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周琪 :70 后院士妙手创造新型干细胞

作者:王亭亭 来源:科技人才 发布于2017/08/09

  人物简介

  周琪:院士,国际干细胞组织(ISCF) 主席、中国科学院大学副校长、干细胞与再生医学先导专项首席科学家、动物研究所副所长、干细胞与生殖生物学国家重点实验室主任。

  第一次见到中国科学院院士周琪时,他正在中国科学院大学雁栖湖校区的国际会议中心报告厅作科普报告,以干细胞与再生医学专家的身份,介绍“神秘的干细胞”。听众是北京市的中小学生。现场500多人,空气中流动着火热,似乎只有到周琪那儿才是静的。
  周琪穿着浅蓝色的衬衫,深蓝色的三件套西装,打着同色系的领带。身材挺拔,脸庞英俊,带点磁性的声音不紧不慢。手腕上黑色的 Apple watch,不时会滑出袖口。这一切,都在不经意间传达出一个信号:这人活得很精致。
  他讲得非常好,30分钟提问结束后走下讲台,仍有不少人围着他问各种问题。这种情况并不罕见,从2002年至今,周琪一共进行了144场科普报告,受众有政府官员、科研工作者、大学生,也有贫困山区的中小学生。但甭管面对谁,他从来都不应付,这144场科普报告,他的PPT从来不重样,都是他亲手制作的有针对性的内容。
  干精细活儿的手
  周琪对科普有着特殊的情怀,他相信科普可以激发青少年的兴趣和梦想。这次报告会不久,周琪先后前往四川省大竹中学、成都第七中学、阆中中学、南充高中和山东省潍坊一中、东营一中、济南历城二中,为渴望科学的学子作了9场科普报告。他对每所中学都做足了功课,报告中特意加了相关中学的内容。
  但是,他并不总是手握话筒和激光笔,穿上实验服,周琪手上的精细功夫全部花在了科研上。
  他带领的中国科学院动物研究所干细胞研究团队,创造过动物克隆领域中国的第一篇 CNS论文 ;诞生过干细胞领域中国的第一篇CNS论文 ;诞生过克隆羊“多利”的终结者克隆小鼠“小小”;诞生过世界首个同性生殖的小鼠后代 ;诞生过世界首只完全通过体外分化得到的精子繁殖的小鼠 ;诞生过世界首例人工二倍体异种杂合胚胎干细胞……
  “生殖发育是个特别精细的领域,对实验技术有着超高的要求。”周琪说。2003 年,他利用体细胞核移植技术成功获得了世界上第一只克隆大鼠。当年做实验时,他的左右手要同时控制显微操作仪的前后、左右、上下三个维度的多个手柄,还要控制对焦镜头和两个踏板,以便能控制显微镜里的小针,对一个100微米的卵母细胞进行操作。他要先吸出其中10微米左右的细胞核,再把另外一个体细胞的细胞核注射到卵母细胞中。
  现在,周琪更多的精力都花在了科研规划和指导学生做实验上,他培养的学生继承了他精致的工作方式。
  学生李天达记得,他刚进实验室时,有一个不成文的规定:不培育一只克隆小鼠,就不能接触正式发育生物学实验。为了训练学生手眼功夫,老师们就想出了一个有趣的方法 :让学生吸取100个100微米的胚胎细胞,摆放在一个50 微升的液滴里,摆成自己的名字,反复练,直到非常娴熟。通常,学生需要训练5—6个月才能培育出克隆小鼠。实验室很多实验都以小鼠克隆为基础,技术上一通百通。
  为了能给年轻人机会,培养更多实验技师,周琪实验室跟唐山化工技校签订了合作协议,让技校送毕业生来实验室实习。现在实验室最过硬的一批技术骨干,大都是这样培养出来的,包括曾经上过央视《大家》节目的葛明。把这位曾经当过送奶工、汽修厂维修工的年轻人培养成实验室技术骨干,周琪仅仅用了4年时间。
  在葛明手里诞生一群没有父亲,但有两个母亲的小鼠只需20天。实验时,他需要先在高倍显微镜下,操控一个十几微米的小鼠孤雌单倍体干细胞,修改其中的两个印记基因,将原本的雌性印记逆转成雄性印记,完成一场针对细胞的“变性手术”。之后,他还要借助仪器,把性别逆转的细胞再次注射进小鼠的卵母细胞中。这是人类首次利用干细胞技术在两只同性动物间实现健康生殖——这种全新生殖方式,是周琪和团队最新的科研成果。
  治病救人的手
  胚胎干细胞能够分化成体内任意一种细胞,也可以发育成各种组织和器官,甚至一个完整的生命体。如果把这一特性运用到临床,通过细胞移植与替换体内损伤细胞,就有可能从根本上治疗人类由于细胞、组织缺损和病变导致的疾病。
