杜玉濤：“健康中國”建設需要基因科技助力

文/《中國醫藥科學》 康 影

杜玉濤在韶關“火眼”地貧防治項目啟動會上發表講話

在華大集團，有一位颯爽的黨委書記，她就是中國國內手工克隆技術第一人杜玉濤。在全世界范圍內，她首次利用轉基因克隆技術構建了疾病模型豬，并帶領華大集團將基因檢測技術帶上了一個新臺階。

對基因測序的無限熱愛，讓杜玉濤在密集的實驗、通宵達旦的研究中仍舊保持活力與神采，通過推廣將HPV防癌篩查、產前基因檢測落地并實現基因檢測普惠度提高，她希望通過基因科技助力“健康中國”戰略，一步步朝著基因科技造福人類的偉大夢想奮進。

人類基因測序：工作起點從1%開啟

1999年，杜玉濤對基因的了解仍停留在課本知識層面，當她第一次踏進“國際人類基因組計劃中國部分測序項目（1%）”的實驗室，體驗到的新鮮感，讓她的人生底色逐漸豐富多彩，成為具有紀念意義的一天。1999年9月9日9時9分9秒，北京華大基因研究中心宣布成立。

加入華大集團，是杜玉濤從學生身份變換成為科研工作者的歷史轉折點。

身為華大的1號員工，杜玉濤從剛剛加入華大時起，便對自己樹立了高標準、嚴要求。

幾臺檢測儀器散落在實驗室中，杜玉濤只能和團隊小伙伴分成三班工作，維持這些低自動化的儀器能夠24小時運轉。雖然無法立即看到利益和成果，但是杜玉濤感覺工作的每一天都是充滿挑戰和樂趣的。

杜玉濤告訴《中國醫藥科學》：當靈感到來的時候，我們也常常通宵達旦地撲在實驗室里進行研究。賺錢是當時最不重要的一件事，有些時候大家即使自掏腰包，也沒有過多計較。我很感激小伙伴也能夠一起吃苦，大家都很年輕，也是剛畢業的學生，工資方面偶爾打白條，他們也沒什么怨言。對此，我們也不會要求必須打卡上下班，只要把工作完成好，愿意什么時候來就什么時候來。這樣的工作氛圍和工作狀態，每個人都能享受其中。

杜玉濤說：國際人類基因組計劃中國部分測序項目（1%）的實驗室墻上有幾個大字“為了祖國的榮譽”，我每次看到這一行字，都會深深感覺到自己肩上的使命是多么重要，我們參與的是一個重量級的國家科研計劃，承擔了國際人類基因組計劃中中國部分的研究。華大作為一家民企參與其中，有眾多小伙伴一起沉浸在數據的拆解、分析中，每個人都熱血沸騰，充滿干勁！

中國科學家在這一項目中最終破譯了人類3號染色體，這一研究事跡已經牢牢鐫刻在中華世紀壇體現我國五千年文化輝煌的青銅甬道上。

世界首例克隆豬：將手工克隆技術引入中國

手工克隆豬帶給了杜玉濤從0到1的完整收獲，取得的科研專利讓她追夢成功。

2003年，杜玉濤前往丹麥攻讀博士。杜玉濤的學習生涯起始于分子生物學相關內容，而楊煥明（時任中國科學院北京基因組研究所所長）在與杜玉濤的導師一起討論關于克隆項目的課題時，對她在科研工作方面的刻苦鉆研、勤奮好學、執行力強的優秀品質印象深刻，由此推薦杜玉濤在這個領域深耕細作。

雖然杜玉濤當時還對克隆一竅不通，她也能夠踏踏實實地從人類遺傳學的基礎學起。當時國內對于克隆的研究不多，她只能克服語言難關，將國外晦澀難懂的學術概念通過英語解釋出來，再翻譯為中文以便理解。

讀懂了概念，下一步便是尋找研究模型。

對于這種重大疾病和基因研究方面的動物模型，需要衡量心血管系統、代謝功能是否與人類相近，還要具備遺傳學方面的高度相似性。

通過勤奮又密集地做實驗，終于在2006年6月，杜玉濤和團隊僅用了兩年的時間，便見證了世界首例手工克隆豬寶寶的誕生，開創了一項新的世界紀錄，同時，杜玉濤也成為這項專利的獲得者之一。

博士畢業后，杜玉濤選擇主動回到中國，將自己在國外的科研成果和成功經驗帶回來，助力祖國的發展。

回到華大，杜玉濤出任中國首例手工克隆豬項目組主管的職務。雖然在國外時，自己的克隆技術比較扎實，但她從來沒有獨立建立過實驗室，而且是負責一個對環境和操作人員的素質要求極高的實驗，杜玉濤有點焦慮和彷徨。

