编者按
上周介绍医院(《从一个芝加哥项目到大鹏湾畔一个研究院》)创立的故事。今日发表我与伯纳德·罗兹曼院士两年来通信讨论转化医学的内容。感谢帮忙翻译中英文邮件的尹鹤群博士、小聂、樱子、佳凌和姚立新老师,感谢周国瑛老师和倪东耀老师的审校。
罗兹曼在他的自传里写道,“我的成长,充满了第二次世界大战期间战争难民的饥饿、战后的混乱、在几个国家生活和之后相对富裕生活的记忆。我曾经梦想,长大的时候成为一名作家。大学时,为了加快毕业,我选学了微生物学,梦想成为一位作家的宏愿也戛然而止。如果不是我的妻子抢了先,微生物学肯定会成为令我一见钟情的初恋。我将科学视为揭示五彩斑斓的生活内在设计的机会。促使我开始探寻发现之旅的,是看似没有多少意义却存在新颖设计的观察。一旦揭开谜底,填补所有空白的兴致也就所剩无几。我有幸能够明白,能够持久的,并非科学论文,而是我可能施加的影响教育出的一代又一代的科学家。”
寥寥数笔,道出了罗兹曼的人生情怀。他的学生周国瑛教授将罗兹曼对万事万物的洞见形容成“如同大海一般深邃”。除了杰出的学术成就,罗兹曼先生的文学造诣非同一般,通过几封邮件,让我们一起在罗兹曼眼中的转化医学世界里遨游。
我们期待着11月在医院举办的“生物医药创新研发及产业发展高峰论坛”上见到罗兹曼先生。
我第一次了解这个概念是NIH建立转化医学研究中心,当今中国对转化研究的讨论也非常热烈。尊敬的罗兹曼院士:
万分荣幸通过周(国瑛)教授认识您,我跟周教授一见如故,常听她提及您,说一些您的事情。正是因为如此,每当听到您的名字,我感到十分亲切。
我是一名行业记者,当得知有机会与您交流,写一些文章,倍感高兴。您渊博的学识和充满传奇色彩的职业生涯,让我不知与您的访谈如何开始。使得我的问题迟迟不能写好。我既想了解学术话题,又想知道您的科研精神和理念。
经过与周教授和(倪)东耀博士的商量,我们把话题定在未来的事业上——医院,我们从转化研究谈起,好吗?
说到转化医学,我第一次了解这个概念是NIH建立转化医学研究中心,中国目前对转化研究的讨论也非常热烈,我的请教问题如下:
什么是转化研究?您为什么对转化研究如此感兴趣?转化研究为何在全球制药研发界兴起?
冬蕾(英文翻译:尹鹤群)
转化研究来源于基础研究的支持。在不了解最早引起疾病的罪魁祸首情况下,我们无法治疗疾病。冬蕾:
学术界有三样研究在人类科学发展上起到了奠基石的作用。让我细细向您道来。
几十年前,我们知道细菌有能力阻止某些杀死它们的病毒。对这些细菌的免疫研究导致发现“限制性内切酶”——选择性地切割外源DNA而不是宿主自己的DNA。这一发现令生物学发生了变革。
例如,科学家历时多年为病毒基因进行“功能作图”,以深入了解病毒基因产物的功能。为此我们必须将病毒基因逐一敲除,而没有“限制性内切酶”的发现,我们根本无从做起。这是所谓的“基础研究”。
当我们用上述“基础研究”发现的“限制性内切酶”从上百个病毒基因中选择性地敲除病毒某个特定基因时,我们成功地制造出一个只在肿瘤细胞内复制繁殖的“突变重组”病毒。小鼠实验测试显示,这个突变重组的病毒对正常细胞组织无害但能杀死肿瘤细胞。这就是“转化研究”。
此时,实验室的设备已不能承载这类研究项目,资金上更是无以为继。要开拓这一科学发现,该项目不得不进入制药工业研发环节,并最终“落地”在癌症患者身上开展的临床试验。此时它成为临床研究……
我给您举另一个例子或许更好理解。
诺贝尔奖的德国科学家ChristianeNusslein-Volhard
许多大学的生命科学研究院常见的研究课题是果蝇。例如,果蝇是如何抵抗细菌,或者是病毒感染的问题。如果从某一种角度来看这种类型的研究,完全是浪费科研经费。因为这几乎是和人类没有直接相干的非常基础的科学常识。支持者们极力维护这种方式的原因在于,这种方法会相对更加容易的获得基因突变的果蝇。
