4 月 1 日,复旦大学第十期“浦江科学大师讲坛”举行,英国皇家医学科学院院士、澳大利亚国家表型组中心主任、复旦大学生命科学学院名誉教授杰里米・尼科尔森,以《表型组医学:在不断变化且不可预测的世界中推进疾病预防与诊断》为题发表主题报告。
上海市政协副主席吴信宝出席讲坛,并为尼科尔森颁发 “浦江科学大师讲坛” 主讲人证书,复旦大学校长、中国科学院院士金力主持讲坛。
从基因组迈向表型组,开拓 “延年益寿” 新路径
尼科尔森在演讲中指出,精准医学旨在帮助人类活得更长寿、更健康。尽管基因组测序工作取得显著进展,早在 2003 年,92% 的人类基因组就已完成测序,但剩下 8% 的测序与图谱编制工作仍在持续推进。然而,由于人类生活环境处于动态变化之中,单纯聚焦基因层面远远不够。在此背景下,表型组学应运而生。
尼科尔森介绍,人类表型组涵盖了基因、环境因素间的互动,这些互动对人类预期寿命产生影响。表型组由基因、表观遗传等复杂相互作用产生的可测量特征组成,表型组学也成为继基因组学之后生命科学领域的又一研究重点。尼科尔森通过对比伦敦四百年间的死亡数据,展示了环境与人体互动方式的变迁,强调了环境影响和社会背景在健康问题中的重要性。
借助先进医疗技术,破译健康危机 “代谢密码”
尼科尔森表示,人类健康密码不仅存在于人类基因中,更蕴含在微生物基因的复杂互动里。肠道微生物的代谢产物与多种疾病直接相关,传统医学模式已难以应对现代健康挑战,而表型组医学为解决这一难题提供了全新视角。
澳大利亚国家表型组中心研发了一系列先进技术。低成本、便携式的核磁共振 NMR 设备,可快速评估心血管风险与早期感染迹象。疫情期间发现的尿液生物标志物,未来有望通过家用检测试纸实现病毒早筛。此外,i - Knife 技术能在 0.1 秒内区分肿瘤与健康组织,精准率超 95%。结合 MRI 与 AI 的手术机器人,将根据代谢图谱实现精准手术,提高患者愈后生存率。
打破国界限制,国际合作破解生命健康难题
面对生命健康领域的全球性挑战,尼科尔森强调国际合作的重要性。他展示了国际表型组中心网络的蓝图,科学家将通过共享数据、统一标准,构建全球健康预警系统。尼科尔森指出,中医药在预防医学领域极具价值,与侧重疾病治疗的西医形成互补,二者的协作互补值得深入研究。
2018 年,复旦大学牵头实施人类表型组国际大科学计划(一期),联合全球顶尖科研力量,构建了全维度表型解析体系。尼科尔森表示,该计划已取得一系列突破性成果,推动了精准医学发展。下一步,团队将着力克服样本收集处理问题,深化国际合作。
在互动环节,针对学生提出的 AI 能否参与表型组研究的问题,尼科尔森指出,AI 可用于大规模群体分析,但在分析差异化个体时存在局限,科学家在科研中的核心地位不可替代。