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研制出世界上首张个体化用药基因芯片!他被授予湖南省科学技术杰出贡献奖

2020-06-12 08:49:39  来源:湘伴  作者:

6月10日上午,湖南省科技创新奖励大会在长沙召开。287项省科学技术奖获奖项目、团队(人选)入选。

其中,省科学技术杰出贡献奖授予了民盟盟员、中国工程院院士、中南大学湘雅医院终身教授、中南大学临床药理研究所所长和中南大学湘雅医学检验所所长周宏灏。

微信君第一时间带你了解这位我国遗传药理学、药物基因组学和个体化医学的开拓者和奠基人背后的故事。

▲ 周宏灏院士

人 物

周宏灏,男,1939年出生于长沙,中国工程院院士,中国医学科学院学部委员,中南大学湘雅医院终身教授,中南大学临床药理研究所所长和中南大学湘雅医学检验所所长,国家卫健委个体化医学检测培训基地负责人。30余年来从事药物反应性种族与个体差异遗传机制与转化应用研究,是我国遗传药理学、药物基因组学和个体化医学的开拓者和奠基人。

率先提出和推动“量体裁衣”个体化药物治疗,创建我国首个个体化用药咨询中心,开发首张个体化用药基因芯片,并推动我国个体化医学分子检测的规范化和标准化国家管理。获国家科技进步二等奖等国家级和省部级奖励20余项。在包括《新英格兰医学杂志》在内的国际SCI期刊上发表论文440余篇,出版中、英文专著和医院校教材十余部。

故 事

从繁忙喧闹的长沙湘雅路上,走进百年历史的湘雅医学院老院子,很快归于宁静。周宏灏院士的办公室,就在一栋不起眼的老楼里。

摆满整整一面墙的书,默默陪伴着主人。从当年的临床医生,到桃李满天下的师者、遗传药理学和药物基因组学的开拓者,书本的力量一直都在心中。他开创的研究领域,更从著书立说走向了应用。越来越多的跟随者正在投身这场人类用药革命的研究,先测基因再用药的精准医疗模式正在惠及更多的患者。

站在办公室外露台的暖阳中,周宏灏院士对记者说:“1983年,我的脑子里就有了这个想法,30多年就做了个体化医疗这件事。最满意的成果是什么?还没有,在后面。”

为了搞清楚临床咨询时遇到的一个用药疑问,开创了遗传药理学研究,一篇论文改写了多国新药申报指南

出生在教育世家的周宏灏,上世纪五十年代选择了学医。1983年,他在香港大学做访问学者时,每周有半天时间看高血压门诊。一个有趣的现象,吸引了他。

同样的病情、同样的药物,英国人所需的有效剂量是中国人的2倍甚至8倍之多。当时,对此的普遍解释是中国人的体重比英国人轻,因为“体重论”是已被国际医学界广泛认同的“真理”。

▲ 周宏灏院士(右一)在科研中

但周宏灏提出疑问:“体重差距不可能有2到8倍这么大啊!会不会有一个规律性的因素或者机制引起药物反应的种族差异呢?”他决定探索下去。

要证明自己的猜想,就得找到愿意接受观察的不同人种样本,拿出实验数据。

没想到,研究从香港做到了美国。“当时在香港的白种人样本太少,而到了美国,找到华人样本又很难。”回忆当年,周宏灏院士坦言艰辛。

他认准的事,再大的困难也会不放弃。在美国的范德比尔大学中,周宏灏经过几年攻关,用数据证实了黄种人和白种人对药物代谢和敏感性均有显著差异,并最终系统阐明了药物反应种族差异的机制。这篇研究论文发表后,被国际同行誉为“药物反应种族差异的经典研究”和“遗传药理学领域的一个里程碑”。

“美国FDA首先修改了指南,规定新药临床试验和国外药品注册需要考虑种族因素,要求临床试验评价一定要有不同人种的样本。”周宏灏院士说,其他国家随后也修改了相关指南。

发现个体之间的用药差异,研制出有自主知识产权的世界上首张个体化用药基因芯片,开创了基因导向个体化用药新时代

1991年,周宏灏放弃国外优厚的条件,回到了湖南医科大学(现中南大学湘雅医学院),建成国内第一个临床药理研究所。

研究该往何处走?周宏灏又有了一个大胆的猜想。既然世界不同种族的人用药有差异,那么中国不同民族之间、不同个体之间用药会不会也有差异?

