【程和平事跡】
【人物簡介】程和平,北京大學分子醫(yī)學研究所教授,973首席科學家,中科院院士。1990-1995 留學美國馬里蘭大學醫(yī)學院生理系,獲博士學位。曾任美國NIH老年研究所資深研究員,獲國家杰出青年科學基金,教育部長江特聘教授,并榮獲長江學者成就獎(生命科學獎)、國際心臟學會研究成就獎(2016)。
擔任首席科學家主持科技部 973 項目 "心臟的重大基礎(chǔ)和疾病機理研究"。2013 年放棄美國籍,恢復中國籍,并當選中國科學院院士。
浪漫與冒險,與科學從不相悖
——程和平院士訪談
在北京市懷柔區(qū)懷柔科學城,即將建成一座多模態(tài)跨尺度生物醫(yī)學成像設(shè)施,即國際一流的生物醫(yī)學成像實驗室。這是由我國科學家首倡的一個生命科學的大科學項目,該項目是落實習總書記提出的要堅持和強化首都全國科技創(chuàng)新中心的核心功能,“加快向具有全球影響力的科技創(chuàng)新中心進軍”要求的重要舉措,已正式納入北京市“十三五”規(guī)劃,并已列為懷柔科學城的重點工程。項目建成后將有力促進我國臨床影像診療事業(yè)的發(fā)展,成為我國生命科學事業(yè)發(fā)展的一個重大契機。
設(shè)施將融合光、聲、電、磁、核素、電子等成像范式,提供從埃到米、從微秒到小時跨越十個空間與時間尺度研究生命科學問題的能力,精準描繪生命活動基本原理和疾病發(fā)病機制的全景圖,為全面提升我國生命科學與醫(yī)學藥學研究水平,提供長久而可靠的戰(zhàn)略支撐。
生物成像設(shè)施將建立包含PAT(光聲成像)、PET(正電子發(fā)射成像)、SPECT(單光子發(fā)射成像)、MRI(核磁共振成像)、CT(X射線計算機斷層成像)、光學顯微、電子顯微等在內(nèi)的多個成像模態(tài),覆蓋從分子到人,跨越十個數(shù)量級的時空尺度范圍。本設(shè)施將在自主研發(fā)成像設(shè)備與多模態(tài)融合技術(shù)的基礎(chǔ)上,建成三個多模態(tài)跨尺度成像裝置和一個圖像數(shù)據(jù)整合系統(tǒng),即:面向微觀研究的多模態(tài)高分辨分子成像裝置、面向介觀研究的多模態(tài)活體細胞成像裝置、面向宏觀研究的多模態(tài)醫(yī)學成像裝置,以及多模態(tài)跨尺度圖像數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)。
其中多模態(tài)跨尺度圖像數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)將發(fā)揮核心作用,是設(shè)施的智能單元,是聯(lián)系微觀成像、介觀成像和宏觀成像的核心紐帶,也是本設(shè)施進行成果交匯和挖掘的平臺,是本設(shè)施對外展示的窗口。該系統(tǒng)包括了高速數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、高性能計算系統(tǒng)、大容量高帶寬數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、多模態(tài)圖像數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、多模態(tài)數(shù)據(jù)分析工具和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等。
話分兩頭。
2013年,中國科學院院士、北京大學教授程和平作為首席科學家承接了“超高時空分辨微型化雙光子在體成像系統(tǒng)”項目。該項目探索了如何將下一代的激光、掃描、控制、成像新原理和圖像處理新方法等有機結(jié)合應(yīng)用于在體熒光成像過程中,項目獲得了國家自然科學基金委的國家重大科研儀器研制項目基金7200萬元。
2013年11月,項目組發(fā)現(xiàn)了通過調(diào)制超聲可調(diào)制梯度(TAG)透鏡高速點掃描產(chǎn)生片層光的新原理。通過整合光學儀器研發(fā)、電路控制、生物學實驗等,2014年3月完成了新型雙光子光片顯微鏡,命名為2P3A-DSLM(Two-photon three-axis digital scanned light-sheet microscope),并初步應(yīng)用于生物學實驗。新研制的2P3A-DSLM雙光子光片顯微鏡具有采樣速度快(1毫秒幀頻)、光損傷小以及深層組織成像等優(yōu)點,填補了無侵入式腦成像辦法時空分辨率很低這一技術(shù)則空白。
與國際同類光片顯微鏡相比,2P3A-DSLM在保持超大視場的同時,具有最薄的一致性的光片(亞微米級),這使得在活體模式動物組織深處定量化觀察和研究亞細胞精細結(jié)構(gòu)和動態(tài)過程成為可能。2014年9月,項目組正式申請了國家發(fā)明專利,研究論文在《Cell Research》發(fā)表,團隊成員被邀請在意大利、美國、新加坡等多個行業(yè)大會上做報告,得到了包括2014年諾獎得主在內(nèi)的國內(nèi)外同行認可。
