遺傳學研究離不開實驗(一)
——訪中國工程院院士、上海交大醫學院曾溢滔教授

夏有為

(《實驗室研究與探索》編輯部， 上海 200030)

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·校長·名人訪談·

遺傳學研究離不開實驗(一)
——訪中國工程院院士、上海交大醫學院曾溢滔教授

夏有為

(《實驗室研究與探索》編輯部， 上海 200030)

曾溢滔院士

文章首先結合醫學遺傳學的研究介紹了科學研究要解決的三個方面的問題，指出醫學遺傳學研究離不開實驗，離不開實驗室。接著提出實驗室的建設要有明確的定位和任務。要注意科學實驗設計的三個要素；要以創新思維來建設實驗室。最后提出科學與藝術的融合關系。

實驗； 遺傳學； 醫學： 科學研究； 實驗室建設

1 科學研究的三個問題

1.1 遺傳學研究離不開實驗

夏有為(簡稱夏)：曾院士，您好！，您在遺傳學研究方面卓有成就，請您結合自己的經歷談談對科學實驗的看法。

曾溢滔(簡稱曾)：好的，先說一件事，5月27日是我生日，而5月27日又是復旦校慶，這天還是上海解放日。真湊巧，這天我宣布辭去上海遺傳研究所所長的職務(圖1)，任命曾凡一當所長。那天，上海市衛生與計劃生育委員會、交大醫學院領導等都來了。會上，領導讓我講講我的經歷，我回顧了一下，1965年我從復旦大學研究生畢業到現在整整50年了。其實在做研究生前，我就一直是在做實驗研究，但是系統的科學研究，應該是參加工作以后，我的專業是人類遺傳學專業，回顧我的科研生涯，前30年我是做遺傳醫學研究，是研究遺傳病的；后20年我把醫學遺傳學轉向胚胎分子生物學，做轉基因動物研究。從1995年開始，我們做轉基因生產藥物研究，至今已經20年了。不管前30年、后20年，我的研究都離不開遺傳學，它是一門實驗科學，它離不開實驗室，離不開科學實驗。回顧這50年，自己深切感受到的是做科學研究，不論基礎科學也好，應用科學也好，它都離不開科學實驗。

圖1 曾溢滔院士在辦公室

1.2 科學研究的三個問題

夏：醫學研究本身就是一門實驗科學吧？

曾：對，在醫學科學研究中都離不開實驗。做科學研究有幾個問題要牢記，這對很多人特別是年紀輕的教師很重要。我對研究生說(圖2)，搞研究你首先就要搞清楚目的是什么？歸納起來，就是要解決三個方面問題：

(1) 解決“是什么”。首先您要清楚您研究的對象是什么，就是要將它真實客觀地給描述出來，搞清楚是什么東西。就像瞎子摸象，如果不知道它的全貌，不知道是真的還是假的，這怎么研究？搞清楚“是什么”本身就是一門很高深的學問。要去偽存真，由表及里，綜合地客觀地進行分析。現在我們很多科學研究到后來實驗失敗了，還是在于前面“是什么”沒有搞清楚。你看到的是一個假象，是一個錯誤的東西，你去研究是不會有結果的，所以第一個要研究的“是什么”。

圖2 曾院士在指導博士研究生

目前，我們大多數臨床醫生，還沒有進入到實驗室從事科學研究的經歷。國外臨床醫生他們都要進入實驗室，深入研究探討疾病的發病機理和原因。但是我們現在大部分臨床醫生，忙于日常的門診啊、手術啊，沒有時間到實驗室去進行實驗研究，就算他帶教的研究生去做了，他也沒有精力，也缺乏經驗去指導。所以大部分臨床醫生都只能根據病人的主訴，按照自己的經驗和觀察，把病人癥狀描述出來，再結合化驗、實驗室檢查、X光檢查、CT檢查的結果，診斷出病人患什么病。

(2) 解決“為什么”。一個病人為什么會出現這種癥狀？又為什么會生這個病？就要解釋他的發病機理。所以第二個問題是解決“為什么”，當你知道病人的客觀真實情況是什么了，接著就要解決為什么會出現這種情況。臨床研究是這樣，對自然界的研究也都是這樣：例如大自然出現各種不同的天氣變化，火山爆發啊，下暴雨啊，要解釋為什么會出現這樣的情況。還有為什么有些物種會消亡，為什么新的突變動物會出現，都要解決一個“為什么”？也就是要進行機理研究，要介決一個“為什么”。

