遗传学研究离不开实验(一)——访中国工程院院士、上海交大医学院曾溢滔教授

夏有为

(《实验室研究与探索》编辑部， 上海 200030)



·校长·名人访谈·

遗传学研究离不开实验(一)
——访中国工程院院士、上海交大医学院曾溢滔教授

夏有为

(《实验室研究与探索》编辑部， 上海 200030)

曾溢滔院士

文章首先结合医学遗传学的研究介绍了科学研究要解决的三个方面的问题，指出医学遗传学研究离不开实验，离不开实验室。接着提出实验室的建设要有明确的定位和任务。要注意科学实验设计的三个要素；要以创新思维来建设实验室。最后提出科学与艺术的融合关系。

实验； 遗传学； 医学： 科学研究； 实验室建设

1 科学研究的三个问题

1.1 遗传学研究离不开实验

夏有为(简称夏)：曾院士，您好！，您在遗传学研究方面卓有成就，请您结合自己的经历谈谈对科学实验的看法。

曾溢滔(简称曾)：好的，先说一件事，5月27日是我生日，而5月27日又是复旦校庆，这天还是上海解放日。真凑巧，这天我宣布辞去上海遗传研究所所长的职务(图1)，任命曾凡一当所长。那天，上海市卫生与计划生育委员会、交大医学院领导等都来了。会上，领导让我讲讲我的经历，我回顾了一下，1965年我从复旦大学研究生毕业到现在整整50年了。其实在做研究生前，我就一直是在做实验研究，但是系统的科学研究，应该是参加工作以后，我的专业是人类遗传学专业，回顾我的科研生涯，前30年我是做遗传医学研究，是研究遗传病的；后20年我把医学遗传学转向胚胎分子生物学，做转基因动物研究。从1995年开始，我们做转基因生产药物研究，至今已经20年了。不管前30年、后20年，我的研究都离不开遗传学，它是一门实验科学，它离不开实验室，离不开科学实验。回顾这50年，自己深切感受到的是做科学研究，不论基础科学也好，应用科学也好，它都离不开科学实验。

图1 曾溢滔院士在办公室

1.2 科学研究的三个问题

夏：医学研究本身就是一门实验科学吧？

曾：对，在医学科学研究中都离不开实验。做科学研究有几个问题要牢记，这对很多人特别是年纪轻的教师很重要。我对研究生说(图2)，搞研究你首先就要搞清楚目的是什么？归纳起来，就是要解决三个方面问题：

(1) 解决“是什么”。首先您要清楚您研究的对象是什么，就是要将它真实客观地给描述出来，搞清楚是什么东西。就像瞎子摸象，如果不知道它的全貌，不知道是真的还是假的，这怎么研究？搞清楚“是什么”本身就是一门很高深的学问。要去伪存真，由表及里，综合地客观地进行分析。现在我们很多科学研究到后来实验失败了，还是在于前面“是什么”没有搞清楚。你看到的是一个假象，是一个错误的东西，你去研究是不会有结果的，所以第一个要研究的“是什么”。

图2 曾院士在指导博士研究生

目前，我们大多数临床医生，还没有进入到实验室从事科学研究的经历。国外临床医生他们都要进入实验室，深入研究探讨疾病的发病机理和原因。但是我们现在大部分临床医生，忙于日常的门诊啊、手术啊，没有时间到实验室去进行实验研究，就算他带教的研究生去做了，他也没有精力，也缺乏经验去指导。所以大部分临床医生都只能根据病人的主诉，按照自己的经验和观察，把病人症状描述出来，再结合化验、实验室检查、X光检查、CT检查的结果，诊断出病人患什么病。

(2) 解决“为什么”。一个病人为什么会出现这种症状？又为什么会生这个病？就要解释他的发病机理。所以第二个问题是解决“为什么”，当你知道病人的客观真实情况是什么了，接着就要解决为什么会出现这种情况。临床研究是这样，对自然界的研究也都是这样：例如大自然出现各种不同的天气变化，火山爆发啊，下暴雨啊，要解释为什么会出现这样的情况。还有为什么有些物种会消亡，为什么新的突变动物会出现，都要解决一个“为什么”？也就是要进行机理研究，要介决一个“为什么”。

为了解决为什么？往往需要做实验。打个比方，对一个就诊病人，我们不能拿病人做试验，但我们可以用动物模型来模拟这个病，模拟出现某种临床现象。对于很多自然界的现象，例如对天气变化的成因，我们可以通过模拟人造的气候，也可以在实验室通过模拟实验来研究。对某种疾病的发病机理的研究，你可以根据对症状的观察，提出可能的假说，然后设计实验，再通过动物模型及实验室的实验分析，来验证所提出的假说，找出它的规律和原因。这就是科学研究的第二个方面：解决“为什么”。

(3) 解决“怎么办”。通过实验研究，我们找到原因，知道它的规律。人是不能够造规律的，自然界的规律我们只能够了解它、掌握它、控制它、并利用它。掌握了规律，我们就能够想出一些办法去解决。如果说我们前面讲的那个是描述性的科学，当中那个“为什么”是一个实验的科学、基础研究的话，后面一个研究“怎么办”则是一门应用的科学。我们中国正在改革开放，走向市场化，产业化，这为应用科学的发展创造了条件。

上面就是我想要讲的第一个问题。科学研究归纳起来就是这三个方面，但都离不开科学实验。

2 精准医学

曾：奥巴马在今年的国情咨文中提出来，要提倡精准医学，其实他就是通过科学实验来发现和找出病人的个体差异，进行精确准确的治疗。

夏：精准医学？

曾：精彩的精，准确的准，精准医学。就是根据不同的人，不同的情况，使用不同的治疗方法。而不是同种的病人只用同一种药。好比，一千个病人都用同样一种药，同一样的剂量，千遍一律，这是过去的做法。现在就是要按照因人而施治，要有个体化意识，即对合适的病人进行合适的治疗，或者叫精准治疗。

