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莱诺•胡德亮相“浦江科学大师讲坛” 阐述人类表型组计划如何实现“未病先治” 天天亮点

2023-07-05 18:37:14 来源 : 东方网

东方网记者范易成,通讯员丁超逸、殷梦昊7月4日报道:昨天上午,第三期“浦江科学大师讲坛”在复旦大学举行。美国四院院士、中国科学院外籍院士、拉斯克奖和美国国家科学奖章获得者、人类表型组计划联合发起人莱诺•胡德(Leroy E. Hood)以“人类表型组计划:驱动医疗系统由疾病导向转为健康与预防为主导的变革”为题作报告。

“我所做的一切工作,就是从各个角度、层面研究如何更好地改善人类的生活和生命,让我们更健康地活下去,从而更好为社会做贡献。”现已85岁高龄的胡德站在讲台上谈起科学研究,依旧神采奕奕。


【资料图】

见证生物学、医学领域的七次范式变迁

讲座伊始,胡德以“盲人”和“大象”为喻,提出在生物医学和疾病研究中,如果只以单方面因素进行判断,那便是“盲人摸象”。“只有采取系统的技术方法和多模并进的研究策略,我们才能更好地认识和理解人类生命系统。”胡德认为,要判断人的健康状况作出疾病诊断,应具有更加整体的视角。

从1970年至今,胡德完整见证了生物学、医学领域的七次范式变迁。“这七个阶段都涉及到人类的复杂性,这也形成了我对于21世纪科学的看法。”在既往研究中,胡德发现,人类生命系统和疾病之间是相互联结的。步入21世纪,他将医学和信息技术相结合,提出了“P4医学”的概念。所谓“P4医学”,即以预测、预防、个性化和参与性(predictive, preventive, personalized & participatory)为特点的医学。其中,参与性是最具挑战性的特点,这要求从跨学科的视角开展研究,鼓励各个学科的学者参与其中。

在胡德看来,血液是研究健康和疾病的窗口之一。如果将器官与血液中的信息转化为生物数据,并与人体的健康轨迹联系起来,那将对人类健康产生极大的助益。为此,他认为推动人类表型组计划至关重要。

利用大数据促进健康生活与疾病预防

早在2014年,胡德团队对108位研究者进行了观察实验,对基因、蛋白、代谢、肠道菌群等个人健康指标数据进行采集,并检测生活习惯及环境。结果表明,基因对于人类有着重要影响,但并不是全部。人们需要根据自己的基因情况,调整饮食、运动和营养补充,采取更精准的疾病预防方案。

“人们通常认为,保持健康需要关注锻炼、饮食、睡眠、压力管理等方面。这还停留在传统的健康观念。”胡德指出,人类表型组计划能够带来的,是大数据驱动的科学健康。它包括对人类基因组和表型组的综合评估与分析,从而识别个体的营养缺乏并有针对性地进行补充,纠正异常的临床生化反应,并且瞄准出现症状前的健康-疾病转变阶段,反向追踪和改善生理衰老与代谢。

谈及衰老,胡德表示,表型组与人的年龄确定和寿命延长存在关联。相关研究的算法应用可以确定人体的生物年龄,这是因为生物年龄来源于深层表型,反映健康程度。例如,生病的人在生理上更老,器官明显老化。因此,减缓衰老过程能够延长个人的健康寿命,也能延迟和防止慢性疾病的发作,从而使个人的健康寿命与其理论寿命相等。

人类表型组计划的研究也能更好促进脑健康。“大脑和身体的健康是密切协调、相互促进的。”胡德介绍,人的认知发展轨迹在35岁左右达到顶峰,之后就开始下降。相关研究成果能使80岁的老人恢复相当于他们在30岁时应有的认知能力,也能对大脑疾病进行早期检测。

未来可在手机上快速生成个人健康数据

面向未来,人类表型组计划的下一步是什么?胡德从短期和长期两个维度进行了阐释。从短期来看,应当使用丰富的数据和系统驱动的方法,以2型糖尿病为起点,针对4种主要慢性疾病开展研究和临床试验。同时,有必要探索纵向表型组学,使用数字孪生技术获得更多数据,为个体的生命健康提供更深入的参考信息。从长期来看,要推动人类表型组大科学计划,必须由各国研究者们提出更长远的研究方案,充分应用超大规模人工智能引擎,构建知识图谱。胡德认为,未来十年,人类表型组计划可能会见证并推动医疗质量的显著提高,实现医疗成本的显著降低。

对此,胡德提出了三种方法:大数据与新的测量技术、系统生物学分析数据的方法、建模和评估个人复杂性。他也呼吁建立合作伙伴生态系统,获得更多的社会支持。他强调,新技术带来了新的认知深度,这些新的深度数据需要整合应用到临床实践中。“如果人类表型组计划能够持续进行,那么15年后,每个人的各种健康数据将可以通过手机快速生成,并从百万人级的研究成果中确定适配的药物。”

主旨报告结束后,胡德还与现场观众围绕人类表型组计划的推进、国际合作、科学产业化等话题进行交流互动。“中国是一块创新热土,相信未来会有更多创新企业在这块土地上发展起来。上海已成为全世界生物医学研发的中心之一。在人类表型组、基因组等研究方面,中国科学家已拔得头筹。”胡德期待未来能与中国科学家开展更多合作,对生命医学等领域重要问题开展联合攻关。

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