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首页 > 同行 > 2022年03月刊 > 聚焦 > 方晓 |“518 的时空演进”主题演讲之我见

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方晓 |“518 的时空演进”主题演讲之我见作者:

第一次完整、全面地听汪老师讲华大历史,从人类基因组计划1%项目,水稻基因组计划,自主可控平台的落地,到518的演进,体会颇深。下面是我这段时间的一些心得理解。

一、我们是一家科技产业公司,还是一个特殊的实体机构?

1999年,华大因人类基因组计划诞生。彼时汪老师、杨老师与路甬祥院长讨论代表中国加入人类基因组项目时,便回答了这个问题。

在此之前,生命科学基本上处于实验室阶段,人类基因组计划是这门学科走向大科学、大工程新范式的标志性事件,华大也从此刻下了大科学、大工程的基因。

从水稻基因组到测序仪,也正是这些基因的反应和表达。而2017年,引力波观测引起的物理、化学、生物乃至于哲学的讨论,则引发了华大创始人对生命起源、意识起源的进一步思考。518,是其具象的结果。

这就必然导致了华大的特殊性。

也因此,华大才能承受对1%项目的误解和争议,2007年毅然离开体制,南下深圳,之后,也经历了各种磨难,却依然初心不改,痴心赶考,用基因科技造福人类。如果没有对“真”(科学至上)、“善”(生命至上)、“美”(人民至上)的追求,是无法做到的。

二、我们更关注小猫钓鱼式的技术进展,还是科技引领性的突破?

作为一个立足于大科学、大工程的特殊实体机构,而不是一家单纯的科技产业公司,华大的关注点自然而然聚焦在科技的引领性突破上。这就是为什么我们在测序平台初见成效的时候,眼光已经落在了时空组学、四极探矿、大规模合成、超级物种等新的科技突破上。

大家担心南北两极永久冰盖的融化和消失会导致未知病毒肆虐,但从好的角度来看,分子生物学中扮演极其重要作用的Taq酶,就是来自黄石国家公园的热泉内,是在特殊自然条件下演化形成的酶。而低温、超高压、无光照的深海,低温、强日照、强辐射、缺氧的高原,这些地方必然已经演化出一些特定的蛋白,也包括酶。

我在读研究生的时候就已经接触过现在看来非常简单的蛋白折叠计算,AlphaFold为代表的化学、生物学人工智能,代表了完全不同的另一个方向,四极是向自然要模板,而AlphaFold则是根据模板(可能是天然模板,也可能是药物、疫苗)创造新蛋白。这些前沿性的科技突破,华大也必须要抓住,前瞻性布局的主要责任,一定是在技术委员会和研究院。

科技突破的另一个核心,在于工具。大工程首先是大工具,自主、可控的大工具。

汪老师讲过从虎克显微镜开始的生物学工具史,也讲过人类对温度的掌控历史,其实自然科学的每个门类,都不例外地适用工具决定论。比如天文史,从远古人类肉眼分出二十八宿或者八十八星座,到古代天文仪器准确预测日食、月食;1609年伽利略首次将望远镜用于天文观测,观察到金星的盈亏现象,证实哥白尼的预言,给予地心说沉重的一击;1814年,夫琅禾费用分光计发现了太阳光谱中的黑线,开始了天体物理学;二战后,随着射电望远镜的广泛应用,便有了60年代“天文学四大发现”(微波背景辐射、脉冲星、类星体和星际有机分子);1990年哈勃空间望远镜的上天,加上更大尺寸的地面望远镜,人们发现了包括暗物质在内的一大批新的现象和天体。在这个基础上,才有了2017年全球70+天文望远镜协同观测GW170817引力波。

从这个意义上说,工具即正义,工具即发现。而医学工具的核心是我们的测序PPP、时空一体机、超级合成仪、一体化脑部健康方案等。在这些大工具的支撑下,我们是不是能够收集到足够多的数据,产生突破性的成果,比如成果比较明显的无创产筛,或者有待突破的肿瘤领域等。

通过这些大工具,我们也可以学习“霸下”,做好“小六”,成功不必在我,但最前沿、最核心的产出,自然很容易从华大这样最具有工具和成本优势的地方产生。

三、我们要走常规的商业化道路,还是成本可控的大民生之路?