夏：精准医学是奥巴马提出的？

曾：对，今年1月20日奥巴马在美国发表的国情咨文上提出的。他们重点发展的就是精准医学，推行个体化基因组学研究，对不同的人，不同的发病方式，不同的遗传背景，用不同的办法，不同的药，也可叫个体化医学。例如，对乳腺癌，美国有位明星安吉丽娜·朱莉，她的妈妈和她的外祖母都是患乳腺癌而死亡，经过检查了解到，她的家族有个基因HER-2异常了。现在安吉丽娜·朱莉也查出有这个异常基因，但是她现在还没有出现乳腺癌，她就先把乳房切除了，避免以后会发生乳腺癌。对于这种病有个特效药就是赫赛汀，但是临床发现只有25%的人用这个药是特效的，75%的人用这个药是无效的。为什么？原来每个女性的HER-2基因不尽相同，有突变的、也有正常的，只有HER-2基因突变的才有效。据此我们就可以决定病人能够治疗和不能够治疗的问题。

你看如果我们明白这个道理，对患者治疗多么重要。下面我还是用刚才讲的科学研究三个方面来说明吧：第一，临床医生把乳腺癌病人使用这个药的反应记录下来，发现四分之三病人无效，四分之一有效，这就是“是什么”问题；第二，经过实验研究，发现原来里面有个HER-2基因，不同的人是不一样的，才知道当HER-2基因突变是阳性时，赫赛汀会与它结合，它才有效，而其他的没有结合的话，它就是无效的。这就知道了“为什么”。明白这个为什么以后，临床医生就知道“怎么办”了，他会根据这个机理，根据这个规律，先检查出这个病人的HER-2基因怎么样？然后再决定是否给他用这个赫赛汀，一例病人用这种药每年的药费是30万元人民币；用得不当，这75%的病人每年就把这30万元白白花费掉了，更重要的是给她的精神压力和身体健康都增加不少的负担。

举这个例子，恰好说明了我们刚才讲的我们科学研究要解决的三个方面：临床医生可以根据经验查得出病人患乳腺癌，就用赫赛汀，结果发现只有少部分病人有效。经过认真观察、总结，得出1/4与3/4这个比例，这就客观真实正确地记录了“是什么”。然后就有一批科学家去研究，研究这些病人有效无效的原因，有反应的和没反应的，最终找出有没有效果的原因，找出差别就在于这个HER-2基因，这就掌握了这个“为什么”，解决了机理问题，也就知道“怎么办”了。于是，临床医生、药品的出厂说明书都要求用药前先查基因，再决定是否用药。美国有100多种这类药，药监局(FDA)规定必须在说明书上讲清楚，要求用这个药前对病人必须作什么检查，这样无论临床医生也好，病人也好，都知道“怎么办”了。

3 重点实验室要准确定位

夏：曾院士对科学研究的三个方面以及精准医学讲的很清楚，这些都离不开实验，而实验的基地是实验室，您一直在重点实验室进行研究工作，对重点实验室您怎么看？

曾：现在我们国家建立了很多重点实验室，有国家的、部委的、地区的各类重点实验室。对于重点实验室我认为首先要注意定位。

3.1 准确定位

我觉得重点实验室必须要准确定位，要搞清楚你的重点实验室定位是基础研究，还是应用基础研究，或者是应用研究。对实验室的建设，实验室的机构设立，实验室的人员配备和培养，仪器设备装备都要以这个定位为依据，也就是根据这三个方面的任务来建设。对我们的研究生，以及分配来的科研人员，都要清楚地告诉他们，要弄清楚你所从事的是哪个方面的研究，根据不同方向而有不同的要求，开展不同的课题，提供不同的条件。当然这不是很严格的，不是绝对的，而且往往是相互交叉的。

3.2 注重转化

过去很多实验室的研究成果局限于发表论文拿奖，这不全面。怎么把这些研究的成果、发现的规律，去解决问题和转化，怎么推广应用，怎么产业化，怎么走向市场，扩大经济和社会效益，这才是我们的基本任务。现在医学界最热门的一个名词叫做转化医学，其实就是强调实验室的研究成果尽快的给予转化，也就是将这些成果应用于临床实践，用来解决病人的疾病防护。

3.3 辩证地看定位

建设一个实验室要明确其定位，例如我们研究所的卫生部重点实验室，是做应用基础研究的；而我们的上海市重点实验室，包括建在上海松江那里的转基因动物研究中心，是做应用研究的。我们就根据这个不同的定位，在仪器设备、人才培养、研究的课题、项目选定都不一样的。但也要辩证地看，因为并不是绝对的区分，而且往往是相互交叉的。

(未完待续)

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

夏有为(1933-)，男，江苏徐州人，教授，主编，在上海交大长期从事工程力学教学、科研和实验室工作，曾任实验室主任、实验室处处长，享受国务院政府特殊津贴，曾获国家级科技进步二等奖，主编出版著作8部，国内外发表论文80余篇。

G 64.0

A

1006-7167(2016)02-0001-03

编者按：中国工程院院士、上海交通大学医学院曾溢滔教授长期致力于人类遗传疾病的防治以及分子胚胎学的基础研究和应用研究，为我国基因诊断研究和胚胎工程技术的主要开拓者之一。他长期在实验室里开拓创新，取得了卓越的成就。本刊主编夏有为教授专程采访了曾溢滔院士，请他结合自己亲身的经历谈谈对科学实验的看法，他的观点鲜明，经验丰富，很有启迪性和指导性。现整理发表，以飨读者。