該項目實現(xiàn)了儀器研制與前沿科學問題的緊密結(jié)合,已將新成像系統(tǒng)成功用于斑馬魚心臟發(fā)育、心肌細胞鈣火花、秀麗線蟲超氧炫研究。項目核心技術(shù)具備不可替代性,具有很強的國際性的競爭力,將被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學和生命科學領(lǐng)域,為臨床研究和監(jiān)測提供更先進精準的設(shè)備。
前面提到的“多模態(tài)跨尺度生物醫(yī)學成像設(shè)施”,正是這種技術(shù)創(chuàng)新和成果應(yīng)用結(jié)合的產(chǎn)物。而這個宏大項目的倡導人,就是程和平。
回國并不是理智的決定,而是出自內(nèi)心情感的決定
程和平本科就讀于北京大學數(shù)學力學系,三年級時轉(zhuǎn)而對生物學產(chǎn)生興趣,開始自主學習一些相關(guān)課程。在老師們的教導下,程和平在研究生期間修完了生物系生理專業(yè)本科的全部課程,并拿到了生理學的本科學位,成為了北大的第一批雙學士。1993年,在馬里蘭大學攻讀博士期間,程和平發(fā)現(xiàn)了“鈣火花”,在生物學界“一戰(zhàn)成名”。由于卓越的學術(shù)造詣,程和平被授予美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)高級研究員的終身職位。
2005年,在國家985工程的支持下,程和平毅然選擇歸國,并開始參與建設(shè)北京大學分子醫(yī)學所。建所之初,并不那么順利,而在各項事業(yè)遭遇最嚴重困難時,程和平美國原上司也在電子郵件里對他表示,只要他回去,立即恢復他的終身職位。經(jīng)過激烈的思想斗爭后,程和平回復:“我不能把船開到一半就扔下不管了。”
程和平及其科研團隊克服了重重困難,使分子醫(yī)學研究所逐漸成長成為了理念先進、具有強大優(yōu)勢和潛力的轉(zhuǎn)化醫(yī)學平臺,研究所的學術(shù)論著和科研項目獲得了國際國內(nèi)的認可,不斷有研究論文在《Cell》、《Nature》等權(quán)威期刊發(fā)表。程和平曾驕傲的說:“我在中國做的科研并不比在美國差”。
2013年程和平放棄美國籍、恢復中國籍,并當選為中國科學院院士。程和平用實際行動為海內(nèi)外科研人員做出了榜樣,以個人的影響力為國家吸引了更多的海外人才歸國發(fā)展。
做科研要有家國報復,國家的需求就是我的專業(yè)
程和平認為,科研成果如果不能轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力、不能服務(wù)社會,是對寶貴資源的極大浪費。
“創(chuàng)新驅(qū)動國家發(fā)展”,“中國制造2025”等國家戰(zhàn)略的提出,讓科研工作者們再次堅定了技術(shù)創(chuàng)新和科研成果轉(zhuǎn)化的信心,對于程和平更是極大的鼓舞。“國家的這些政策導向,和我們2003年籌建北大分子醫(yī)學所的很多方案和理念都是不謀而合的。”
程和平說:“我國現(xiàn)在要花幾百億進口國外的技術(shù)。我們國家現(xiàn)在不行,難道要一直進口下去嗎?我們老百姓看病做一個CT,一個PET要上萬塊錢,看不起,難道仍然要這樣下去嗎?在中國科學,尤其在生命科學大發(fā)展的情況下,生命科學要進步、醫(yī)學要進步、生物醫(yī)學產(chǎn)業(yè)要進步,跟國計民生切身的臨床影像診療的問題也應(yīng)該進步,我們有責任有義務(wù)來做這件事情。之前國際上的大科學項目,中國都是跟隨者。比如人類基因組計劃,美國提的,中國百分之一參加的?,F(xiàn)在這個影像組計劃,我希望是可以作為一個中國提計劃、其他國家參與的大項目,而且,這個計劃對中國生命科學領(lǐng)域中也有很多積極的作用和幫助。”
正是這種情懷促使程和平在科研領(lǐng)域中不斷探索,推出一個又一個舉世矚目的成果。
做科研的人要不怕辛苦,耐得住寂寞,朝著夢想努力去做
與國外百萬年薪的待遇相比,歸國的選擇讓程和平損失不小。但程和平說:“做科研國內(nèi)雖然會比國外辛苦,但是作為中國人奮斗看到了希望。”他認為,我國科研發(fā)展底子較為薄弱,但是國內(nèi)科研環(huán)境后發(fā)優(yōu)勢強,上升快,總體發(fā)展非???。隨著國家千人計劃等系列高端人才引進計劃的推進,以及國家持續(xù)對基礎(chǔ)科學的投入,國內(nèi)的科研環(huán)境將會越來越好。隨著科研成果轉(zhuǎn)化,將科學家與企業(yè)家、國家資本、政府等組成鏈條,能與國家的管理層行政部門聯(lián)動,把成果變成生產(chǎn)力,這是件好事。他說:“我們一定要首先認同國家的創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展政策,然后埋頭苦練真本事,踏踏實實把眼前的事業(yè)做好了。
最后,對九三的年輕人,程和平建議:基礎(chǔ)科學研究要心靜如水,厚積薄發(fā),久久為功,在博的基礎(chǔ)上有一兩項精,做到博而專。不是每個人都要做交叉學科,要找到自己合適的定位。同時,要有家國報復,有點理想主義、浪漫主義和冒險家的氣質(zhì),有為國家民族謀劃設(shè)想未來的精神,這是九三靈魂可貴的地方。在中國這個時代,在各自崗位上踏踏實實做好自己的事情,就一定能夠?qū)液兔褡逵兴暙I,讓個人價值得到發(fā)揮升華?。ü语L)