的專業有關，電子工程專業課程多，作業多，郝沛坦言自己學的非常累和苦。臨近本科畢業時，郝沛坦言自己當時沒有方向，參加了考研並沒有通過，但是讀研究生確實是她內心一直嚮往的目標。

軟體工程起步，進入生物信息門

在考本校研究生未果後郝沛選擇了就業。中科院上海分院網絡信息中心向她伸出了橄欖枝。彼時windows剛問世，郝沛加入中科院不久就承接了中科院信息管理系統的軟體開發任務，受命開發中科院財務軟體系統。為此郝沛那段時間（1997—1998年）去了中科院在合肥、武漢、長春的幾個研究所，也就是在那時她認識了當時武漢植物所的副所長鍾揚老師。

參加巴斯德研究所博士生畢業典禮

1999年至2000年，中科院上海生命科學研究院成立，系統生物學、生物信息學這些新興學科方向得到重視。在趙國屏院士的力推下，上海成立了生物信息中心，由當時剛從德國引進上海的李亦學教授擔綱。那段時間也是中國生物信息學發展的起步期，郝沛說她是幸運的，趕上了這一波發展的潮頭，參加了李亦學老師領頭的生物信息平臺。初試身手是2001年為韓斌老師的水稻基因組提供數據分析支撐。在那段時間還做過擬南芥、老鼠、乳酸菌、水稻到人的基因組數據分析。

經過幾年的實踐歷練，郝沛對自己從事的數據分析工作的本質意義有了更深理解：數據分析並非只是簡單地提供工具，而是要提供整個過程中對數據邏輯體系的把握。簡言之，對被測數據（如病毒）作出分析，實際上是要回答該數據說明什麼問題。做到這一點就要求數據分析者要把所有的已知知識綜合進來，包括以往對病毒的認知，知道為什麼要這麼做，突破點在哪裡等等。而要達到這樣的效果，除了需要非常廣的知識面，和課題組專家的討論也至關重要。

學會用數據說話，首次亮相頂尖雜誌

郝沛以2003年趙國屏院士做SARS病毒結構的生物進化分析為例介紹說，當時新加坡科學家圍繞SARS病毒和進化的關係先發了文章，但他們的病毒樣本是晚期患者的，早期的樣本在廣州。趙老師當時從廣州得到從早期到晚期的多個樣本，他希望能覆蓋早期到晚期的全過程，了解這個病毒是怎樣從動物跳躍到人身上的整個適應過程，而要達到這樣的效果就要有相應的邏輯體系來描述哪些突變對適應性是重要的。SARS病毒進化分析是一個理論性非常強的領域，以前沒有做過進化的郝沛領受任務後就和不同的人討論來加深理解，包括和研究過植物進化的鐘揚就有過很好的討論。最終這篇討論並闡明SARS病毒結構與生物進化相關性的論文在Science雜誌發表。趙國屏院士是這篇具有裡程碑意義的論文的通訊作者，郝沛作為數據組主要成員列為共同第一作者。

儘管郝沛等可以說是國內最早進入生物信息學領域的一撥人，有過27歲就發Science文章這樣的光環，但是沒有留洋經歷，沒有博士學位的她要想在強手如林的中科院立足還是非常難的。加上生物信息、數據分析再怎麼重要（如上文所述），在生命科學這條主線裡仍然只是配角。郝沛如下的這段聽似牢騷的話很實在地道出了她當時的心境：我們總是在為別人做嫁衣。別人少不了我的分析，但是生物信息工作的屬性就決定了從業者無法也不可能專注、深耕於某一個領域（就如以上提到的郝沛的測試對象從擬南芥、老鼠、乳酸菌、水稻到人一直在轉換）。簡言之，雖然我做的是不可或缺的工作，但是我的工作永遠在做配角。雖然今天的郝沛對此的理解可能又深了一層，或者說更豁然了，但是生物信息學、生物數據分析的地位和作用應該得到應有的理解，從業者的創造性工作應得到更多認可和尊重終是一個需要面對的問題，因為沒有這樣一類出色的配角的支撐，主角也無從確立。

