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楊 璐 菡

80後生物科學家

被譽為「基因剪刀手」

2017年度「全球青年領袖」

被美國福布斯雜誌評為30歲以下醫療領域30位領軍人物之一

「我希望在不久的將來,我們可以製造出可以移植的角膜,讓所有缺失角膜的眼疾病人能夠重新看到世界;我希望在不久的將來,我們可以製造出可以移植的腎臟,讓那些透析的病人不在漫長的等待中飽受煎熬。」

圓潤的臉龐,大大的眼睛,及肩的短髮,顯得整個人都清純幹練,這是見過楊璐菡的人留下的印象。

然而,這個2008年本科畢業於北京大學的80後女生,在短短的十年里,卻獲得了諸多讓世人矚目成就。

異種器官移植在過去一直被認為遙不可及。但在今天,它已然成為一個嚴肅的科學問題,楊璐菡團隊的研究讓我們看到了實現的希望。

那麼今天,就來跟隨轉折點直聘了解一下楊璐菡的人生轉折。

一、楊璐菡的學霸之路

無論哪個層面楊璐菡都是一個標準的「學霸」。

「別人不做的事情,不是辦不到,只是不常規而已。」???

楊璐菡初中畢業之後,參加全國知名名校——成都七中專門針對外地生的舉辦的「外地生班」招生考試,取得進入成都七中學習的資格。要知道,參加這個考試的,都是來自全省各地的頂尖生,每年三四千人參考,被錄取的也不過100人左右。

楊璐菡剛考入成都七中時,有較重的家鄉口音,可她偏要報名參加學校的朗誦比賽。學業、競賽和各種社會活動忙得不可開交,就利用中午的零散時間,抓緊練習普通話,還不時去找老師糾正她的發音,並在全校朗誦比賽中獲得了二等獎。

當時她的班主任用「陽光、熱情、開朗、聰慧、好學、善良」六個詞對楊璐菡做了個「素描」。

楊璐菡師從知名的生物教師、有「金牌教練」之稱的成都七中名師文宗參與生物競賽訓練,過關斬將在2004年代表中國參加國際生物奧林匹克競賽,並如願奪得了金牌——不僅成為成都七中第三位奪得國際生物奧林匹克競賽的學生,還受到成都市政府的嘉獎,獲得了5000元獎金。

當時因為要參加競賽,她必須在很短的時間內讀懂10多本大學課程書籍。對於一個高二學生來說,這談何容易?

楊璐菡回憶說,受到老師的鼓勵,自己抱著「一定可以學懂」的信念,去四川大學聽課,課後自己做習題。

一開始像聽天書一樣,慢慢地有點兒開竅,能夠理解和應用。雖然走了很多彎路,但是最後她一個高中生,學會了大學最難的生物化學知識。

2004年參加國際生物學奧林匹克競賽獲得金獎後,楊璐菡在接受記者採訪時稱,自己對生物最原始的興趣來源於小動物,後來在學習遺傳學中,才逐漸感受到生命的神奇以及科學家揭秘生命密碼的神奇,「興趣是最好的老師,實驗對於理科學生來說至關重要。」

文宗評價這位愛徒時表示:「除了興趣,楊璐菡全面的綜合素質以及執著不輕易放棄的精神是她獲得金牌的重要砝碼。

直到進入北大讀書之後,楊璐菡發現,生物化學這門課,是連北大的同學都感到吃力的課程。

「競賽讓我有了敢為人先的勇氣和信心,讓我有機會培養自己自學的方法和定力。」楊璐菡接受媒體採訪時說,「別人不做的事情,不是辦不到,只是不常規而已。」這種信念讓她有勇氣在哈佛博士研究生課題里選擇了很難的課題。

二、為上百萬病人帶來希望

世界性難題突破

器官移植手術影響了全球數百萬人的生命。以美國為例,此時此刻,正在排隊等待器官移植的患者人數高達12萬。???

