听专家谈中国微生物如何实现自强

与北京奥林匹克公园一条马路之隔的中科院微生物研究所把以上表述自豪地刻在楼前的石头上。从那里路过的人大都会不由自主地朝那块石头多看几眼,心中油然而生的除了敬意之外,还有对“微生物”的几分好奇。而近日,美国白宫以总统名义发布“国家微生物组计划”之举使得“微生物”在神秘之外,平添了攸关国家科技竞争力的更深层含义。

  6月2日,本报记者就“中国微生物研究自强之路”话题,专访了中科院微生物研究所黄力、朱宝利两位研究员及清华大学生命科学学院微生物学和生物材料专家陈国强教授。

  中国版本亟待出炉

  值得注意的是“国家微生物组计划”,是奥巴马政府继脑计划、精确医学、抗癌“登月”之后推出的又一重大国家科研计划,其战略性不言而喻。黄力认为,通过实施“国家微生物组计划”,美国将整合国内各方面资源,建立分工合作机制,尽快取得突破,进一步确立其在此领域内的优势,此举也将使其在未来的全球合作中,占据主导地位。中国应该建立高层次协调机制,统筹规划,适时启动我国的微生物组计划,组织和动员科研院所、企业、社会组织等有关的各个方面,开展有效合作,争取在此领域中获得优势地位,为平等参与国际合作,进而最大程度受益做好准备。

  在陈国强看来,国家近年来一直给予微生物研究大力支持,每个五年计划都有很多相关项目,这也使得中国在微生物组研究领域处于世界较高水平,如果能统筹制定国家层面的相关计划,一定会有整体提升。朱宝利认为,就目前微生物组的研究,美国做得最好、最多,欧洲次之,中国紧随其后,比日本、俄罗斯和其他国家做得要好。他认为中国如果要保持并进一步提升自己在此领域中的位置,就要有自己的国家微生物组计划。至于其应该包含的内容,朱宝利结合研究现状,一口气罗列了10项:一是加快研究中国人体微生物组与各种疾病之间的关系;二是研究微生物通过免疫系统影响人身体的机理;三是微生物对药物的影响;四是研发研究的工具和技术、计算的工具和技术;五是研究益生菌和益生源调节身体上微生物组的机制;六是研究植物方面的微生物,特别是经济作物的内生菌、根际微生物、土壤微生物,对农作物的产量、生长、抗病的影响̷̷他特别强调要加大主流媒体关于微生物的科普力度,让人们认识到微生物对人体的价值,同时要防止误导和欺骗公众。

  创新机制整合资源

  “国家微生物组计划”的成功实施依赖于微生物组研究资源的整合、方法的规范和数据共享。黄力认为,就数据共享而言,在国内往往会遇到一些困难。比如,一方在基因测序方面做了很多工作,在他们没有对其进行深入分析和挖掘之前,他们为什么要把测得的数据与别人共享呢?他们将得到怎样的利益补偿才合理呢?这就要求我们把游戏规则先制订好,并且按照规则来办。在黄力看来,这一点是制定执行中国版国家微生物组计划时可能要特别注意的问题。当然,我们也有很多有利因素,比如我国有人数众多、实力不断壮大的微生物研究队伍,在微生物资源搜集、研究领域有国际竞争优势,在包括大规模DNA测序等微生物研究相关技术能力方面也达到了国际水平,因此,我国已经做好了开展微生物研究的准备。

  黄力提醒说,国家微生物组计划的运行实施要坚持科学问题导向或重大需求导向,国家微生物组计划本身不是目的,更多的是提供了解决问题的思路和手段,运行实施过程中要回答明确的科学问题或实际应用问题,不能将微生物研究简单理解为基因组测序。比如,进行人体微生组研究的个人和团队,其研究要瞄准某种疾病;而做环境微生物组研究的,要致力于解决环境问题。既往的微生物组学研究较多涉及相关性分析,而未来应该是假说驱动的研究。“参与中国微生物组计划的人或团队都应该带着需要解决的问题,或者为满足某种现实需求而来。”黄力表示。

  黄力强调,国家微生物组计划的实施要特别注重学科交叉,注意各方面能力建设。学微生物或者从事微生物的人是计划的重要参与者,但远远不是全部。如果我们研究美国的“国家微生组计划”,就会发现,强调多学科交叉,其参与者非常广泛,并且都有自己的能力特长,如测序能力、数据处理能力、设备研制能力,而从中最先直接受益的也不一定就是微生物学家。

  积极推进交流合作

  谈到对微生物组研究的政策建议,朱宝利表示,他希望科学院系统能够与医院临床建立一个有效合作机制:一方面,微生物研究者与医院临床医务人员紧密合作,让科研人员及时了解临床需求;另一方面,有丰富临床经历的医生,也能有机会参与科研,提供实践视角。而要做到这些,必须得到双方主管部门的大力支持。此外,他还建议加大微生物人才培养力度,希望教育主管部门能够给包括微生物组学在内的相关学科增设专业,增加招生名额。

  微生物研究的推进离不开国际交流与合作,实际上,我国微生物学是西学东渐的产物。当在华教会医院把19世纪末欧洲的细菌培养技术和简单的免疫学试验方法不断引入应用时,微生物学就开始在中国这块土地上生根发芽。经过短短几十年发展,到20世纪50年代,以“衣原体之父”汤飞凡为代表的科学家把中国在该领域的某些方面推进到当时世界最高水平。

  当今时代,在世界科技交流合作日益密切的背景下,微生物组研究领域的国际合作计划和项目更加丰富多元。据统计,自2005年以来,国际科学界开展了至少8项人体微生物组计划,包括美国人类微生物组项目、加拿大微生物组研究项目以及日本人体元基因组项目。中国科学家近年来也积极参与或牵头实施了中法肠道元基因组研究、10万食源性病原微生物基因组计划、万种微生物基因组计划等。

  朱宝利认为,鉴于微生物组研究的复杂性,各国研究者应该开展更深层更紧密的合作,为此要建立一整套高效运行的机制作为保障。他注意到去年11月英国《自然》杂志刊载的一篇文章,倡议实施“国际微生物组计划”。“该倡议只是建立一个松散的合作,参与者交流科研信息而已,这显然是不够的。”他说,中国科学院正在牵头,与国内不同部门携手,密切联系海内外同行,努力搭建一个更为高效的国际合作交流平台,让中国科学家在此平台上发挥更积极作用,作出更大贡献。


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