  “如何将干细胞安全地应用到临床上?”这是多年来,周琪和实验团队关注的重点。他们专注于规模化、标准化的干细胞和功能细胞获得关键技术的研发,并已开发出多种干细胞来源。
  他们利用体外细胞核移植技术得到了小鼠的克隆胚胎,然后从克隆胚胎中分离获得胚胎干细胞,成为了国际上最早获得这种克隆来源干细胞的实验室之一。
  他们还运用诱导多能干细胞(iPS)技术获得了第一个非胚胎细胞来源的动物,这项技术产生了克隆羊“多利”的终结者——“小小”。
  可“小小”诞生后,正当国际上iPS研究如火如荼地进行着,周琪实验室却终止了对iPS 研究的深入。他认为iPS细胞有安全缺陷,而且iPS技术代表的个性化医疗理念不适合中国。“我们需要的是一个简便高效、易于标准化和规模化的方法和体系,这个体系应该是基于胚胎干细胞公共库的个性化功能细胞制备平台。”
  北京干细胞库就是这一理念的产物,是中国最早最大的临床级干细胞库。在这里,周琪和团队利用医疗废弃的胚胎制备干细胞,建立了配型足以满足中国80%人口的临床级干细胞系,这是中国第一批经过国家质检的临床级干细胞,中国最早的胚胎干细胞临床研究就是从这里起步的。
  利用这些临床级干细胞,周琪和他牵头的中国科学院“干细胞与再生医学研究”战略性科技先导专项的团队,在临床应用上取得了一系列成果。
  他们与第三军医大学合作,用干细胞分化获得的视网膜色素上皮细胞,完成了8 例视网膜黄斑变性的临床移植研究。他们与天津市环湖医院合作,将开展利用干细胞来源的神经前体细胞治疗帕金森病的临床研究。
  没有接受干细胞治疗前,一些不孕不育症患者几乎处于家庭破裂的地带,全横断脊髓损伤患者对恢复机能已经不抱希望。这些患者都将是干细胞研究的受益者。周琪说,“科学不仅能挽回人们的健康,还能拯救他们的生活。”
  依托于北京干细胞库,周琪和同事们还建立了单倍体胚胎干细胞,建立了体外的“减数分裂”平台,获得了有功能的精子,为今后治疗男性不育的临床研究搭建了最简易可行的平台。最近,他们又创造了一个全新的细胞类型——异种杂合二倍体胚胎干细胞,这些人工创造的细胞将为进化生物学、发育生物学和遗传学等研究提供新的模型和工具,从而催生更多的生物学新发现。
  随着这些成果的出现,近5年来,中国科学院在干细胞领域的国际排名大幅提升,从 2010年国际第42位快速上升为2015年的国际第3位,已经跻身于国际干细胞研究的第一阵营。
  会发微信红包的手
  今年春节前学生教会了周琪使用微信。自此他手里的事儿又多了两项,一是分享科研前沿报道、生物政策报道和爱国、成长类的好文 ;二是发红包。从年除夕晚上到正月初七一直发,给正在和家人团聚的学生发,给加班的工作人员发,给夜里熬夜恶补电视剧的同事发,几个月来从他手里发出的红包已经有两万多元。
  他的学生王乐韵说 :“周老师非常喜欢分享,他能分享的东西还特别多。好的科研思路,好的项目,好的工作机会,失败的科研案例,科研态度,以后的科研计划等,只要他有的,都会跟我们讲。”
  周琪的科研项目总是取材于国内和领域内最迫切的需求,他对学生科研的要求也是 :“基础研究要能回答一些非常重要的科学问题,应用研究要能满足国家和领域的现实需求。”他认为,科研训练在某些方面是共通的,如果学生能在研究中定位到一个非常重要的科研问题,他们个人成长的速度会更快。
  面对激烈的竞争,周琪从不着急,他有自己长远的科研规划。他说,“科研不是赶时间的批量化生产,创新性研究更不是流水线上的产品,需要时间积累。如果你有超前5—10 年的规划,就不怕别人先做出来。”他也从不催促学生赶紧做课题发论文,反而是提倡导师必须要点留时间和空间,让学生自己去探索,哪怕是犯错误。
  在周琪的实验室有个不成文的传统,只要是学生自己提出的科研想法都会得到支持。周琪认为人是在不断的失败中成长起来的,年轻时摔跟头是好事,代价会很低。王乐韵说,“在这儿,你根本不用发愁自己没有课题,你所有的好奇心都能得到验证。”
  除了科研上分享,周琪还会跟身边的人分享自己的成长经历、价值观和兴趣爱好。把自己多年的经验总结、过滤了之后,周琪认为,培养科学家是一个综合性的工程,社会知识和能力也非常重要。他鼓励、支持自己的学生参加研究生会,参加社团活动。他希望学生能更开放一点,能流畅地把自己的想法传达出去,因为科研尤其需要沟通。
  他还跟实验室的学生一起拔河,一起打水仗,一起健步走。李天达说,“工作之外,他跟我们没有距离。”
