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第九屆僑界貢獻獎人物風採錄(五十二)
郭天南:藥物研發的底層革命
2023年06月01日13:22  來源:中國僑聯

郭天南,現任人類蛋白質組組織(HUPO)執行委員會委員、教育與培訓委員會主席、HUPO B/D HPP項目癌症組委員會共同主席,中國蛋白質組學會(CNHUPO)秘書長,中國物理學會質譜分會臨床質譜學術組學術委員,中國神經科學協會基礎與臨床分會委員等。入選浙江省海外高層次人才引進計劃、杭州市521全球引才計劃,榮獲科技部“全國科技系統抗擊新冠肺炎疫情先進個人”稱號。

深耕蛋白組學深度研究領域

郭天南博士長期從事臨床蛋白質組學技術的開發和應用研究。學界有句俗語:“生在基因,命在蛋白質。”的確,人的一生,基因是很少會發生變化的,但是蛋白質卻無時無刻不在發生變化。隨著人類等物種和生物體全基因組序列的測序完成,科學家們逐漸意識到基因組只是書寫了遺傳密碼的“天書”——人們僅從基因序列的角度根本無法完整和系統地闡明生物體的功能。而想要解密基因組,必須先系統認識蛋白質組。郭天南所在的課題組開發了獨特的臨床高通量蛋白質組學技術,通過建立蛋白質組AI大數據,能夠探索人體在各種生理和病理狀態下蛋白質表達和變化的規律。該技術未來或將應用在人類對重大疾病的精准診斷、分型以及藥物研發等領域。

通過多年的深耕研究,郭天南博士系統開發了多項臨床質譜技術,不斷提高微量臨床組織蛋白質組分析的效率,將分析通量從5年前的每天分析 6-10個樣品提高到現在每天20-40個樣品,將所需臨床組織(包括新鮮冰凍和石蠟包埋組織)樣本的重量從5年前的約1毫克降低到目前約0.1毫克,單個樣品鑒定和定量的蛋白數量從5年前的2000個左右提高到現在的8000-12000個,並且開發了適用於AI分析的數據結構DIAT張量,建立蛋白質組數據庫,提出“蛋白質組大數據”新概念,探索使用信息技術和人工智能技術分析臨床隊列樣品的蛋白質組大數據,探索重要疾病診療的新標記物和靶點發現新途徑。這些研究首次建立了一整套對微量組織樣品的蛋白質組進行深度快速質譜分析,並且聯合AI進行疾病蛋白標記物進行系統挖掘的完整方法體系。

這套方法體系具有通用性,在多種疾病的診療中均得到應用。在過去的5年內,郭天南作為共同通訊作者發表的論文涉及到前列腺癌、大腸癌、新冠肺炎、白血病、肝癌、宮頸癌等內容,也因為這套臨床蛋白質組技術體系的建立,郭天南受邀以第一通訊作者發表了臨床蛋白質組進展綜述和蛋白質譜技術綜述,評述質譜及多組學技術的最新進展。

創新科研“利器”,助力科技抗疫

2020年初新冠病毒疫情突然暴發。疫情發生初期,郭天南團隊就緊急聯系各方力量,尋求新冠肺炎病人的血樣,期望通過測量分析輕、重症病人血樣中蛋白質的差異,找出早期預測重症的方法。110個病人的血樣抵達后,科研人員穿上防護服,進入實驗室制備血清,實驗持續的數小時內不能喝水、上廁所,緊接著還要進行一系列步驟的操作——從樣本中提取代謝物、上機分析、數據匯總等等。晝和夜的界限變得模糊,實驗室裡的每個人都在和時間賽跑、和生命賽跑。就這樣,平常3到6個月的工作量被他的團隊成功壓縮到2到3周內,終於,他們發現重型患者體內大量氨基酸和脂質減少,多種蛋白和代謝物與患者體內的巨噬細胞、補體系統、血小板脫顆粒有關,揭示了重型新冠肺炎患者血清中特征性蛋白和代謝物的變化,為臨床預測重症和相關機制研究提供了基礎。相關研究在國際學術頂尖期刊《Cell(細胞)》上發表。同時,他還以第一通訊作者的身份報道了新冠致死患者多器官的蛋白質分子病理全景圖,首次揭示了新冠致死患者多器官組織中特異性的蛋白分子改變。

這些研究為新冠的防治提供了重要線索,為全球欠發達地區的臨床醫生提供了診治依據。研究團隊在包含《Cell》《Cell Reports》 等期刊發表學術論文數十篇,受到國內外學術界的廣泛關注,獲得了包括美國國立衛生研究院院長Francis Collins在內的第一時間推介與評述,受邀在多個國際會議和國內會議中匯報工作,並得到光明日報、科技日報(頭版)、中國科學報(頭版)、大公報、浙江衛視、浙江日報、MIT DeepTech等數百家國內外媒體的廣泛報道。郭天南博士榮獲科技部“科技部全國科技系統抗擊新冠肺炎疫情先進個人”稱號。

按下科技成果轉化“加速鍵”

郭天南博士積極發揮科技支撐和引領作用,在堅守科研一線的同時, 持續推進科技成果轉化和應用,為產業升級和經濟發展增活力、添動力。2020年7月,他將部分成果與技術進行轉化,創立了西湖歐米(杭州)生物科技有限公司,這是一家專注於AI賦能的微觀世界數據公司,致力於以蛋白質組大數據技術創新為驅動力,聯合多模態大數據,助力精准醫學和藥物研發。短短2年不到的時間,團隊已達100余人,其中超過40%的員工擁有碩博學歷,2021年度研發投入比達到165.82%。公司現有已授權發明專利4項,軟件著作權10項。2022年,西湖歐米公司得到資本市場青睞,獲得數億元Pre-A輪融資,成為准獨角獸公司。

目前,西湖歐米公司已獲得來自各界的廣泛認可,獲評杭州市西湖區325英才計劃A類項目、入選2021年Venture 50新芽榜、量子位生物計算類2021年度企業,「AI中國」機器之心2021年度評選最具潛力Science AI創業公司 TOP10,並被認定為浙江省科技型中小企業。西湖歐米已參與了國家和省市多個重要科技攻關項目,也參與到多項國際合作之中。

發揮自身優勢,促進國際學術交流

歸國以來,郭天南博士結合自身教育和工作背景國際化的優勢,廣泛開展國際國內合作,致力於推動蛋白質組學驅動的精准醫學領域的國際合作。

郭天南博士主導了與新加坡國立大學、新加坡南洋理工大學、新加坡癌症中心,荷蘭阿姆斯特丹UMC、瑞士ETH Zurich、美國University of Michigan USA、澳大利亞University of Sydney、馬來西亞National University of Malaysia UKM等多個大學和研究所的實質性國際科研合作,取得多項科研成果,並協助西湖大學與新加坡癌症中心、荷蘭VU Medical Center、瑞士蘇黎世大學神經科學系等機構建立了校際合作關系。

郭博士團隊參與了浙江-瑞士“一帶一路”聯合實驗室建設、APEC生命科學創新項目(中國首個)、中國科技部國際大科學計劃培育項目“人類蛋白質組計劃2.0-蛋白質組學驅動的精准醫學”“高發腫瘤大隊列臨床蛋白質組關鍵技術研究”,並在其中負責重要任務。他還受邀成為中國蛋白質組學會(CNHUPO)秘書長,人類蛋白質組組織(HUPO)執行委員會委員,教育與培訓委員會主席,HUPO B/D HPP項目癌症組委員會共同主席,推動了我國科研學術,特別是蛋白質組學的國際交流。

(責編:王馨悅、黃瑾)
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