為了解決為什么？往往需要做實驗。打個比方，對一個就診病人，我們不能拿病人做試驗，但我們可以用動物模型來模擬這個病，模擬出現某種臨床現象。對于很多自然界的現象，例如對天氣變化的成因，我們可以通過模擬人造的氣候，也可以在實驗室通過模擬實驗來研究。對某種疾病的發病機理的研究，你可以根據對癥狀的觀察，提出可能的假說，然后設計實驗，再通過動物模型及實驗室的實驗分析，來驗證所提出的假說，找出它的規律和原因。這就是科學研究的第二個方面：解決“為什么”。

(3) 解決“怎么辦”。通過實驗研究，我們找到原因，知道它的規律。人是不能夠造規律的，自然界的規律我們只能夠了解它、掌握它、控制它、并利用它。掌握了規律，我們就能夠想出一些辦法去解決。如果說我們前面講的那個是描述性的科學，當中那個“為什么”是一個實驗的科學、基礎研究的話，后面一個研究“怎么辦”則是一門應用的科學。我們中國正在改革開放，走向市場化，產業化，這為應用科學的發展創造了條件。

上面就是我想要講的第一個問題。科學研究歸納起來就是這三個方面，但都離不開科學實驗。

2 精準醫學

曾：奧巴馬在今年的國情咨文中提出來，要提倡精準醫學，其實他就是通過科學實驗來發現和找出病人的個體差異，進行精確準確的治療。

夏：精準醫學？

曾：精彩的精，準確的準，精準醫學。就是根據不同的人，不同的情況，使用不同的治療方法。而不是同種的病人只用同一種藥。好比，一千個病人都用同樣一種藥，同一樣的劑量，千遍一律，這是過去的做法。現在就是要按照因人而施治，要有個體化意識，即對合適的病人進行合適的治療，或者叫精準治療。

夏：精準醫學是奧巴馬提出的？

曾：對，今年1月20日奧巴馬在美國發表的國情咨文上提出的。他們重點發展的就是精準醫學，推行個體化基因組學研究，對不同的人，不同的發病方式，不同的遺傳背景，用不同的辦法，不同的藥，也可叫個體化醫學。例如，對乳腺癌，美國有位明星安吉麗娜·朱莉，她的媽媽和她的外祖母都是患乳腺癌而死亡，經過檢查了解到，她的家族有個基因HER-2異常了。現在安吉麗娜·朱莉也查出有這個異常基因，但是她現在還沒有出現乳腺癌，她就先把乳房切除了，避免以后會發生乳腺癌。對于這種病有個特效藥就是赫賽汀，但是臨床發現只有25%的人用這個藥是特效的，75%的人用這個藥是無效的。為什么？原來每個女性的HER-2基因不盡相同，有突變的、也有正常的，只有HER-2基因突變的才有效。據此我們就可以決定病人能夠治療和不能夠治療的問題。

你看如果我們明白這個道理，對患者治療多么重要。下面我還是用剛才講的科學研究三個方面來說明吧：第一，臨床醫生把乳腺癌病人使用這個藥的反應記錄下來，發現四分之三病人無效，四分之一有效，這就是“是什么”問題；第二，經過實驗研究，發現原來里面有個HER-2基因，不同的人是不一樣的，才知道當HER-2基因突變是陽性時，赫賽汀會與它結合，它才有效，而其他的沒有結合的話，它就是無效的。這就知道了“為什么”。明白這個為什么以后，臨床醫生就知道“怎么辦”了，他會根據這個機理，根據這個規律，先檢查出這個病人的HER-2基因怎么樣？然后再決定是否給他用這個赫賽汀，一例病人用這種藥每年的藥費是30萬元人民幣；用得不當，這75%的病人每年就把這30萬元白白花費掉了，更重要的是給她的精神壓力和身體健康都增加不少的負擔。