但是在杜玉濤的導師Gabor Vajta的安慰和支持下，她對自己即將擁有的實驗室充滿了期待，開始了自己的“追夢之旅”。

從實驗室的設計、設備的購買、飼養基地選擇等整個流程都要由杜玉濤承擔，在實驗的初期，所有基礎工作都需要親自操作，杜玉濤當時不斷幻想，如果能夠有個分身來幫助她就好了。

在創辦實驗室的過程中，僅有兩個本科剛畢業、對克隆一無所知的學生在杜玉濤的身邊，缺乏專業人士的指導和咨詢，杜玉濤每天都在文獻里尋找答案，當時網絡還不像現在這樣發達，她與導師進行了成百上千封郵件的往來，每天都要帶著學生裝修實驗室，在市場采購實驗桌椅、辦公用品，同心協力將實驗室收拾得窗明幾凈，終于成功地把丹麥的實驗室“復制”到了深圳。

在實驗室內，杜玉濤選擇了手工克隆技術，因傳統克隆的顯微操作等設備價格昂貴，基本保持在百萬元的層級。而手工克隆僅需五六十倍的普通體視顯微鏡外加融合儀等設備就可以操作，在成本方面僅需傳統克隆的十分之一甚至更低。

在日夜顛倒的實驗經歷中，杜玉濤受到了很多質疑：“這幾個人能做出克隆豬嗎？”

夜以繼日地科學實驗，經歷無數挫折與失敗，2008年8月，國內首批一窩產8頭手工克隆豬在深圳市農牧公司種豬場順利誕生。

杜玉濤憑借細致入微的工作態度，嚴謹完善的實驗操作流程，將手工克隆豬在國內研發成功，這樣的速度和成果，可以達到國際一流水平。杜玉濤也認為，克隆平臺的建立已經讓自己帶回的克隆技術逐步走向產業化道路，這一模型可以方便日后為疾病健康領域提供更低的成本。

研究人員將特定的基因轉移到克隆豬的身上，使它們更容易患上糖尿病。在這種克隆豬的身上，制藥公司可以放手進行藥物實驗，讓克隆豬加入治療糖尿病藥物的研發工作。

手工克隆豬的誕生，讓杜玉濤信心倍增，2009年杜玉濤又研發出世界首例“手工克隆綿羊”，隨后又成功研究出各種前沿克隆技術。

基因檢測：癌癥篩查、生育輔助的精準醫學幫手

在手工克隆技術的研究中，基因編輯技術逐步成熟。華大自主研發的時空組學系列工具實現全面突破，這是首次從時間和空間維度上對生命發育過程中的基因和細胞變化過程進行超高精度解析，可謂是繪制出生命的“全景地圖”，為認知器官結構、生命發育、人類疾病和物種演化提供全新方向。

杜玉濤說：華大基因測序技術不斷被突破，使得基因研究成本快速下降，這是我們面臨的機遇，可以讓基因科技普惠更多人群。在這個環境下，我們逐漸把精力轉向更有發展潛力的空間醫學健康領域，并且在出生缺陷防控、癌癥的精準治療、地中海貧血（珠蛋白生成障礙性貧血）等重大遺傳性疾病篩查方面進行了深耕細作。

杜玉濤對《中國醫藥科學》表達自己的心聲：華大基因對于科技創新的重視來源于造福民生福祉的愿景，我們希望為健康中國注入基因科技的力量。

通過科學技術和基因研究等手段幫助人們提升健康水平，防止因病致貧和因病返貧，助力鄉村振興，讓基因科技做到低價惠民。精準檢測并不是精英檢測，民生項目需要我們在保證技術的可及性和普及性的前提下，令普通鄉村居民受益。

我們以公共衛生服務的形式將癌癥篩查項目推廣到各基層，希望能夠在癌前病變時將它扼殺在搖籃中，助力癌癥的早期診治和早期篩查。

我國宮頸癌的篩查率較低。在2015年，20～64歲的女性接受過宮頸癌篩查的比例僅為25.7%。其中城市的篩查比例高一些，可以達到30%，而鄉村僅為22.6%。

我國宮頸癌防控的篩查模式較為單一，需要依賴醫生的取樣操作后，通過顯微鏡觀測來判斷是否有癌前病變。在篩查過程中，受檢者需要前往醫院，醫生對受檢者進行宮頸細胞取樣，這個操作過程對受檢者心理和生理都會造成壓力，有很大一部分女性對此產生排斥心理，不愿意進行篩查，有延誤病情的可能。

