·在胡德看來，數(shù)據(jù)驅(qū)動的健康和預(yù)防科學(xué)，是至今為止醫(yī)學(xué)史上最大的范式轉(zhuǎn)變?！拔?guī)缀醮_認(rèn)，如果人類表型組計劃能夠持續(xù)進(jìn)行，那么15年后，每個人的各種健康數(shù)據(jù)將可以通過手機快速生成，并從百萬人級的研究成果中確定適配的藥物?！?/p>

“我所做的一切工作，就是從各個角度、層面研究如何更好地改善人類的生活和生命，讓我們更健康地活下去，從而更好地為社會做貢獻(xiàn)?！?5歲高齡的美國四院（美國國家科學(xué)院、美國國家工程學(xué)院、美國國家醫(yī)學(xué)院、美國人文與藝術(shù)科學(xué)院）院士、中國科學(xué)院外籍院士萊諾·胡德（Leroy E. Hood）神采奕奕地說道。

7月3日，在復(fù)旦大學(xué)相輝堂舉辦的第三期“浦江科學(xué)大師講壇”上，胡德發(fā)表了以“人類表型組計劃：驅(qū)動醫(yī)療系統(tǒng)由疾病導(dǎo)向轉(zhuǎn)為健康與預(yù)防為主導(dǎo)的變革”為題的講座報告。

講座伊始，胡德以“盲人摸象”的比喻表示，在生物醫(yī)學(xué)和疾病研究中，如果只以單方面因素進(jìn)行判斷，那便是“盲人摸象”?！爸挥胁扇∠到y(tǒng)的技術(shù)方法和多模并進(jìn)的研究策略，我們才能更好地認(rèn)識和理解人類生命系統(tǒng)。”胡德認(rèn)為，要判斷人的健康狀況并作出疾病診斷，應(yīng)具有更加整體的視角。

論壇現(xiàn)場圖。圖片來源：復(fù)旦大學(xué)

開展“人類表型組計劃”，延長人類壽命

因此，胡德和復(fù)旦大學(xué)校長金力等學(xué)者一同發(fā)起了“人類表型組計劃”，“這可能是一個為期十年以上、百萬人級的計劃。”胡德在演講時說道。

所謂表型組，是指生物體從微觀（即分子）組成到宏觀、從胚胎發(fā)育到衰老死亡全過程中所有表型的集合。胡德介紹，一個人的表型包含身體的各種變化情況，囊括一個人的縱向生命軌跡。而對于全體人類而言，表型集合包括基因組、行為和環(huán)境，是對人類不斷變化的表型的持續(xù)評估，包括血液分析、腸道微生物組、大腦和數(shù)字健康分析、電子健康監(jiān)測信息等，開展人類表型組研究，系統(tǒng)解析表型組與基因組以及不同表型之間的關(guān)聯(lián)，發(fā)現(xiàn)人類健康和疾病等表型特征形成的內(nèi)在規(guī)律和生物標(biāo)志物，已成為當(dāng)前國際學(xué)術(shù)界的共識。

胡德舉例：比如，表型組與人的年齡確定和壽命延長存在關(guān)聯(lián)。相關(guān)研究的算法應(yīng)用可以確定人體的生物年齡，這是因為生物年齡來源于深層表型，反映健康程度。例如，生病的人在生理上更老，器官明顯老化。因此，減緩衰老過程能夠延長個人的健康壽命，也能延遲和防止慢性疾病的發(fā)作，從而使個人的健康壽命（指人體能維持良好日常生活功能的年限）與其理論壽命（約120歲）相等。

人類表型組計劃的研究也能更好促進(jìn)腦健康?！按竽X和身體的健康是密切協(xié)調(diào)、相互促進(jìn)的?！焙陆榻B，人的認(rèn)知發(fā)展軌跡在35歲左右達(dá)到頂峰，之后就開始下降。相關(guān)研究成果能使80歲的老人恢復(fù)相當(dāng)于他們在30歲時應(yīng)有的認(rèn)知能力，也能對大腦疾病進(jìn)行早期檢測。

15年后，人們將可通過手機快速生成健康數(shù)據(jù)。

從1970年至今，胡德完整見證了生物學(xué)、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的七次范式變遷?！斑@七個階段都涉及到人類的復(fù)雜性，這也形成了我對于21世紀(jì)科學(xué)的看法?！焙抡f。

在既往研究中，胡德發(fā)現(xiàn)，人類生命系統(tǒng)和疾病之間是相互聯(lián)結(jié)的。步入21世紀(jì)，他將醫(yī)學(xué)和信息技術(shù)相結(jié)合，提出了“P4醫(yī)學(xué)”的概念。所謂“P4醫(yī)學(xué)”，即以預(yù)測、預(yù)防、個性化和參與性（predictive, preventive, personalized & participatory）為特點的醫(yī)學(xué)。其中，參與性是最具挑戰(zhàn)性的特點，這要求從跨學(xué)科的視角開展研究，鼓勵各個學(xué)科的學(xué)者參與其中。