  周琪对身边的每一个人都特别好,他会在乎每一个人的感受。学生回忆,他每年都会给负责实验室保洁的阿姨送酒,给学生买水果时都会想着要给保洁阿姨带一份,实验室办活动有美食时,他也会特意嘱咐学生给保洁阿姨留一点。今年三八节,他还给实验室所有女老师、女学生还有保洁阿姨,每人都送了一朵玫瑰花。2015年12月,他拿到中国科学院院士证书时,还跟学生一起自拍庆祝。
  前不久,周琪和大家一起过生日,李天达他们私下商议说,“平时都是周老师给咱们发红包,今天换我们给周老师发。”但是周琪只是心领了祝福,谁的红包他都没收下。
  他每年生日都会在实验室和学生一起过,中关村、房山、昌平的实验团队还会派出一个代表过来,气氛到了,胆子大的学生还敢往他脸上抹蛋糕。过完生日,他会带着大家一起去奥森公园健步走一圈,聊聊生活。这是最近几年实验室的传统,以后也会延续下去。
  会做减法的手
  跟学生相处的时间是有限的,周琪每天有15个小时以上的时间都投入到了工作中。他办公室里放着三样跟工作无关的东西:一把吉他,十几部相机和镜头。回国前,它们还都是周琪手里的常客,可如今它们被摆放在办公室的角落里,很久没被拿起过了。
  现在有更重要的事情把时间挤占了。周琪不得不做减法,“把看起来最不重要的个人生活砍掉”。他砍掉了拍照、砍掉了野餐、砍掉了徒步、砍掉了锻炼,最后发现就剩下了工作。这距离他理想中“可以在草地上野餐,可以漫步、遛狗、拍照、听音乐,可以尽情地享受生活,可以很放松地做科研,可以做你想做的任何事情”的生活状态,好像越来越远了。
  这种理想的生活状态,他在法国农科院时已经达到了。那时,他住在巴黎市郊小镇,空气清新,几乎四季鲜花盛开,一条小河缓缓流过,漂亮的矮种马在窗前的草地上悠闲地追逐。周末,他经常会去拍照,攒下了上万张照片。
  科研上,他成果突出,有话语权,也跟法国的同事相处愉快。他把与法国同事们合作的欧洲第一只“胚胎干细胞克隆小鼠”取名为“哈尔滨”,把合作完成的世界第一只“中期体细胞克隆牛”取名为“奥运2008”。并且,他在法国的每一项科研成果,署名都是“中国科学院研究员周琪”。
  这是他献给家乡和祖国的礼物,也是他为欧洲、为法国做出巨大贡献、取得法国同事认可和尊重后,提出的唯一要求。然而,2002 年,周琪决定放弃这种理想的生活和工作状态——回国!
  “回国的初衷是希望为自己的国家做点事情。”周琪说。这个出生在哈尔滨,在东北农业大学的礼堂和图书馆长大的年轻人,学生时代就经常去“九·一八事变”遗址。在他的成长道路中,感知到了太多“爱国和责任”的元素。
  回国前曾有记者问他:“你为什么要回国呢?”他一直很反感这种俗套的问题,会直接反问:“你们为什么总问一个中国人为什么要回国呢?”回国后,周琪成了“不揣摩别人的心态,愿意在公开场合大声讲爱国”的少数人之一。
  他会在科普报告中讲,会在新生进入实验室的第一堂课上讲,也会在平常的交流中讲。前不久央视CCTV10《大家》栏目给周琪和他的实验室做了一期节目,听周琪讲到回国那一段时,李天达仍旧感动得热泪盈眶。王乐韵也说,“周老师骨子里透着大家风范”。
  最年轻的百人计划入选者、国际干细胞组织(ISCF) 主席、中国科学院大学副校长、干细胞与再生医学先导专项首席科学家、动物研究所副所长、干细胞与生殖生物学国家重点实验室主任、70 后院士,所有这些title 合成为一个词:“忙碌”。周琪将忙碌视为正常的事情,“没有个人生活,是承担责任后的代价,你只能坦然接受。”
  跟周琪相处了11年之久的研究员李伟说,“周老师身上有一个特质:大处着眼,小处下手。总是迎着困难积极前进,无论做什么都特别有毅力。他内心有恒定的追求和目标,就不会被外界环境和困难所束缚。”
  用干细胞和再生医学解决许多人类普通医学无法治愈的重大疾病——就是周琪心中恒定的追求和目标。他经常跟学生讲,“个人的工作比较难得的境界是,你做的事情是国家需要的,是社会需要的,也是这个领域需要的。我们活在一个比较好的时代,生逢其时!”
  采访结束,与周琪院士握手道别。感觉那不过是一双普通的手,骨节略长,手背白皙。只有他手心的薄茧,让你联想到那双手在做着可能影响数亿人健康的实验,那双手里是世界干细胞与再生医学的脉动。

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