在马斯克的星链计划之前,摩托罗拉曾提出铱星计划。后者失败的重要因素之一在于价格,其设备终端售价数千至数万美元,通话费用高达每分钟数美元。

George Church谈到测序技术的时候说,MGI is the first company that can achieve affordable and essentially error-free genome sequencing。其中使用的两个词,affordable更为关键。affordable才能解决大民生的可及性问题。

测序从20世纪90年代末Sanger测序160美元一条lane700-800bp,到今天华大科服9.99/GB20多年时间,测序通量急剧提升,测序成本迅速下降,为大科学和大民生带来了新机遇。在成本进一步下降的过程中,新一产、新原料的全部自研、自产就成为成本可控的必经之路。

“生”“活”“染”等各领域,依赖国家基因组、大队列、大项目的大范围测序工作,可以对疾病进行重新认知,寻求新的筛查、诊断、治疗路径。而基于这些大科学成果,就能给大民生带来新机遇,唐氏综合征、遗传性耳聋、地中海贫血、结直肠癌,无不如此。

现在,即使仅仅是“读”里的无创产前基因检测,“应检尽检”的医保完全支付地区依然非常有限,大中城市的较富裕地区百姓基本可以做到“愿检尽检”,但实现全国乃至全球的全覆盖尚有很远距离。在此背景下,如果说35年甚至更久,以常规的商业思路,赚该赚的钱完全没有问题。长期处于紧张的竞争当中,聚焦于当前,不能说有错,但30年、50年,如何利用自主可控的平台,把成本可控的筛、诊、治推往人人可及的大民生,不忘初心,才是王道。

而在大民生的样本和数据基础上,比如武汉结直肠癌项目,实现民生科研突破,民生对科研的反哺,实现大科学(科研突破)、大工程(用自主平台)、大民生(民生项目)、大产业(民生、平台的产业发展)的互动,“草”(疾病筛查)、“兔”(深度科研)、“熊猫”(大健康产业)贯穿,是王道中的王道,这就是未来要形成更多百万、千万、亿级项目的根本原因。可及性不仅仅意味着价格可及,空间距离也同样要可及,要么向下扩张,要么网络、远程、智能。

B超项目为例,在大城市并不贵,老少边穷地区花费高的原因也不在于超声项目本身,而在于到达超声所在的城市所需要的时间成本和费用成本。随着国家迈入中等偏高收入国家,国民收入的进一步提高,操作人员的可及性也成为另外一个制约因素,这时候智能超声就成为必需。

将医检所升级成公卫医院、精准医学连锁店,并大规模迅速扩张,同样是解决可及性的一种方式。上海数字化医院已经开展得如火如荼,慢病配药可以在网上轻松完成看病并送货到家,如果能够结合华大的技术优势提供线上线下的普遍服务,也可以成为一个新的解决思路。

个人认为,除了大民生之路,还可以增加大科普之路。科普光靠尹总一个人是不够的。从宏观角度来讲,鲁迅、郭沫若弃医从文,不就是为了教育百姓吗?增进百姓的科学素养,少受网络不正确信息的干扰,正确对待运动、健康和医疗,对8Bi99同样有帮助。从微观角度来讲,多一个华大的科普名人、知乎大牛,华大的整体社会影响就正面一分,抵抗网络抹黑的力量就大一分。

四、在大科学、大工程、大民生的思路下,创始人的意志重要,还是管理重要?

战略上,强调科技创新、引领和突破,强调成本可控下的大民生,避免小猫钓鱼式的技术进展,是要优先于管理的事项。

爱迪生时代,一个十几个人的实验室就发明了电灯、留声机和电影放映机。到了20世纪三大项目,曼哈顿工程10万人、历时3年,阿波罗登月计划30万人、历时8年,人类基因组计划6个国家、历时13年。这类大项目的推进,不仅有赖于推动者的眼光和坚持,也有赖于管理技术上的精进。

人类基因组计划期间曾出现一个事件,塞雷拉Celera一家公司仅用3年就完成了6个国家13年的工作,这是一个里程碑式的事件,意味着有大公司的科研能力已经开始超越PI体制、举国体制甚至全球协作体制。三星博物馆看到的科学进展,如今SpaceX发射成本仅为NASA、俄罗斯和我国官方机构的几分之一,也是同样的道理。

这些公司强在哪里?首先是领导人的意志,曼哈顿工程、阿波罗登月计划还有两弹一星,都是国家领导人意志的产物,但人类基因组计划作为全球协作体制,并未形成真正的领导人意志。而公司创始人、领导人的理想和意志,在Celera、三星、SpaceX就显得尤为重要。

其次是,领导人的意志通过管理有效地传达到各个层级,形成合力。举个例子,滑雪运动中,追求速度突破天际抑或悠哉游哉,这是滑雪者的意志,而如何加速、如何减速、如何拐弯、如何避障,甚至如何摔倒不受伤、少受伤,则为管理。SpaceX一箭一百四十三星,在成本上形成巨大优势,但也意味着中间不能有一点差错,这是技术突破,也是管理精进,两者相辅相成。


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