使用果蝇基因,能够为我们识别发挥类似作用的人类基因提供线索,这其实是现在正在发生的事。研究果蝇、酵母和其他有机体为我们的基因产物如何运行提供了重要导向,这就是基础研究,也由此诞生了对先天免疫的基本理解——我们如何抵御细菌和病毒入侵。在我们的例子中,在果蝇中发现的以及随后在人类体内发现的基因具有相识的功能,这个功能允许我们利用病毒去提高免疫力。这就是转化科学。
实质上要是没有临床研究,人类疾病的治疗不会有进展——临床试验旨在确定一个特定的药物是否有效和安全。没有一个临床研究不是基于实验室的发现——对于一个特定类的化合物或生物制品(抗体\病毒等)的研究,并有最终演化成一种药物的潜能。
转化研究来源于基础研究的支持,在不了解最早引起疾病的罪魁祸首情况下,我们无法治疗疾病。导致疾病的原因是基础研究的目的;转化研究则注重于减弱或阻碍疾病的进展。转化研究开发的产品测试是在临床研究领域进行的。
上述关于研究的划分界限并不像我所概括的一样清晰。事实上,跨国大型制药公司的产品往往来自于那些从事转化研究和早期临床试验的小公司。追溯这些小公司的来源,我们经常发现他们来自于从事基础科学研究的大学实验室。
这都是基于经济学考虑,我估计在一个大型制药公司一个全职员工的成本,可能是大学雇员的3~4倍,比小公司高出40%。对于早期阶段转化的研究项目,一个小公司或来自于大学的发明专利许可成本更低,因为大学不是盈利机构,而小公司更灵活,可以迅速转变研究方向。
政府机构希望每一分钱花在基础研究上的资助最终都将产生一个治疗方法。当然结果通常不是这样的。美国国会经常抱怨,太多的钱被花在对人类健康没有明显联系的基础研究项目。
有时很难说服(美国)国会,果蝇研究有什么用,或者为什么要花那么多钱在不会引起疾病的酵母、细菌和病毒研究上。这时候,研究人员很容易动摇。在过去的5年中,美国确实出现了专注于转化研究的趋势,还很可能稍微转向支持临床研究。
我个人兴趣是在基础研究。也许是运气好或其他一些原因,我们的很多研究都转型成转化研究的发展……
祝好,伯纳德(中文翻译:网友小聂)
基础研究、临床研究、转化研究这三个领域的专家学者各有什么样的特质?尊敬的罗兹曼院士:
谢谢您深入浅出的解答,您提到的果蝇研究让我想起了获得诺贝尔奖的德国科学家ChristianeNusslein-Volhard。
基础研究、临床研究、转化研究这三个领域的专家学者各有什么样的特质?谢谢。祝好。
冬蕾(英文翻译:戴佳凌)
科学家分为两类人,一类人很专注,另一类人很有创新精神。两种人我们都需要。冬蕾:
你的问题从来都不容易回答。让我尝试为你举一些例子。
临床试验一般都是由经验丰富的医生来完成。他们必须遵循非常复杂且严格的政策法规。有少数医生参与临床试验可能是出于自己的兴趣,我的一个朋友是一名神经外科医生,他就在研究如何用溶瘤病毒治疗脑癌,这是唯一他感兴趣的癌症。
但大部分的临床试验由制药企业发起,专门研究一种新药的临床治疗效果。例如X公司发现了一种新药,一般会雇Y公司来帮助它进行临床试验,这样做是为了让各自都能在专业领域做到极致。因为Y公司可能比X公司在临床试验上具有更多的实战经验,而X公司也能减少因为临床试验中的一些操作错误或风险给公司带来的影响。因为如果Y公司在试验中违反了相关法规,X公司也许并不需要承担相应的责任,这个逻辑在中国也一样行得通。
例如,X公司打算进行一种抗生素的临床试验。他们阅读了一些文献发现,有一些酶对于细菌的生长起到了至关重要的作用,在这种情况下,制药企业可能会雇一名化学家找到一种能够破坏这种酶的化合物;雇一个生物学家来观察细菌的生长是否有受到抑制,接下来他们还会雇专家来进行动物实验。他们会分别在小白鼠、豚鼠甚至猴子的身上进行试验,最后他们会去找一个毒理学家,专门确定该种药物是否有长期毒性以及中毒剂量是多少。
