在過(guò)去幾十年間，人類(lèi)死亡的方式與比例在不斷發(fā)生改變，如何健康快樂(lè)地活到一百歲？這也是尼科爾森希望解決的問(wèn)題。

4月1日在復(fù)旦大學(xué)舉行的第十期“浦江科學(xué)大師講壇”上，英國(guó)皇家醫(yī)學(xué)科學(xué)院院士、澳大利亞國(guó)家表型組中心主任、復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院名譽(yù)教授杰里米·尼科爾森以《表型組醫(yī)學(xué)：在不斷變化且不可預(yù)測(cè)的世界中推進(jìn)疾病預(yù)防與診斷》為題做報(bào)告。

主辦方供圖

作為國(guó)際分子表型組領(lǐng)域?qū)＜遥峥茽柹谙到y(tǒng)醫(yī)學(xué)、代謝表型、分子病理學(xué)等領(lǐng)域都作出了突出貢獻(xiàn)，被譽(yù)為“代謝組學(xué)之父”。

他解釋?zhuān)缃癍h(huán)境影響與社會(huì)背景也與健康問(wèn)題密切相關(guān)。因此對(duì)于時(shí)代與社會(huì)的關(guān)注，也是表型組學(xué)的重要話題。比如現(xiàn)在英國(guó)有50%的兒童不經(jīng)常運(yùn)動(dòng)，同時(shí)大量青少年在16歲之前就開(kāi)始飲酒，這些錯(cuò)誤的習(xí)慣會(huì)提升他們的炎癥風(fēng)險(xiǎn)，甚至提高胰島素抵抗。

“我們都希望能夠活得更長(zhǎng)壽、更健康、更快樂(lè)，而對(duì)很多個(gè)體來(lái)說(shuō)，科學(xué)進(jìn)步可以顯著提升生命質(zhì)量，這就是精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)。”

關(guān)于精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)，20世紀(jì)90年代開(kāi)展的人類(lèi)基因組計(jì)劃，曾被稱(chēng)為生命科學(xué)的“登月計(jì)劃”。全球數(shù)十個(gè)國(guó)家數(shù)百億美元的巨額投入，催生了基因診斷、基因治療、靶向藥物等我們今天耳熟能詳?shù)南冗M(jìn)生物醫(yī)學(xué)手段。

但基因組研究也有很大的局限性。特別是基因組無(wú)法解釋所有的致病原因。而表型組醫(yī)學(xué)通過(guò)“全息解碼”人體與環(huán)境的動(dòng)態(tài)交互，正為這些難題提供全新視角。

所謂表型組，是由基因、表觀遺傳、共生微生物、飲食和環(huán)境暴露之間復(fù)雜的相互作用而產(chǎn)生的一系列可測(cè)量特征，包括個(gè)體和群體的物理特征、化學(xué)特征和生物特征。表型組學(xué)聚焦于這些可測(cè)量特征的研究，是繼基因組之后生命科學(xué)的又一個(gè)重點(diǎn)方向。

“我們的基因與環(huán)境——包括吃的食物、呼吸的空氣、使用的電子產(chǎn)品、與人體共生的微生物體——都會(huì)產(chǎn)生互動(dòng)，進(jìn)而影響到人類(lèi)的預(yù)期壽命。研究這些內(nèi)容的范疇，就是人類(lèi)表型組。” 尼科爾森介紹，如果我們能實(shí)時(shí)讀取人體的化學(xué)信號(hào)，醫(yī)療決策將不再依賴(lài)經(jīng)驗(yàn)猜測(cè)。

而從全球范圍來(lái)看，中國(guó)開(kāi)始率先布局人類(lèi)表型組大科學(xué)計(jì)劃。

2015~2016年，科技部國(guó)家科技基礎(chǔ)性工作專(zhuān)項(xiàng)和上海市科委基礎(chǔ)重大專(zhuān)項(xiàng)相繼立項(xiàng)人類(lèi)表型組相關(guān)研究項(xiàng)目。“國(guó)際人類(lèi)表型組”也被正式列入上海建設(shè)全球科創(chuàng)中心需布局的重大科學(xué)基礎(chǔ)工程。

2018年3月，上海市首批市級(jí)科技重大專(zhuān)項(xiàng)“國(guó)際人類(lèi)表型組計(jì)劃（一期）”正式啟動(dòng)，由復(fù)旦大學(xué)校長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院院士金力金力擔(dān)任首席專(zhuān)家，這也是中國(guó)首個(gè)聚焦人類(lèi)表型組的國(guó)際大科學(xué)工程。

作為人類(lèi)表型組國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃（一期）國(guó)際協(xié)作組的共同發(fā)起人和理事會(huì)成員，尼科爾森特別提到了國(guó)際合作的重要性，“COVID-19教會(huì)我們，疾病無(wú)國(guó)界，而表型組醫(yī)學(xué)的使命是讓預(yù)防無(wú)盲區(qū)。”

面對(duì)生命健康領(lǐng)域的一系列全球性挑戰(zhàn)，尼科爾森認(rèn)為，國(guó)際合作是唯一出路。他在PPT中展示了國(guó)際表型組中心網(wǎng)絡(luò)的藍(lán)圖——從上海到珀斯，從多哈到劍橋，科學(xué)家們將共享數(shù)據(jù)、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建全球健康預(yù)警系統(tǒng)。

“不同國(guó)家的科研工作者建立起連接與共識(shí)，在研究方法、實(shí)驗(yàn)流程等方面達(dá)成一致。好比是大家都在做菜，現(xiàn)在用的是同一份菜譜，保證做出來(lái)的菜味道是一樣的。”尼科爾森這樣比喻。

金葉子/攝

在演講結(jié)束后的采訪環(huán)節(jié)，尼科爾森對(duì)第一財(cái)經(jīng)在內(nèi)的媒體提到了他們關(guān)于AI的進(jìn)展。

“我們的研究也正在布局AI模型，對(duì)于這些模型來(lái)說(shuō)，未來(lái)肯定包括相互補(bǔ)充的研究，因?yàn)橹挥型ㄟ^(guò)AI模型把它們整合起來(lái)，更多有用的結(jié)果才能夠被發(fā)掘出來(lái)。”

因此他們也花了很多精力去搭建全球數(shù)據(jù)共享的平臺(tái)，來(lái)推動(dòng)國(guó)際合作。尼科爾森介紹，下一步，團(tuán)隊(duì)還要克服樣本收集處理的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)更深入的國(guó)際合作。“作為科學(xué)家，數(shù)據(jù)公開(kāi)與共享是學(xué)術(shù)使命的核心，但國(guó)際合作需以知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)為前提，需通過(guò)規(guī)?；窂綄?shí)現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化價(jià)值。”

他補(bǔ)充道，AI涉及很多不同的技術(shù)和算法，不能被混淆在一起使用或討論。比如說(shuō)“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”和“隨機(jī)森林”，這兩者的表現(xiàn)就很不一樣。在尼科爾森看來(lái)，AI是工具，但科學(xué)的核心是人類(lèi)對(duì)未知的追問(wèn)。