如果將單個基因、一種蛋白質視作“樹葉”， 萊諾伊?胡德 （Leroy Hood）希望構建起一片“森林”，將人類複雜疾病置於完整的系統視野當中。
近日，胡德在浦江創新論壇期間接受了澎湃新聞（www.thepaper.cn）專訪。這位現年已80歲的系統生物學開拓者，幾年前還保持著每天跑步3英裡、做100個伏地挺身的習慣，如今仍活躍在科學一線。其於18年前自掏腰包共同創建的獨立研究所——系統生物學研究所（Institute for Systems Biology）目前已站在基礎和應用遺傳學研究的最前沿，並致力於革新醫療方式。
胡德引領系統生物學之前，首先是一位優秀的分子免疫學家。上世紀70年代到80年代，胡德是免疫學領域的領袖。並因在該項領域的傑出貢獻，獲得1987年拉斯克基礎醫學研究獎，該獎項被譽為“諾獎風向標”。
胡德還是“基因組時代的開拓者”。在最初任職於加州理工學院期間，為更好地理解免疫系統運作的原理，胡德及其同事開發了四種儀器：DNA基因測序儀、合成儀、蛋白質合成儀和測序儀。在DNA和蛋白質即意味著“未來”的彼時，胡德無疑為當代分子生物學奠定了技術基礎。
尤其是他發明的全世界首台全自動DNA測序儀的原型，被認為“加速了整個生物技術領域的發展”。 這項研究以純介紹科學設備的形式罕見地發表在1986年的《自然》（Nature）雜誌上。也正是借鑒了這款設備中的熒光技術，Applied Biosystem公司（胡德參與創建）開發出了第一台具有商業應用價值的全自動DNA測序儀，它也是人類基因組計劃所採用的儀器。
“人類基因組計劃首次描繪了人類的基因圖譜，讓我們對人類遺傳學有一個詳盡的認識，了解基因變異和疾病的關係是理解人體健康的重要一部分。然而，基因不能解決的是，我們該如何理解生活方式和環境帶給健康的影響。”胡德對澎湃新聞表示。
胡德在接受澎湃新聞專訪當天的一場論壇講座上還給出幾個數據：影響美國人群的健康因素中，遺傳佔30%、環境和生活方式佔60%，醫療體系貢獻10%。
基於此，胡德認為找到一條“整體性的綜合途徑”去理解生物複雜性至關重要。“系統生物學是一個整體，我們可以試著去理解它，而它帶來的貢獻則是提供關於疾病的關鍵的系統性全局觀，讓我們對疾病有更全面綜合的理解，它包含了解釋疾病的所有要素。”
不僅僅是基因、蛋白質，“這使得我們必須用很多其他的測量方法，包括血液、腸道微生物等。”胡德通過采集囊括基因組、表型組（生物的全部性狀特徵）的龐大數據，招募大量科學家、工程師、數學家共同參與，試圖破解人類全部的生命密碼。
人類健康的哈勃太空望遠鏡
什麽是人類表型組？它包括外貌、體型特徵、代謝物特徵、蛋白質組成、體液成分，甚至跑步速度、手臂力量等，被認為是基因組之外解開人類奧秘的另外半本“密碼”。
胡德這樣打比方，密集的表型組研究就像哈勃太空望遠鏡，能夠使科學家探討人類健康和疾病方面的暗物質。“哈勃望遠鏡使我們能夠深入探討宇宙的暗物質，有了密集的表型組學研究之後，我們現在對於人類的健康也能夠做到這一點。”
密集的表型組學研究讓胡德的團隊建立了患者的個人數據雲。個人的數據雲又如何服務於患者？胡德用一項其2014年發起的一項健康項目來展示其操作。
2014年，胡德團隊說服了108個人參與一項試點的項目，探索科學健康或者量化健康的可能性。2017年7月，該項目成果文章發表在《自然-生物技術》（nature biotechnology），題為《A wellness study of 108 individuals using personal，dense，dynamic data clouds》（關於個性化的、密集的和動態數據雲的108個人的健康研究），胡德為通訊作者。
研究團隊在9個月時間內收集了108名參與者的個人資料，包括他們的全基因組序列，每3個月還采集一次代謝組、蛋白質組和微生物組數據（測量643種代謝物和262種蛋白質的血液、唾液、尿液和糞便樣本），以及他們的身體活動情況和睡眠監控。
胡德等人用上述數據生成了一個網絡，顯示生理和疾病的相關分析。通過分析整體的相關性，鑒定生物標誌物。例如，γ-谷氨酰酪氨酸與用於心髒代謝疾病的臨床分析物緊密相連。
他們從127個形狀和疾病的全基因組關聯研究（GWAS）計算多基因評分，用它們來發現多基因風險的分子相關性，例如，腸炎的遺傳風險與血漿中的胱氨酸負相關。