而立之年念博士，36歲任職PI

2004年1月，鍾揚老師推薦她作為談家楨院士的學生，實際上是掛在談老的名下（談老當時每年可帶2名學生），帶教導師是鍾揚老師。2004年1月到2009年1月，郝沛完成了生物信息博士的全部碩博課程後畢業進了吳家睿教授領導的中科院系統生物學重點實驗室，主要還是跟著李亦學老師作生物信息數據分析。其時，中科院在推以PI為單位的課題組長負責制，PI的門檻是要有研究員職稱。儘管拿到了博士學位，也有過原創性的工作，但因為沒有海外留學背景，郝沛很難得到研究員職位。

2012年，急需生物信息方面專家的中科院巴斯德研究所向郝沛發出邀請，同意給她研究員職位。到了巴斯德所後，郝沛很快確定了聚焦病毒和免疫的科研方向，因為在郝沛看來免疫的複雜性是可以與神經、腦相提並論，是一個可以不斷開拓耕耘的領域。就這樣，36歲的郝沛博士終以PI身份帶領一個課題組深耕於自己認定的領域潛心耕耘。此後凡有新發現的病毒，郝沛課題組都會積極參與。如2013年和上海公共衛生臨床中心（簡稱上海公衛）合作做了H7N9的病毒發現工作。當然更主要的，也會載入中國科學家抗疫史冊的是這次新冠疫情暴發以來郝沛與她的團隊做的工作。

緊盯新冠病毒，第一時間出結果

2020年1月11日，上海公衛張永振研究員發布了新冠病毒全基因組數據。得此信息的郝沛帶領課題組當天就開始分析。12日，郝沛與她的同事們就把該病毒的傳染機制搞清楚了：和SARS很接近。第二天郝沛就向所領導和趙國屏院士匯報。趙老師讓郝沛趕快聯繫合作者做進一步合成ACE-2蛋白的驗證。計算結果提示這個病毒從能進入人體這件事而言和SARS是一樣的。在病毒進入、複製、包裝、釋放整條鏈上，郝沛主要從進入這塊分析。當時已臨近春節。但郝沛全無過年的心思，一心只想著趕快做出來、寫出來。1月16日晚文章寫好，投給《中國科學》，21日正式在線。這篇文章是這次疫情暴發以後國內外最早問世的討論新冠病毒結構的論文，也是頂著巨大壓力的產物。

2020年1月，新冠疫情暴發初期在工作室加班

特大城市環境病毒組資料庫建設刻不容緩

緊接著，郝沛課題組又和營養健康所合作，開發了能對醫院提供的數據做進一步分析的「雲上高通量測序病毒鑑定分析系統」，只要把病人的樣本、測序結果放到雲上，研究人員就可以做出分析。郝沛主要承擔系統開發，並把流程提供給需要的用戶。從大年初四開始開發這個系統，2月中旬就公布啟用了，目前上海公衛都是利用這個系統做分析。郝沛介紹這個系統不局限於分析新冠病毒，還可以分析所有有基因組的病毒。

此外，從2019年起，郝沛就向上海市科委等有關部門提出要建人口高密度城市的環境病毒組的資料庫，並得到了中科院立項和有限的經費支持。郝沛認為這是一個需要持續做下去的抗病毒基礎性工作，第一步先要做每年會暴發的流感病毒。有了積累，以後有新發病毒就會有應對的底氣。郝沛也想借這次啟明星採訪再提一下建人口高密度環境病毒組資料庫的重要性，希望能得到有關部門的重視和支持。

這次新冠病毒再次給我們所有人敲了警鐘，各種病毒在人群密集的特大城市暴發會是一個大概率事件，痛定思痛，在對病毒的基礎性研究和防控方面加大投入既刻不容緩，也是一本萬利的治本之策。從這個意義上說，這次啟明星採訪受訪者郝沛博士以上一些坦誠的進言希望得到更多的關注、理解和支持。

-本文選自《世界科學》雜誌2020年第11期「今日啟明星」欄目-

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