所有的这些参与的专家都是在进行转化研究,这些专家都有良好的科学素养,我对他们都非常敬重,一个药物在经过他们的研究都没有问题了以后,就可以开始临床试验了。
以上这个例子能说明只有基础研究才能最终导向转化研究和临床试验。在这个关于有文献记载细菌生长可能取决于某一个重要的酶的例子里。最基本的问题是,科学家是怎么发现酶对于细菌的生长起到关键作用?这也是科学教育中最重要的一部分,很多受过良好教育的科学家能够对一些问题提出可能的解决方案。但如果没有基础研究,最初是如何发现并验证这种酶对于细菌的生长起关键作用的呢?
有一些具有重大意义的发明或者发现是来源于对出人意料的研究结果的分析。如果青霉素的发明者弗莱明看到了被污染的培养基就将它丢弃,那么他不可能发现青霉菌的抑菌作用,历史上的第一个抗生素青霉素也不会被他发现。
总的来说,我想说的就是科学家分为两类人,其中一类人很专注,另一类人很有创新精神。这两种人我们都需要,很多时候科学最困难的地方就是我们怎么去发现问题并解决它,接下来我们就需要有人对问题和猜想进行进一步研究,并最终进行临床试验。
科学研究在中国和在外国并没有什么差异,他们遵守着相同的原则。
事实上,转化研究和基础研究以及临床试验是永远无法分开的三个部分,它们相互依存。(在美国)由于一些政治压力,在当今政策制定的指导思想中,似乎特别重视转化研究,但是转化研究不可能独立于基础科学研究和临床试验而进行,新药的研究一定是三者协力进行的结果。
祝好,伯纳德(中文翻译:施樱子)
您的研究都可以朝着转化医学的方向发展,是为什么呢?我相信不只是运气这么简单。尊敬的罗兹曼院士:
这是我第一次听闻如此生动的讲述基础研究、临床研究、转化研究三类人在一起的时候围绕一个共同的话题讨论。您能不能告诉我,您的研究都可以朝着转化医学的方向发展,是为什么呢?我相信不只是运气这么简单。
冬蕾(英文翻译:戴佳凌)
我喜欢研究病毒主要因为:病毒的基因数量少,却能表达种类众多的蛋白质,可以说它们已经进化到了一个高级的阶段。亲爱的冬蕾:
我感到深深的歉意,今年(编者注:年)美国流感的形势非常严峻。不只是受到感染的人数不断上升,而且患者的病情比以往更加严重,医院,甚至还有学校因此被迫关闭。我和我的夫人也是刚刚从流感中痊愈。
现在,我回答你的一些问题:
我喜欢研究病毒主要因为:病毒的基因数量少,但却能表达种类众多的蛋白质,可以说它们已经进化到了一个高级的阶段。想象一下,10个基因的病毒却能够打败拥有个基因的细胞。
我的研究主要集中于以下几个方面:
分离出不同的基因并确定它们的功能,我研究的病毒(单纯疱疹病毒)大约有个基因,它对人的细胞有高度的亲和力。现在已经确定的基因,每个可能会有至多10个不同的功能,另外还有一些重要的基因仍然处于研究阶段。
确定病毒基因的表达是如何调节的,以及这样调节的目的是什么。
创造出一些能够对病毒基因进行修饰的工具,这样就能让病毒基因按照我们需要的方式进行表达,当然这样的病毒在自然界是不存在的,我们成为病毒的“设计师”。
我们花了数年的时间来进行这个工作,有很多人参与其中,我们的研究非常成功。
我知道现在邮件中的回答并不是非常具体,如果要进一步解释我的工作我需要思考出一种能够让大家都理解的表达方式,这估计需要几周的时间。
祝好,伯纳德(中文翻译:施樱子)
在美国,有什么好的机制能将基础研究、转化研究、临床研究绑在一起?尊敬的罗兹曼院士:
在中国,这三个领域的学者往往不能达成平衡统一的想法。在美国,有什么好的机制能将他们绑在一起?