研究結果表明，隨著時間的推移，通過改善參與者臨床生物標誌物，個人數據雲可以提高他們對健康和疾病的認識。
針對這項研究，胡德對澎湃新聞表示，“我們在短短9個月對108個人進行了研究，通過密集的數據雲我們確實可以獲得資訊，讓每個人都能獲得一系列可操作的可能性方案，從而逐漸提高他們的健康水準。”胡德還強調，“在Arivale公司目前4000名群體的相同研究中，我們看到了同樣的效果。”
受上述試驗項目的推動，胡德等三位創始人於2015年年中創立了Arivale，致力於個性化的健康管理，“它覆蓋了所有州，我們可以在全國範圍內進行臨床試驗。”
胡德還將個性化的科學健康管理方案用在了自己身上。結合自己的基因組測序，調整生活和飲食方式後，幫助他的體重回到了他作為橄欖球運動員時的水準。
對待阿爾茨海默症：要從“盒子”裡跳出來
這種量化的、系統的科學健康觀，有科學家認為不如針對單個基因來得有效、精準，但也有觀點認為，這將會顛覆未來的醫療理念。
胡德認為，科學健康觀意味著三點。“第一，可以最優化個體健康；第二，能看到健康向疾病轉變的過程，隨著技術的發展，未來還可以逆轉進程，從而避免很多慢性病；第三，能夠極大地節省醫療支出。”
至於如何節省醫療支出，胡德向澎湃新聞給出兩個例子。第一，它會使得試驗者只有50人的臨床試驗成為可能，而不是一定需要2萬人，這會為臨床試驗節省數十億美元。
“我們可以在最初的小試驗中，用密集表型組方法來鑒定出生物標誌物，區分哪些人對藥物有反應，哪些人是沒有反應的。而在傳統的臨床試驗中，大部分人對藥物是不敏感的。因此，如果臨床試驗中的50個試驗者都是對藥物有反應敏感的，你會讓FDA（美國食品藥品監督管理局）百分百批準藥物。”胡德表示。
第二個例子則關於世界性難題阿爾茨海默症。“在美國，阿爾茨海默症每年要耗費5000億美元，我們希望在5年內將80%早期阿爾茨海默症患者逆轉成正常狀態，這部分也會節省數千億美元。”
“為什麽阿爾茨海默症在現階段不可逆，是因為都是在病情比較嚴重的時候才識別出來，但我們能夠在早期發現，就可以把它逆轉出來。”胡德表示，在阿爾茲海默症患者出現認知退化之前的4年-10年，他們就開始了轉變，“我們通過血液當中的生物標誌物等來確定最早的轉化點在哪裡。”
胡德強調，“關鍵是從固有的一個盒子裡跳出來思考，用之前沒有嘗試過的方法來對待阿爾茨海默症，包括用我們這種比較經典的系統思維，用數據雲來獲得早期過渡轉變時期的標誌物，也可以通過數據雲探索未來能夠逆轉疾病的途徑。我們不過是用了大量前人沒有用過的方法。”
系統生物學研究所官網在今年2月曾發布一條新聞，研究所和其他幾個組織正在進行一項臨床試驗，測試健康指導如何影響早期阿爾茨海默氏症患者的認知功能，並分析縱向、多組數據，以探索認知功能隨時間的轉變。這項臨床試驗招募200名志願者，進行為期2年的數據監測。
胡德稱，“這些對阿爾茨海默症患者的多組分析將對該病的發展和逆轉提供深入的見解。”
胡德總結，這種健康科學觀，可以最大限度地保持個體健康，有效地預防生病。
醫生們剛剛開始理解什麽是“科學健康”
80歲的胡德有志於革新醫療方式，但這條路從一開始就注定不是坦途。
20世紀的最後一年，1999年聖誕節之前兩周，胡德決定和當時的東家華盛頓大學分道揚鑣的時候，他首先去向比爾?蓋茨當面辭去了由後者資助的教授職位。
在此之前，蓋茨是他最大的支持者。8年前，蓋茨親自為胡德提供了1200萬美元，將它從加州理工學院吸引到了華盛頓大學，創立了跨學科的分子生物技術科學系，以期實現“大科學”願景。胡德還獲得了“William H. Gates III（比爾?蓋茨全名）教授”的榮譽頭銜。
他當面向蓋茨陳述，公共機構的官僚主義永遠不會有足夠的靈活性來實現他的多學科系統生物學目標。他一口氣說出了他對那些與他觀點不同的管理人員的一長串不滿。與此同時，他滔滔不絕地談論著系統生物學的機遇。
這位億萬富翁聽了將近20分鐘。當蓋茨問這個爭論是否可以通過其他方式解決時，胡德說他已經努力了三年建立一個研究所。隨後，蓋茨直接切入了問題的核心，“你打算如何籌集資金?”胡德當時回答，“這就是我來這裡的部分原因……”蓋茨的答案最後是令胡德失望的，“我從來沒有為我認為會失敗的任何事情提供過資金。”
