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清华院士程京:探路生物芯片
发布日期:2011-4-8  浏览次数:1184 
  医学和工程科学结合以后,有很多对未来的探索,需要我们研究人员去参与,这样才能将最新的科研成果应用于解决病患问题。——程京

  2009年12月2日,中国工程院新增院士名单公布,清华大学医学院生物医学工程系46岁教授程京当选院士。

  曾经在国际会议上作过57次报告的程京,穿上白大褂,融入学生,一个年轻的团队充满活力。一块指甲大的生物芯片,集成着这个团队10年来的艰苦探索,浓缩着这个团队对未来生物芯片领域的创新与梦想。程京小心翼翼地拿着这块芯片,情不自禁地说:“这芯片将走向全世界!”

  出生在知识分子家庭,程京从小就是一个善于思考又敢于坚持的人。1979年高考填志愿时,由于家中有行医传统,给他填了10个志愿,全是医科,可是当时的程京一心想学点鲜活的知识。于是,程京把这10个志愿全改了。

  就这样,程京在16岁那年顺利进入上海铁道大学(现同济大学)电气工程系,就读机车电传动专业。

  1983年毕业后,程京作为助理工程师,被分配到铁道部资阳内燃机车厂。日复一日的重复,程京感到枯燥,从而寻求改变。哪个工作能像武侠小说一样,让人充满幻想、充满好奇、充满激情?公安破案!那时,西南政法大学正好要建一个全新的司法鉴定中心,急需理工科人才。就这样,程京进入了鉴定中心工作,不久便被送到英国斯特拉思克莱德(Strathclyde)大学作为访问学者进修一年。

  在英国,程京师从国际著名刑事技术专家Brian Caddy教授。以培养科学家为理念的导师为程京制定了“一年计划”,从事司法化学研究。仅用了9个月,程京便完成了既定任务。导师非常欣赏程京,留程京继续攻读博士学位,并完成“DNA指纹鉴定新策略”的博士课题。

  从无到有,从不会到会,程京开始进军生物领域,导师向他承诺:“这套系统由三个部分组成,只要你完成其中任何一个部分,就可以拿博士学位。”花了7个月时间,程京完成了第一个部分,就去找导师,“我是不是可以毕业了?”导师笑了,让程京再做一个。仅用5个月时间,第二个部分又宣告完成……就这样,在两年半的时间里,好强的程京完成了系统研究,拿到了我国派出留学生中第一个司法生物学博士学位,并在英国申请了两项专利;发明两项核酸萃取技术并参与开发出3个产品,由GE Health care等全球销售10多年。

  1994年,一个偶然的机会,程京看到美国宾夕法尼亚大学医学院刊登的一则招聘广告,要求应聘人员“本科学工程,研究生学生物学、分子生物学更好,并愿意从事生物芯片研究”,程京眼前一亮。最终,他以“perfect match”(完美契合)的条件进入了美国宾夕法尼亚大学,从此迈入生物芯片研究领域。

  从电气专业到生物学、生物芯片,把工程应用到医学领域,程京转了一圈,又回到了医学领域。程京笑着说:“这是冥冥之中天注定。”同时,程京也发现,医学不再枯燥乏味,相反,医学和工程科学结合以后,有很多对未来的探索,需要我们研究人员去参与,这样才能将最新的科研成果应用于解决病患问题。

  最让程京欣慰的是,回国前首次在国际上研究完成了集血液中细菌分离、胞解及杂交检测为一体的芯片实验室系统,1998年该成果以Lab on a Chip为封面故事发表在《自然—生物技术》(Nature Biotechnology)上,并被《科学》杂志当年评选出的世界十大科技突破引用。

  在国外的日子,程京的归国愿望日益强烈。

  1999年3月,当时已是美国Nanogen公司首席科学家的程京,成为清华大学“百人计划”引进的第一人回到祖国,担任清华大学生命科学与工程研究院教授、博导,生物芯片研究与开发中心主任。

  一切从零开始。在生物系一间20平方米简陋的地下室,程京带领研究人员开始了在生物芯片领域的研究。经过10年脚踏实地的探索,他带领的研发团队建立了用于疾病预防、诊断及预后的快速、高通量分子分型芯片技术体系,首次在国际上研制成一次能分析数千个样品、准确度99%以上的HLA分型基因芯片系统,打破了国外在HLA分型领域的垄断。耳聋诊断基因芯片和结核耐药基因检测芯片等一批芯片产品获得国家药监局和欧盟CE认证进入临床应用。他们还研制出多项具有无标记、实时、定量、高通量检测特点的细胞芯片实验室系统,部分技术可用于国防,下一代基因芯片工作站系统等生物芯片配套仪器,则拿到了2007年度国家技术发明奖二等奖。

  “标准是最重要的。”程京说,回国后他经常说的是“SCI”,后来是“知识产权”,现在最关注“标准”。通过与政府积极沟通,程京团队不失时机地组织全国同行成立了全国生物芯片标准化技术委员会,跟行业一块制定生物芯片的国家标准。

  一切的成绩来自艰辛的创业。“起家时比较艰苦,但充满欢乐。”当时,实验室左边是厕所,右边是动物房,门窗都是破的,连桌椅都是“捡”的。当时国家投入了大量资金,程京年轻的团队面临着巨大的压力。“我们做的一切都备受关注。”程京坦言,“从精神上讲,这是一种负担,但是我认为这件事情是值得做的,我愿意去做,因此在做的过程中,虽然很累很苦,但我很享受。”

  10年前到清华入住甲所,清晨起来散步,屋外青草绿荫长椅,鸟语花香……目睹这一切,程京决定留在这儿。当然,更重要的原因,是清华对多学科交叉的重视,自由组建团队的开放性,以及各级领导的支持。当年与程京一同来清华的饶子和教授为程京到清华10周年题词,落款时意味深长地将印章顺时针转了90°,他说,“我们两个来到清华,可能一辈子就在这儿,永远留在清华。”
 
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