然而,每年能夠用於移植的器官數量非常有限,成功進行的器官移植手術僅有3萬多例。據估計,在2016年,每天都有22名患者在等待器官移植的過程中死去。

上世紀90年代,豬器官移植項目一度在全球受到追捧,但沒想到後來發現豬的基因組裡面有內源性逆轉錄病毒存在,最終被明令在找到解決辦法前,停止一切異種器官移植的臨床試驗。

直至2014年,楊璐菡作為異種器官移植課題帶頭人,帶領10個人的科研團隊利用新發明的「基因剪刀」技術,敲除豬基因組中可能的致病基因。

2015年,美國哈佛大學和生物技術公司eGenesis研究人員利用一種新的基因編輯技術,敲除了豬基因組中可能有害的病毒基因,從而掃清豬器官用於人體移植的重大難關,為全世界急需器官移植的上百萬病人帶來希望。

鑒於這項成果的意義重大,美國《科學》雜誌一次性審稿,並提前在線刊登論文,而不是按慣例等到每周的星期四發表。

哈佛大學和eGenesis異種器官移植課題帶頭人楊璐菡告訴記者:「這個工作掃除了10多年前發現豬內源性逆轉錄病毒後在這個領域的最大的安全障礙,也重新燃起了大家對異種器官移植的信心。」

三、那些器官移植的障礙

豬的基因組裡有病毒 會「跳」到人的基因組中

據了解,內源性逆轉錄病毒是嵌在細胞內基因組的病毒,在豬身體裡面不會有毒性。但當豬的細胞和人的細胞接觸時,這種病毒會從豬的基因組「跳」到人的基因組中。???

上世紀90年代早期,歐美大藥廠推廣基因移植,其中有10名病人得到了顯著的癥狀緩解,但是當時有兩個技術問題無法得到解決:

第一,豬和人有強烈的排斥反應,需要對豬的基因主中的一些原件得到調整,但是當時沒有合適的工具。

第二,在豬的基因主里發現了類似艾滋病的病毒,而且這些病毒可能會轉入人體造成新的問題。

因為這些危患,世界衛生組織叫停了所有實驗,這項實驗從此一蹶不振消沉了16年。 正是基因編碼的產生,讓楊璐菡對這個工作產生了希望,可以用這個工具來解決這兩個問題。於是他們決定用這個工具來武裝自己,從別人跌倒的地方爬起來,全力以赴的開展這項工作。

CRISPR基因剪輯技術成為了破解難題的一把利器,2013年楊璐菡讀博士期間,她和博導及合作夥伴George Church在全球首先證明CRISPR技術可以在哺乳細胞內起作用,且可以實現基因修飾的多點打靶。

論文發表以後,很快有臨床醫生和她聯繫,闡述了目前器官移植面臨的難題,也是從那時起楊璐菡和團隊決定要攻克異種器官移植的難題。

面對基因移植原有的兩大問題,楊璐菡和團隊花費了3年時間研究,目前已經找到了解決辦法。

2017年Nature雜誌發表的一篇論文即向世人公開了這一激動人心的研究結果:楊璐菡和她的團隊通過內源性基因編輯的方法,敲除所有病毒的逆轉錄酶基因,並成功克隆出了無內源性病毒的二代豬。

此外,她還通過另外的實驗證明,攜帶內源性病毒的豬不會將病毒傳染給胚胎,無內源性病毒感染的小豬在成長的過程中不會重新被病毒感染,人的內源性病毒逆轉錄酶也不能引起豬內源性病毒的繼續複製,可以認為內源性逆轉錄病毒的問題已經被楊璐菡解決。

這一論文發表也楊璐菡,成為科研界的一顆新星。她利用CRISPR-Cas9技術完成了全球豬內源性逆轉錄病毒相關酶基因的敲除,並將一次可以敲除的基因數量增加到了62個。

此前,大多數的基因改造都是一個基因層面上的修改,CRISPR-Cas9的最高記錄也就是一次改造6個基因拷貝。

而在豬細胞中,一個細胞有62個拷貝的內源性逆轉錄病毒基因需要修改,並且必須保持基因組的完整性。

「這是一個非常艱巨的任務,」她說,「即使在2014年波士頓大雪封城,全城交通癱瘓的一個星期,我們的隊員仍花幾個小時步行到實驗室,繼續開展實驗。」

四、我有一個夢想

拯救千千萬萬的病人

楊璐菡說,自己是一個土生土長的中國「80後」???