今年11月12日即将在深圳召开的“生物医药创新研发及产业发展国际峰会”,您与许多的科研同事将到中国,您期待这些美国的院士们为国内的学术界带来什么样的交流?(英文翻译:姚立新)
大量的中国科学家到美国,正像美国科学家到中国一样,可以促成生物医学研究的新想法和方法,丰富科学。冬蕾:
人类实践“基础研究”的历史可以追溯到数千年前。对健康和长寿的渴求由来已久。年前的苏美尔文学就描述过使用草药和植物提取物治疗很多不同的疾病。传统上,生物医学研究被认为是单向地从实验台到病床边。而在现实中,临床研究往往会推动基础研究进行新药或者药物改进的研究。
通过我对中国相关领域的观察,我认为中国的生物医学研究的基础结构与美国没有很大不同。两者都是由在国际刊物和国家重点刊物上发表的数据流所驱动。共享的科学出版物,以及大批在海外受过训练的中国科学家回到中国,决定了这样的相似之处。大量的中国科学家到美国,正像美国科学家到中国一样,可以促成生物医学研究中创新想法和方法的诞生。
祝顺利,伯纳德(中文翻译:姚立新)
伯纳德·罗兹曼院士事迹文字来源:医院;《研发客》有删减
伯纳德·罗兹曼(BernardRoizman),美国科学院院士、美国艺术与科学学院院士、医院院士、美国微生物学院院士、美国发明家科学院院士、美国科学促进协会成员、匈牙利科学院院士、中国工程院外籍院士、美国芝加哥大学终身教授,世界杰出的科学家和发明家。
自年约翰·霍普金斯大学博士毕业后,罗兹曼院士一直从事于单纯疱疹病毒的分子生物学研究,毕生致力于对疱疹病毒分子生物结构的全方位解读。近年来又在破译单个病毒基因功能、部分基因对病毒潜伏感染和激活的作用,以及病毒改造治疗癌症等领域都取得重大进展,在Cell、Lancet、Science、Nature、Proc、Nat、Acad、Sci等国际一流期刊上发表文章超过篇,编辑出版了20多本病毒学方向的专著,被称为国际病毒界殿堂级教科书。担任众多专业期刊的主编和审稿专家。
罗兹曼院士主编的病毒学国际专著封面一生专注,醉心科研罗兹曼院士长达半世纪对病毒研究的专注,对世界健康的贡献,对疱疹病毒乃至整个病毒的贡献在业界众所周知,人称“疱疹病毒之父”。而疱疹病毒的研究正是罗兹曼院士开创的,在至今发现的84个病毒蛋白中,院士发现和亲自命名的占了绝大部分。
年是国际“病毒学”(VIROLOGY)建刊60周年,期刊编委决定从年起,每年邀请一位国际病毒界知名人事写人物传记,而罗兹曼院士成为被邀请的第一位,其传记《一个科学家的成长》已于近期发表。
罗兹曼院士同时兼任多个美国国家性机构的顾问委员会委员,包括美国国立卫生研究院(NIH)、国家过敏和感染疾病研究中心、美国东北生物国防中心、大湖区科研中心和年成立的北京看白癜风最好专科医院北京手术治疗白癜风费用