每一次生物學(xué)等領(lǐng)域的變遷都意味著更多可能性的出現(xiàn)。現(xiàn)在，面對大數(shù)據(jù)時代，胡德認(rèn)為，采用基因組和縱向表型分析的數(shù)據(jù)驅(qū)動方法，能有效優(yōu)化個人健康評估，這種方法催生了以人口為基礎(chǔ)的精準(zhǔn)醫(yī)療系統(tǒng)。他舉例：在一項為期4年、以5000人的數(shù)據(jù)為樣本的研究中，這一系統(tǒng)得到了驗證。在胡德看來，數(shù)據(jù)驅(qū)動的健康和預(yù)防科學(xué)，是至今為止醫(yī)學(xué)史上最大的范式轉(zhuǎn)變?！拔?guī)缀醮_認(rèn)，如果人類表型組計劃能夠持續(xù)進(jìn)行，那么15年后，每個人的各種健康數(shù)據(jù)將可以通過手機快速生成，并從百萬人級的研究成果中確定適配的藥物?！?/p>

未來將針對慢性疾病進(jìn)行深入探索

面向未來，人類表型組計劃的下一步是什么？胡德從短期和長期兩個維度進(jìn)行了闡釋。

“從短期來看，應(yīng)當(dāng)使用豐富的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)驅(qū)動的方法，以2型糖尿病為起點，針對4種主要慢性疾病開展研究和臨床試驗。”胡德說道。同時，有必要探索縱向表型組學(xué)，使用數(shù)字孿生技術(shù)（Digital Twin，也被稱為數(shù)字映射、數(shù)字鏡像，是一種旨在精確反映物理對象的虛擬模型）獲得更多數(shù)據(jù)，為個體的生命健康提供更深入的參考信息。

從長期來看，要推動人類表型組大科學(xué)計劃，必須由各國研究者們提出更長遠(yuǎn)的研究方案，充分應(yīng)用超大規(guī)模人工智能引擎，構(gòu)建知識圖譜。胡德認(rèn)為，未來十年，人類表型組計劃可能會見證并推動醫(yī)療質(zhì)量的顯著提高，實現(xiàn)醫(yī)療成本的顯著降低。

演講結(jié)束后，還有不少聽眾向胡德提問?！懊鎸θ松霓D(zhuǎn)折點，應(yīng)該如何做好正確的選擇？”對復(fù)旦大學(xué)人類表型組研究院執(zhí)行院長田梅的這個問題，胡德答道：無論面臨什么轉(zhuǎn)變，自身特點、愛好和能力的結(jié)合很重要，個人選擇要與解決問題的能力相一致。他回憶起自己博士研究生時老師的教誨，“要始終走在時代前沿，并努力發(fā)明一種新的技術(shù)或方法?！?/p>

此外，自上世紀(jì)九十年代起，胡德單獨或合作創(chuàng)立多家生物技術(shù)公司，這些公司大多關(guān)注基因診斷以及醫(yī)療器械制造方向。對于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的初創(chuàng)企業(yè)，胡德也給出了他的建議。他認(rèn)為，科學(xué)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)當(dāng)與社會發(fā)展的實際需求結(jié)合起來。創(chuàng)業(yè)一定是充滿艱辛的過程，要有遠(yuǎn)大的志向，規(guī)劃好方向并落到實處。同時，創(chuàng)新意味著和別人不一樣，“不能穿新鞋走老路，而要在實踐中證明自己與眾不同，并以樂觀自信的心態(tài)面對各種挑戰(zhàn)?！焙抡f道。

現(xiàn)場聽眾提問。圖片來源：復(fù)旦大學(xué)

“中國是一塊創(chuàng)新熱土，相信未來會有更多創(chuàng)新企業(yè)在這塊土地上發(fā)展起來。上海已成為全世界生物醫(yī)學(xué)研發(fā)的中心之一。在人類表型組、基因組等研究方面，中國科學(xué)家已拔得頭籌?！焙缕诖磥砟荛_展更多合作，對生命醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域重要問題開展聯(lián)合攻關(guān)。

還有聽眾向胡德請教健康生活的秘訣，這位年過八旬仍精神矍鑠的老人在現(xiàn)場分享道：“我覺得鍛煉非常重要，我如今依然每天堅持做100個俯臥撐，也經(jīng)常進(jìn)行球類運動和跑步。建議大家多做有氧運動，進(jìn)行適當(dāng)?shù)内は牒头潘??！?/p>

（原標(biāo)題：美國“四院”院士萊諾·胡德：基因組和表型分析數(shù)據(jù)催生精準(zhǔn)醫(yī)療）

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