科學家正培養「豬二代」,為人類提供可移植的器官,楊璐菡和她的團隊正在緊鑼密鼓培養「豬二代」,讓它帶有和人免疫系統兼容的器官。

接下來我們會在靈長類動物身上做實驗,如果這個實驗可以在動物的身上停留半年,那麼我們就很有希望很快的把這個流程運用到人體臨床上。

楊璐菡曾說過三個希望:

  • 我希望在不久的將來,我們可以製造出可以移植的角膜,讓所有缺失角膜的眼疾病人能夠重新看到世界;

  • 我希望在不久的將來,我們可以製造出可以移植的腎臟,讓那些透析的病人不在漫長的等待中飽受煎熬;

  • 我希望有一天我們能夠製造出可以移植的肝臟,讓所有晚期的肝衰竭病人有生存的希望。

楊璐菡女士在2016亞布力論壇年會上的演講中說道:

我很幸運生活在生命科學最激動人心的時代,親身參與了這場革命。

我有一個夢想,我想用基因編輯的工具,製造出可以給人移植的器官,拯救千千萬萬的病人。我深知這是一個登月的夢想,但這是值得我付出一生的事業。

站在科技的最前端與最尖端的科技團隊一起努力,我有信心也有責任來實現這個夢想。

五、杭州啟函生物獲780萬美元融資

要用基因編輯技術解決異種器官移植難題

接下來,啟函生物將加快建立其基因修改平台,以推動異種器官移植的研發。???

啟函生物成立於2017年,由哈佛大學異種器官移植課題帶頭人楊璐菡博士,以及美國科學院和工程院雙院院士、哈佛大學知名遺傳學家GeorgeChurch教授共同創建。

這是一家將最新的基因編輯技術來獲取可用於人體移植的安全有效的異種細胞、組織和器官,並用於異種器官移植的創新型生物科技公司。

啟函生物與美國eGenesis(2015年創立)為姊妹公司,同為楊璐菡和GeorgeChurch等創立。

後者的主營業務是敲除豬體內那些可能導致人類產生疾病或者器官發生排斥反應的基因,使用基因剪刀工具CRISPR-Cas9將豬體內的器官移植到人體內,推動異種器官移植的臨床應用。

啟函生物的成立也是為了讓中美同步研發、互通有無。

就在昨日,啟函生物宣布完成780萬美元A輪融資。本輪投資由紅杉資本中國基金領投,ArchVenture、北極光創投、樹蘭醫療資本、BiomaticsCapitalPartners、AltaPartner等參與融資。

啟函生物聯合創始人兼首席執行官楊璐菡博士表示,中國有幾百萬病人有晚期器官衰竭,大多數病人在等待供體器官的漫長的治療中,失去了生命。

啟函生物致力於結合最先進的基因技術和藥物治療,製造出可以給人移植的器官,給患者和他們的家人提供生存的希望和機會。

「我們很高興得到國內外頂級生物投資機構的認可和支持,一起把啟函生物建立成旗幟性的以創新科技為基石的生物技術公司。」

投資邏輯方面,紅杉資本全球執行合伙人沈南鵬表示,基因革命的浪潮會給生命科學產業領域帶來新機遇,啟函生物探索與美國生物技術產業的新型合作模式有望在這一浪潮中成長壯大。

文章整合資料來源於:新華國際、葯明康德、新京報、亞布力中國企業家論壇、36氪、研發客、生物探索網及一些不明出處的資料。

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