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第九届侨界贡献奖人物风采录(五十二)
郭天南:药物研发的底层革命
2023年06月01日13:22  来源:中国侨联

郭天南,现任人类蛋白质组组织(HUPO)执行委员会委员、教育与培训委员会主席、HUPO B/D HPP项目癌症组委员会共同主席,中国蛋白质组学会(CNHUPO)秘书长,中国物理学会质谱分会临床质谱学术组学术委员,中国神经科学协会基础与临床分会委员等。入选浙江省海外高层次人才引进计划、杭州市521全球引才计划,荣获科技部“全国科技系统抗击新冠肺炎疫情先进个人”称号。

深耕蛋白组学深度研究领域

郭天南博士长期从事临床蛋白质组学技术的开发和应用研究。学界有句俗语:“生在基因,命在蛋白质。”的确,人的一生,基因是很少会发生变化的,但是蛋白质却无时无刻不在发生变化。随着人类等物种和生物体全基因组序列的测序完成,科学家们逐渐意识到基因组只是书写了遗传密码的“天书”——人们仅从基因序列的角度根本无法完整和系统地阐明生物体的功能。而想要解密基因组,必须先系统认识蛋白质组。郭天南所在的课题组开发了独特的临床高通量蛋白质组学技术,通过建立蛋白质组AI大数据,能够探索人体在各种生理和病理状态下蛋白质表达和变化的规律。该技术未来或将应用在人类对重大疾病的精准诊断、分型以及药物研发等领域。

通过多年的深耕研究,郭天南博士系统开发了多项临床质谱技术,不断提高微量临床组织蛋白质组分析的效率,将分析通量从5年前的每天分析 6-10个样品提高到现在每天20-40个样品,将所需临床组织(包括新鲜冰冻和石蜡包埋组织)样本的重量从5年前的约1毫克降低到目前约0.1毫克,单个样品鉴定和定量的蛋白数量从5年前的2000个左右提高到现在的8000-12000个,并且开发了适用于AI分析的数据结构DIAT张量,建立蛋白质组数据库,提出“蛋白质组大数据”新概念,探索使用信息技术和人工智能技术分析临床队列样品的蛋白质组大数据,探索重要疾病诊疗的新标记物和靶点发现新途径。这些研究首次建立了一整套对微量组织样品的蛋白质组进行深度快速质谱分析,并且联合AI进行疾病蛋白标记物进行系统挖掘的完整方法体系。

这套方法体系具有通用性,在多种疾病的诊疗中均得到应用。在过去的5年内,郭天南作为共同通讯作者发表的论文涉及到前列腺癌、大肠癌、新冠肺炎、白血病、肝癌、宫颈癌等内容,也因为这套临床蛋白质组技术体系的建立,郭天南受邀以第一通讯作者发表了临床蛋白质组进展综述和蛋白质谱技术综述,评述质谱及多组学技术的最新进展。

创新科研“利器”,助力科技抗疫

2020年初新冠病毒疫情突然暴发。疫情发生初期,郭天南团队就紧急联系各方力量,寻求新冠肺炎病人的血样,期望通过测量分析轻、重症病人血样中蛋白质的差异,找出早期预测重症的方法。110个病人的血样抵达后,科研人员穿上防护服,进入实验室制备血清,实验持续的数小时内不能喝水、上厕所,紧接着还要进行一系列步骤的操作——从样本中提取代谢物、上机分析、数据汇总等等。昼和夜的界限变得模糊,实验室里的每个人都在和时间赛跑、和生命赛跑。就这样,平常3到6个月的工作量被他的团队成功压缩到2到3周内,终于,他们发现重型患者体内大量氨基酸和脂质减少,多种蛋白和代谢物与患者体内的巨噬细胞、补体系统、血小板脱颗粒有关,揭示了重型新冠肺炎患者血清中特征性蛋白和代谢物的变化,为临床预测重症和相关机制研究提供了基础。相关研究在国际学术顶尖期刊《Cell(细胞)》上发表。同时,他还以第一通讯作者的身份报道了新冠致死患者多器官的蛋白质分子病理全景图,首次揭示了新冠致死患者多器官组织中特异性的蛋白分子改变。

这些研究为新冠的防治提供了重要线索,为全球欠发达地区的临床医生提供了诊治依据。研究团队在包含《Cell》《Cell Reports》 等期刊发表学术论文数十篇,受到国内外学术界的广泛关注,获得了包括美国国立卫生研究院院长Francis Collins在内的第一时间推介与评述,受邀在多个国际会议和国内会议中汇报工作,并得到光明日报、科技日报(头版)、中国科学报(头版)、大公报、浙江卫视、浙江日报、MIT DeepTech等数百家国内外媒体的广泛报道。郭天南博士荣获科技部“科技部全国科技系统抗击新冠肺炎疫情先进个人”称号。

按下科技成果转化“加速键”

郭天南博士积极发挥科技支撑和引领作用,在坚守科研一线的同时, 持续推进科技成果转化和应用,为产业升级和经济发展增活力、添动力。2020年7月,他将部分成果与技术进行转化,创立了西湖欧米(杭州)生物科技有限公司,这是一家专注于AI赋能的微观世界数据公司,致力于以蛋白质组大数据技术创新为驱动力,联合多模态大数据,助力精准医学和药物研发。短短2年不到的时间,团队已达100余人,其中超过40%的员工拥有硕博学历,2021年度研发投入比达到165.82%。公司现有已授权发明专利4项,软件著作权10项。2022年,西湖欧米公司得到资本市场青睐,获得数亿元Pre-A轮融资,成为准独角兽公司。

目前,西湖欧米公司已获得来自各界的广泛认可,获评杭州市西湖区325英才计划A类项目、入选2021年Venture 50新芽榜、量子位生物计算类2021年度企业,「AI中国」机器之心2021年度评选最具潜力Science AI创业公司 TOP10,并被认定为浙江省科技型中小企业。西湖欧米已参与了国家和省市多个重要科技攻关项目,也参与到多项国际合作之中。

发挥自身优势,促进国际学术交流

归国以来,郭天南博士结合自身教育和工作背景国际化的优势,广泛开展国际国内合作,致力于推动蛋白质组学驱动的精准医学领域的国际合作。

郭天南博士主导了与新加坡国立大学、新加坡南洋理工大学、新加坡癌症中心,荷兰阿姆斯特丹UMC、瑞士ETH Zurich、美国University of Michigan USA、澳大利亚University of Sydney、马来西亚National University of Malaysia UKM等多个大学和研究所的实质性国际科研合作,取得多项科研成果,并协助西湖大学与新加坡癌症中心、荷兰VU Medical Center、瑞士苏黎世大学神经科学系等机构建立了校际合作关系。

郭博士团队参与了浙江-瑞士“一带一路”联合实验室建设、APEC生命科学创新项目(中国首个)、中国科技部国际大科学计划培育项目“人类蛋白质组计划2.0-蛋白质组学驱动的精准医学”“高发肿瘤大队列临床蛋白质组关键技术研究”,并在其中负责重要任务。他还受邀成为中国蛋白质组学会(CNHUPO)秘书长,人类蛋白质组组织(HUPO)执行委员会委员,教育与培训委员会主席,HUPO B/D HPP项目癌症组委员会共同主席,推动了我国科研学术,特别是蛋白质组学的国际交流。

(责编:王馨悦、黄瑾)
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