胡德在2000年1月創立系統生物學研究所時，不得不從自己的個人積蓄中拿出了500萬美金。
18年過去了，胡德對澎湃新聞表示，“我認為還有很多挑戰需要面對，但這些都是可以做到的。”
胡德提到，以醫生來說，他們需要通過教育來接受科學健康，讓他們理解它、知道如何利用它。“我的研究所也正在設計類似的培訓項目，為醫療專業從業人員提供科學教康和P4（predictive、preventive、presonalized、participatory，即預測性、預防性、個體性、參與性）醫療學習。一旦他們理解了，我想他們會擁抱新的醫療方式。我在我工作的普羅維登斯醫療保健系統已經進行了40多次講座，醫生們剛剛開始理解什麽是科學健康，以及它將如何對健康產生影響。”
其他還有來自高層的障礙。“我認為這還需要說服醫療系統的長官者們採用這種新的方法，他們必須同意。也包括政策制定者，這裡會涉及到醫療費用如何支付等。我認為醫學院也很重要，醫生們需要去那裡為將來的新醫學接受相應的培訓。”胡德表示。
值得一提的是，談及由中國科學家倡議發起的“人類表型組”國際大科學計劃，胡德表示，“金力是這方面的傑出人才，他把各方面的人才聚集在了一起，他已經站在了這個領域的前沿。並且這項計劃背後有政府的支持，這是非常關鍵的。”該計劃倡議發起人之一為中國科學院院士、複旦大學副校長金力。
一名熟知胡德的朋友曾說道，“想讓他退休的計劃只有一個，那就是他的死亡。”在許多和他年紀相仿的科學家放慢腳步的時候，胡德還在以驚人的速度奔跑。那些與他密切合作的人說，他仍然像學生時一樣對科學充滿好奇和熱情。
胡德主要經歷：
胡德於1938年10月生於美國蒙大拿州密蘇拉。從小喜歡數學和科學的胡德在高中時期已嶄露頭角，於1956年獲得素有美國高中生“小諾貝爾獎”之稱的“西屋科學天才獎”。
胡德在加州理工學院接受本科教育，他的教授包括著名物理學家、諾貝爾物理獎得主理查德?菲利普斯?費曼（Richard Phillips Feynman）、世界著名化學家、結構生物學家萊納斯?卡爾?鮑林 （Linus Carl Pauling）等名人 。胡德於1964年獲得約翰霍普金斯醫學院的醫學博士學位。1968年在加工理工學院獲生物化學博士學位。
胡德的事業生涯始於加州理工學院。1992年，54歲的胡德轉到位於西雅圖的華盛頓大學創立跨學科的分子生物技術科學系，將生物學、數學、物理學、電腦科學跨界融合到一起。胡德是第一批將跨行業專家聚集起來的科學家之一。
就在此前一年，胡德受邀前往華盛頓大學做學術交流，在安排的三場演講中，比爾?蓋茨(Bill Gates) 都坐在前排聆聽，而此時，華盛頓大學正有意發展生物學。演講之後，華盛頓大學即邀請胡德加盟。比爾?蓋茨還為胡德提供了1200萬美元，用於新院系啟動。胡德還獲得了“William H. Gates III（比爾?蓋茨全名）教授”的榮譽頭銜。
不過，8年之後，即20世紀的最後一年，1999年聖誕節之前兩周，胡德親自向他彼時最大的支持者比爾?蓋茨辭職。不想受學校種種繁文縟節羈絆的胡德於2000年和另兩位志同道合的科學家在西雅圖共同創辦了系統生物學研究所，為此，胡德從自己的積蓄中拿出了500萬美金。
除拉斯克基礎醫學研究獎之外，胡德還於2002年獲被稱為日本“諾貝爾獎”之稱的京都獎 (Kyoto Prize)；2003年獲美國麻省理工學院的重大發明獎——“勒梅爾森”獎 (Lemelson-MIT Prize for Invention and Innovation)， 以表彰他為解開人類生物學之謎發明的四個生物學研究儀器。2013年榮獲美國政府為科學家授予的最高榮譽——美國國家科學獎章。
胡德為美國國家科學院院士、美國國家工程院院士、美國國家醫學院院士。除開創性研究之外，據系統生物學研究所官網，截至目前，胡德還發表了750篇論文，獲得了36項專利。還創立或聯合創立了15家不同的生物技術公司，包括Amgen、Applied Biosystems、 Rosetta、Darwin、Integrated Diagnostics、Arivale等。
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