王向東：創新微環境讓醫學成果走向世界

近日，歐洲人文和自然科學院（歐洲科學院）公布2022年新當選院士名單，復旦大學中山醫院教授王向東憑借在臨床轉化醫學、肺部炎癥和腫瘤學、臨床生物信息學領域的杰出成就，當選2022年歐洲科學院“臨床醫學與獸醫學部”院士。

歐洲科學院是英國皇家學會等多個國家科學院發起成立的國際科學組織。該院院士主要來自歐洲國家，代表著歐洲人文和自然科學界最高科學水平和學術地位。目前有院士約5500人，其中近90位在獲得院士后成為諾貝爾獎獲得者。

提及當選歐洲科學院院士，王向東更愿意談談中山醫院聚焦前沿科學，帶動學科發展所需要的良好創新微環境。

王向東（右一）指導研究生做實驗          受訪者供圖

探索新型精準醫療

2014年，中國科學院院士、復旦大學附屬中山醫院院長樊嘉提出臨床分子醫學和基因測序應用于臨床的構想，并與相關專家探討了應用基因測序技術實施精準治療的可行性。

此后，中山醫院黨委會和院務會決定，集中全院臨床研究力量和資源，在國內率先成立以醫院為基礎，包括30多大學和省部級研究所、實驗室和工程中心在內的“中山醫院臨床醫學研究院”。

2015年，中山醫院與華大基因合作，率先在國內成立“中華臨床精準醫療中心”，率先開展大規模病人腫瘤基因測序，并開發出具有自主知識產權的肝癌靶向基因測序試劑盒，帶動多學科精準醫療發展。在國內率先實現臨床精準醫療多學科團隊治療制度和體系，并為腫瘤病人開展精準治療。

重視前沿科學和技術，不僅僅為臨床精準醫療提供了新思維和新途徑，也開拓了學科發展的快速通路。中山醫院在短短兩年內獲得4項國家精準醫療重大項目，以及國家科技進步獎二等獎、華夏建設科學技術獎一等獎和上海市科技進步獎一等獎等多項榮譽。

“2015年1月，美國推出精準醫療計劃，而中山醫院在此之前已開展了論證—布局—實施工作。”中山醫院臨床醫學研究院副院長、上海市學科帶頭人程韻楓介紹說，“除基因測序和基因組學，中山醫院還率先開展了臨床單細胞轉錄組學、蛋白組學、代謝組學、脂質組學以及最新的空間組學，應用這些前沿技術從多層次多維度多途徑理解疾病發生發展，探索新型精準醫療。”

在此基礎上，王向東團隊率先開展了臨床生物信息學，融臨床表型學與分子多組學，探索臨床癥狀體征與基因—蛋白—信號通路的相互關系，并主編了由國際斯普林格—自然出版社出版的《轉化生物信息學》叢書，全面系統地闡述了多組學/跨組學研究方法、臨床應用和轉化。

營造創新微環境

“人體是一個非常復雜的系統，一些疾病的發生，并非單個基因的疾病，而是多基因發生變化的結果，不同病人臨床表現不一樣，對藥物的治療反應也不一樣，這都需要通過大量數據、標本的收集，去歸納、總結出一套識別的方法、模型、規律。”中山醫院呼吸與危重癥醫學科主任宋元林介紹說，“在臨床上，多組學/跨組學研究一方面能夠更加深入地了解發病機制；另一方面，在臨床治療上遇到病情反復時，可以找到科學依據，把復雜問題簡單化。”

一般來講，多組學包括基因組學、蛋白組學、代謝組學，下面牽涉到十幾萬個分子層次的指標。屬于基礎研究中的基礎，別說個個都搞明白，能多攻克其中一個指標，且恰好是敏感指標，若能作用于臨床，人類就能獲益。

“比如，患者咳嗽里有膿痰。”王向東舉例說，“通過分析工具，可以自動提示它和哪些基因、哪些代謝途徑相關，含有哪類脂質、哪類蛋白，可以用什么樣的藥，哪些藥更敏感。所有信息通過人工智能系統處理一目了然，讓病人真正得到分子水平的治療，大大減輕臨床醫生的工作量。”

2021年，王向東與樊嘉在《臨床轉化醫學》雜志上提出“時空分子醫學”概念，為多維理解和治療疾病提供了新理論。他們建立萬例呼吸疾病臨床脂質組學原創數據庫、肺單細胞轉錄組數據庫、慢阻肺跨組學數據庫，研發基于多組學/跨組學的臨床精準醫療診治新策略新方案。

“如果說之前的多組學研究是基于組織切片、血液、體液分析等平面的研究，‘時空組學’多了‘空間’和‘時間’概念，是個更立體、更全面的數據收納和分析。”程韻楓解釋說，“就像一棟五層的樓房，二樓和五樓的功能不同，一個細胞，在不同的位置，其功能也是不一樣的。一個病人，今天來和一個月之后再來，也是不一樣的。”

王向東認為，能夠提出這些前瞻的概念，得益于中山醫院重視前沿科學和技術的創新微環境。

聚焦“特絡細胞”

“在國內，王向東是第一個做‘特絡細胞’研究的，在國外也是最早的一批。”程韻楓說，“特絡細胞是間質細胞的一種。人體細胞間存在相互聯系。靠什么連接呢？每個細胞都會伸出好多‘爪子’，跟樹根一樣到處都有，這些‘爪子’就是特絡細胞，它們不僅在組織內起到支撐的作用，也承擔起細胞間信息中轉站的角色。對特絡細胞了解的越透，對破解細胞之間的‘對話’越有利。”

從2010年開始，王向東開始研究肺特絡細胞。王向東團隊與羅馬尼亞布加勒斯特醫藥大學教授Popescu團隊合作，率先發現和分離出人氣道特絡細胞，建立了鼠和人肺源性特絡細胞的細胞系，勾畫肺特絡細胞組織空間位置、分布、表型、細胞間相互作用以及基因和蛋白質組學特征，應用干細胞與特絡細胞聯合移植治療實驗性肺損傷。期間，他主編了《特絡細胞：連接細胞》專著，還擔任國家自然基金委特絡細胞國際合作重大項目首席科學家。

特絡細胞和干細胞的相互作用可以成為許多疾病的治療手段。基于此觀點，王向東團隊設計了一些實驗探索最理想的干細胞－特絡細胞共同移植的途徑。在誘導急性肺損傷后，通過靜脈注射、氣管內給藥或者腹腔注射的方式，應用干細胞、特絡細胞，或者二者聯合后，評估移植細胞在肺內的動態分布和維持時間。

“我們在全球率先建立具有自主知識產權的鼠源性和人源性肺臟特絡細胞株。”王向東補充說，“這是一個非常艱巨工作，花了大約五年時間，為了研究如何讓人類肺臟特絡細胞更加穩定和重復性更好。”