“我带着学生到全国各地调查,多次乘坐旧吉普车沿着悬崖峭壁在盘山公路上颠簸,走访苗、侗、土家群众的寨子,采集寨民们服药后的血样、尿样。”周宏灏院士回忆。

就这样,历时20年,先后采集了4950人用药后样品,对汉、侗、苗、白和傣等5个民族的药物代谢酶活性和基因分布频率进行了系统的遗传学研究,还进一步研究了遗传变异和环境因素的相互作用对药物代谢的影响。

“研究结果确证了我们的想法。在排除了年龄、不同种族间的药物代谢差异时,我们发现在同一种族内的个体间差异更为重要和显著,在用药的跨度上更大。做多了就找到了规律性。根据基因-剂量效应,大体上知道剂量高低水平,并开始根据遗传来调整用药。”周宏灏院士感慨,灵感还是来源于科学的思路和实践。

“同样一杯酒,三个人喝。有的醉了,有的喝得刚刚好,有的没喝够。差别背后是三人体内代谢酒精的酶的数量不一样,根本的原因是基因有差异。”周宏灏院士深入浅出地解说道,每个人用药时的安全性和疗效有差异,背后的根源也是基因。

2005年,世界上首张个体化用药基因芯片在周宏灏的实验室问世。它可以直接检测药物代谢酶和受体的基因变异。只要在用药之前找到这些有意义的基因变异,就可以根据检测的结果来调整用药剂量,或者选择所用药物。很快,国内首家基于药物相关基因用药的个体化用药咨询指导中心,在湘雅三医院建成。

“我喜欢做有挑战的事。科研很难,一辈子能做成一件事不容易,再大的困难也要做”

开创性的工作,遇到的沟沟坎坎往往更多。

“研究之初,我专攻的是遗传药理学,别人问我做这个有什么用呢?我说为了以后个体化用药,但当时却不知具体应如何操作。”周宏灏院士回顾探索路上的困难说,后来搞个体化用药基因芯片,全世界都没有的,国家也没有相关指南,又一步步推动着国家完善了管理。

“我喜欢做有挑战的事。科研很难,一辈子能做成一件事不容易,再大的困难也要做。”周宏灏院士主动向记者分享他的体会,“就怕这里搞下那里搞下,什么都搞不成。困难什么时候都有,努力去克服就好。”

前几年,周宏灏院士的一项“个体化医学基因检测技术”成果转让成功,7件发明专利和40项应用技术共获技术转让费2.2亿元。

“我最欣慰的是,开创的个体化精准医疗理念、模式已经被越来越多的人接受,并深入到医疗过程的很多环节,像肿瘤的靶向治疗。现在一些县级医院也可以做基因检测了。”周宏灏院士还透露,他的团队正在挑战更复杂的研究,也就是在基因变异这项单个因子的基础上综合考虑年龄、性别、合并疾病等多个因子对药物安全性和有效性的影响,进一步提高个体化医疗的精准度。

教了40多年书的周宏灏,很喜欢和学生们在一起。

一次课题组会上,有学生抱怨数据分析困难,想将结果中一组偏离较大的数据舍弃。看到这一幕,周宏灏立即找出自己曾经的研究课题结果展示给大家。正当所有人都一头雾水时,他缓缓说道:“我能找到新的基因突变位点,就是因为当年没有放弃分析和研究那个偏离值最大的数据。”

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