華大基因研發“互聯網+HPV自取樣”模式使女性足不出戶就能居家自取樣，提高了適齡人群的篩查效率及篩查覆蓋率。

HPV自采樣技術工具，經多次實踐證明，取樣效果與醫生操作成果差別較小，具備大規模操作、私密性好、方便快捷等特點。

2018—2020年，杜玉濤帶領華大基因團隊在河南新鄉聯合當地政府開展免費宮頸癌篩查，三年中完成了約60萬例適齡女性宮頸癌篩查，使新鄉適齡女性的宮頸癌篩查率接近80%，發現了近3000例高度癌前病變及150多例宮頸癌病例。

有專家曾建議，應逐步擴大年輕女孩的HPV疫苗接種效率，配合35～45歲女性在一生中進行兩次HPV篩查，對篩查陽性患者及時干預。在檢測發現癌前病變病例時，通過治療將其清除，就能夠阻斷宮頸癌的形成，實現防控。

華大的HPV檢測產品特點主要體現在精準HPV分型、采樣便利、樣本可長途運輸等。同時，華大研發的HPV篩查檢測，采取固態樣本保存的形式，在運輸時可以維持更高的安全性，解決了以往液體保存樣本無法實現遠途運輸的問題，能夠滿足快速篩查、集中送檢的需要，擴大了偏遠地區適齡女性HPV篩查的覆蓋面。

除了防癌篩查，基因檢測在生殖健康領域幫助一個個有生育需求的家庭實現孕育下一代的夢想。

杜玉濤告訴《中國醫藥科學》：在出生缺陷防控方面，無創產前基因檢測技術，已經在我國的多個省份進行推廣。

杜玉濤曾經與中南大學生殖與干細胞工程研究所等機構合作，將胚胎的全基因組測序檢測應用到試管嬰兒項目中。

如果染色體數目異常，將對體外受精的胚胎發育產生比較嚴重的影響。如果將全新的胚胎在植入前進行大規模基因測序，能夠篩查所有染色體的數目是否符合正常標準，也能夠確保胚胎是正常的，可以有效提高試管嬰兒的成功率，幫助患有遺傳病的家庭生育健康寶寶的愿望實現。

全基因組測序技術已經應用在我國試管嬰兒的遺傳學檢測方面。2016年，杜玉濤參與的中國第一例胚胎植入前楓糖尿病基因試管嬰兒遺傳學診斷取得成功。15對夫婦在進行基因檢測后，已經成功生育了17個身體健康的嬰兒，他們曾經因為自身為染色體異常攜帶者，或因習慣性流產而無法自然生育健康寶寶，如今都已得償所愿。

杜玉濤說：我們為240多萬孕婦提供了無創產前篩查，能夠避免1.7萬多例唐氏綜合征患兒的出生。讓數以萬計的家庭在優生優育的方向上越走越遠。基因科技能夠造福人類，這是我們的偉大夢想，也不斷邁步成為現實。

打造生命健康產業鏈：助力“健康中國”戰略

2018年9月7日，杜玉濤牽頭發起了華基金·杜氏肌營養不良癥公益項目（簡稱“華基金·DMD公益專項”）。杜氏肌營養不良（DMD）被稱為一種罕見病，但男性患病者的發病比例也達到了1/3500。杜玉濤以個人名義為DMD患者發起捐助，為全球范圍內14歲以下疑似DMD重癥患者提供免費的基因檢測，用于輔助診斷及生育指導。

杜玉濤和她的團隊承擔了國家基因庫的運營和建設工作。這里擁有全球最大的低成本自動化生物樣本庫。杜玉濤希望利用國際領先的基因測序技術，來防控出生缺陷、助力“健康中國”戰略。

杜玉濤透露：雖然我們已經利用基因科技在無創產前篩查方面創造了良好的成果，但還需要進一步開拓其他癌癥領域的科技進步，力求通過基因檢測實現癌癥的早期預防，將人們患病的風險往前移。

精準醫學中包含預防和預測方面的內容，如果我們能夠將疾病產生的基因可能性檢測出來，并且在早期預防方面做到及時糾正飲食習慣、養成運動習慣、改善生存環境等措施，使疾病在開始突變的時候及時被遏制住，可能對很多群體性疾病高發的地區來說產生顯著效果。

杜玉濤說：我會始終如一地關注科技在民生方面如何進行更好地利用。期待未來我國能夠有更多創新成果落地。人類涉及基因方面的疾病種類繁多，所以我希望致力于基因測序的未來，在這條路上越走越遠。生命健康產業也需要基因科技助力，我們會朝向基因科技造福人類的偉大夢想不斷奮進。