舉這個例子，恰好說明了我們剛才講的我們科學研究要解決的三個方面：臨床醫生可以根據經驗查得出病人患乳腺癌，就用赫賽汀，結果發現只有少部分病人有效。經過認真觀察、總結，得出1/4與3/4這個比例，這就客觀真實正確地記錄了“是什么”。然后就有一批科學家去研究，研究這些病人有效無效的原因，有反應的和沒反應的，最終找出有沒有效果的原因，找出差別就在于這個HER-2基因，這就掌握了這個“為什么”，解決了機理問題，也就知道“怎么辦”了。于是，臨床醫生、藥品的出廠說明書都要求用藥前先查基因，再決定是否用藥。美國有100多種這類藥，藥監局(FDA)規定必須在說明書上講清楚，要求用這個藥前對病人必須作什么檢查，這樣無論臨床醫生也好，病人也好，都知道“怎么辦”了。

3 重點實驗室要準確定位

夏：曾院士對科學研究的三個方面以及精準醫學講的很清楚，這些都離不開實驗，而實驗的基地是實驗室，您一直在重點實驗室進行研究工作，對重點實驗室您怎么看？

曾：現在我們國家建立了很多重點實驗室，有國家的、部委的、地區的各類重點實驗室。對于重點實驗室我認為首先要注意定位。

3.1 準確定位

我覺得重點實驗室必須要準確定位，要搞清楚你的重點實驗室定位是基礎研究，還是應用基礎研究，或者是應用研究。對實驗室的建設，實驗室的機構設立，實驗室的人員配備和培養，儀器設備裝備都要以這個定位為依據，也就是根據這三個方面的任務來建設。對我們的研究生，以及分配來的科研人員，都要清楚地告訴他們，要弄清楚你所從事的是哪個方面的研究，根據不同方向而有不同的要求，開展不同的課題，提供不同的條件。當然這不是很嚴格的，不是絕對的，而且往往是相互交叉的。

3.2 注重轉化

過去很多實驗室的研究成果局限于發表論文拿獎，這不全面。怎么把這些研究的成果、發現的規律，去解決問題和轉化，怎么推廣應用，怎么產業化，怎么走向市場，擴大經濟和社會效益，這才是我們的基本任務。現在醫學界最熱門的一個名詞叫做轉化醫學，其實就是強調實驗室的研究成果盡快的給予轉化，也就是將這些成果應用于臨床實踐，用來解決病人的疾病防護。

3.3 辯證地看定位

建設一個實驗室要明確其定位，例如我們研究所的衛生部重點實驗室，是做應用基礎研究的；而我們的上海市重點實驗室，包括建在上海松江那里的轉基因動物研究中心，是做應用研究的。我們就根據這個不同的定位，在儀器設備、人才培養、研究的課題、項目選定都不一樣的。但也要辯證地看，因為并不是絕對的區分，而且往往是相互交叉的。

(未完待續)

Genetics Research Depending on Experiment(1)——Interview with Academician of CAE,Prof. ZENG Yi-tao

XIAYou-wei

(Editorial Department of Research and Exploration in Laboratory, Shanghai 200030, China)

First of all, Prof. ZENG introduced the three basic issues of science research, which must be combined in genetics research, he pointed out that human genetics can hardly do without experiment, and can’t leave laboratory. He raised that laboratory construction must have clear positioning and tasks, people must pay attention to the three elements of the experiment design, and people should take innovation thinking to recreate laboratory. At last, Prof. ZENG put forward a fusion relationship between science and arts.

Experiment; genetics; medicine; science research; laboratory construction

2014-10-12

夏有為(1933-)，男，江蘇徐州人，教授，主編，在上海交大長期從事工程力學教學、科研和實驗室工作，曾任實驗室主任、實驗室處處長，享受國務院政府特殊津貼，曾獲國家級科技進步二等獎，主編出版著作8部，國內外發表論文80余篇。

G 64.0

A

1006-7167(2016)02-0001-03

編者按：中國工程院院士、上海交通大學醫學院曾溢滔教授長期致力于人類遺傳疾病的防治以及分子胚胎學的基礎研究和應用研究，為我國基因診斷研究和胚胎工程技術的主要開拓者之一。他長期在實驗室里開拓創新，取得了卓越的成就。本刊主編夏有為教授專程采訪了曾溢滔院士，請他結合自己親身的經歷談談對科學實驗的看法，他的觀點鮮明，經驗豐富，很有啟迪性和指導性。現整理發表，以饗讀者。