程京院士：分子本草技术创新中药方剂，已进入临床研究阶段

5月30日是全国科技工作者日。近日，在北京市委宣传部、市科协等部门组织开展的遴选活动中，中国工程院院士、清华大学医学院讲席教授、生物芯片北京国家工程研究中心主任程京当选为2023年北京“最美科技工作者”。

在接受采访时，他表示，其与团队研发的分子本草技术在创新药物开发方面展现出了巨大潜力，针对慢性心力衰竭的全新方剂已经进入临床研究阶段。

中国工程院院士、清华大学医学院讲席教授、生物芯片北京国家工程研究中心主任程京。郑新洽 摄

研发遗传性耳聋基因检测芯片，助力防聋事业

1963年，程京出生在一个医学氛围浓厚的家庭。在求学时代，他就完成了“多学科”的积累。

他本科就读于上海铁道大学（现同济大学）电气工程专业，后前往英国从事司法生物学研究，其间分别在英国史查克莱大学和英国阿伯丁大学完成了司法生物学博士后和分子及细胞生物学博士后研究。1994年，他进入生物芯片这一工程、技术和生命科学交叉的新领域。

1999年，怀揣着发展我国生物芯片的理想，作为清华大学“百名人才引进计划”第一人，36岁的程京回国。20多年里，程京带领中国生物芯片实现了从“一贫二白”到“惠及世界”的巨大跨越。

2009年，他带领团队研发了全球首张遗传性耳聋基因检测芯片，覆盖了能够检测先天性耳聋、药物性耳聋、迟发性耳聋的相关致聋基因位点。

这张芯片已在我国20多个省、自治区、直辖市被应用于新生儿及高危人群遗传性耳聋筛查民心工程。这项精准医疗的标志性成果，已为全国600万以上的新生儿开展了免费筛查，实现了耳聋从被动康复到主动预防的重大突破，直接让16万多名新生儿及其母系家庭成员免于药物致残，为国家节约了超过800亿元的医疗支出，中国也因此成为国际上规模最大的遗传性耳聋基因筛查国家，在防聋事业上走在了世界领先地位。

从“非典”到“新冠”，带领团队走在科技抗疫前线

2003年SARS疫情肆虐期间，程京密切关注着国内外关于“非典”致病病原鉴别和SARS病毒基因测序的进展。他十分清楚，只要病毒的全基因测序结果一出来，就意味着这场抗击“非典”的斗争找到了突破口。为此，他组织团队启动SARS病毒检测基因芯片研发项目，力图找到快速早诊SARS的有效途径。

2003年4月26日凌晨1点43分，程京带领团队利用基因芯片首次成功实现了对“非典”病人临床样本的检测和确认。临床验证和排查工作的结果表明，SARS病毒检测基因芯片在技术方法的严谨性、发病早期检测、检测准确率和灵敏度等方面均有明显优势，为SARS病毒的快速早期临床诊断提供了可靠高效的方法和途径。

“我们的芯片被用于为北京市43家‘非典’定点医院的所有非典病人开展样本检测。最终北京对外宣布‘非典’解禁，所依据的就是由这些芯片对最后有基础病、出不了院的近百号病人的样本进行检测后所出具的阴性报告。”

2019年底，在新冠肺炎疫情暴发初期，作为2003年抗击SARS的“老兵”，程京主动请缨，带领团队仅用一周时间，就成功研发出了全球首款可在1.5小时同时检测多种病毒（含新冠病毒）的“呼吸道多病毒核酸检测芯片系统”，实现了对新冠患者的精准诊断、有效分流。产品获批后，连夜向武汉疫区捐赠1.2万人份的芯片试剂盒，在武汉一线危重病人的抢救中发挥了重要作用。

为抗击新冠疫情，他带领团队不懈攻关，又快速研发出系列检测新技术，其中包括全球第一个无空间隔离要求的车载式全集成新冠病毒核酸检测移动实验室，搭载自主研发的原始“样品入-结果出”的全集成芯片系统，可实现多种需求场景下的高灵敏度150拷贝/毫升、不开盖快速检测，45分钟即可完成全程实验，最快35分钟报告阳性结果。

这项技术已成功保障了北京2022年冬奥会、冬残奥会期间各国首脑、政要的落地核酸检测，并执行了印尼总统、德国总理访华代表团停机坪现场快速放行检测任务，用高科技手段守护国门，为国家树立了强国形象。值得一提的是，这项成果还拿到了CAETS（31个国家国际工程院理事会）颁发的首届唯一一项“2021 CAETS传播奖-工程成就奖”。

2020年5月，全国人大代表、中国工程院院士程京正在介绍生物芯片。李凯祥 摄

研发分子本草技术，加速中医药国际化进程

作为全国人大代表，程京多次在两会发言中提到“中医药要守正创新”“借助科技手段提升中医药现代化水平”。

程京称，中医药实现国际化、走向世界，存在中西无法“同频”的困局，所以中医药很难被西方认可和接受。西医是实验医学，而中医是实践医学，一开始是试错试出来的，对于过程及原理等没有清楚的认知。“我的理念是：‘中医西释’，也就是用西方人听得懂的科学语言解释给他们听。” 程京表示。

近年来，程京带领多学科交叉团队研发的分子本草技术，通过现代生命科学、人工智能和高性能计算，首次构建了国际上超大规模的中药分子功能组学数据库，系统评价了中药逆转人体疾病分子信号通路的科学内涵和创新中药开发，促进了中医药的科学化、工程化、数字化、标准化、智能化发展。“当把最新的基因组分析技术、人工智能技术引入研究后，平时需要人思考的内容，就变成由计算机自动完成，从而形成合适的药方。”

他希望可以通过这些技术，让国际同行更清晰地理解中医治病的原理，从而推动中医药的国际化进程。目前，中药功能组学数据库已经检测了900多种中药、300多种食物，包含了10亿级基因表达谱数据和2500多万条信号通路分析结果，对中医药的现代化科学解析、守正创新和传承发展具有重要意义。

“分子本草技术从传统的经典理论和经验用药入手，结合现代生命科学和人工智能技术，针对国际医疗难题——慢性心力衰竭开发了全新方剂，现已进入临床研究阶段。”他说，在临床观察实验中，该方剂对水肿、喘憋、疲倦乏力等症状表现出了很好的临床疗效，对于慢性心衰患者心肌细胞、肾细胞等的疾病信号通路改善率达到90%以上。今年4月，该方剂已在7家权威医院开始进行多中心临床试验。

■ 寄语年轻科研工作者：兴趣是最好的老师

新京报：生物芯片有哪些应用场景？

程京：生物芯片的应用非常广泛，首先是国家安全，它可以帮助检测生物武器，是一项防御措施；其次是人身安全，可以有效协助公安侦查破案、抓获犯罪嫌疑人；在环境安全方面，能检测环境中是否存在有害物质；在农业育种方面，能找到影响农作物性状的基因，从而更好地进行培育种植；当然，生物芯片的最大用途还是疾病的诊断以及药物开发。

新京报：在全国科技工作者日到来之际，作为2023年北京“最美科技工作者”，你有哪些感悟可以分享给年轻科研工作者？

程京：作为一名科技工作者，要有责任感、使命感，更要有兴趣。我给喜欢科技事业的年轻人一个建议：在进入一个领域之前，要充分了解自己的兴趣点，有兴趣的话没有老师也可以无师自通，兴趣就是最好的老师。

新京报记者 张璐 实习生 宋婧

编辑 陈静 校对 李立军