阿尔伯尼医学奖得主谢晓亮:当下一轮疫情来临,可快速预测逃逸,让疫苗“跑赢”病毒

   2023-11-07 1210
核心提示:11月6日,在第六届世界顶尖科学家论坛开幕式上,2015年阿尔伯尼医学奖得主、北京大学李兆基讲席教授谢晓亮作了“人类基因组20年:两轮技术革命引发的两次医学变革”的主旨报告。就在两周前,谢晓亮与同行在北京庆祝了上世纪最伟大的生物学发现——DNA双螺旋结构的诞生。20年前,人类基因组计划完成,总共花费30亿美元。随后几年中,生命科学界又发生了两次重大技术革命:一是下一代DNA测序仪,这带来了基因测序

11月6日,在第六届世界顶尖科学家论坛开幕式上,2015年阿尔伯尼医学奖得主、北京大学李兆基讲席教授谢晓亮作了“人类基因组20年:两轮技术革命引发的两次医学变革”的主旨报告。

就在两周前,谢晓亮与同行在北京庆祝了上世纪最伟大的生物学发现——DNA双螺旋结构的诞生。20年前,人类基因组计划完成,总共花费30亿美元。随后几年中,生命科学界又发生了两次重大技术革命:一是下一代DNA测序仪,这带来了基因测序价格的大幅下降,如今只需几百美元、不到一天时间,就能完成一个人测序。另一项技术革命是:结构生物学的蓬勃兴起,“如今,给我一个人类细胞,就能解析出它的三维基因组结构”。

基因组的发展引发了两次医学变革。

谢晓亮说,基因组测序让精准医疗成为可能。安吉丽娜·朱莉通过去除自己有缺陷的基因,来避免高达87%的乳腺癌风险,以及50%的卵巢癌风险。如何避免将基因缺陷传给下一代,将成为医学界的一个重要研究方向。

世界上有总数不下4000种的遗传性疾病。通过基因组技术的发展,科学界不断发展新技术,来避免遗传疾病的代际传递。谢晓亮介绍,过去9年,他的团队进行了无创产前筛查的新研究——利用细胞凋亡时游离出的微量DNA片段,发展高精度技术,通过TM5转座子进行相关测序,从而做到了几乎100%准确率的SNP检测。目前,这种技术不仅能够筛查单基因疾病,多基因疾病筛查也可由此获益。

另一想医学技术的突破,与病毒逃逸的预测相关。2019年,谢晓亮与自己最出色的博士生曹云龙从哈佛回到北京大学。2020年春节刚过去两天,他们就开始通过单分子测序技术寻找中和抗体,来应对新冠疫情。他们在几个月内找到了中和抗体,却因奥密克戎的出现,最终没能推向应用。这是因为奥密克戎对这一抗体产生了逃逸。

“临床开发速度相较于病毒逃逸速度,实在太慢了。”于是,谢晓亮开始针对“病毒如何逃逸免疫系统”的问题,开发高通量深度扫描系统,对病毒所有的关键氨基酸进行深入研究,预测何种变体可能产生逃逸。

谢晓亮团队对4000多种突变进行测试,并对抗体位点进行分类。“我们在治疗、预防等场景中进行实验,有望对老年人的保护起到较大作用。”

“如果还有第三波、第四波的病毒来袭,我们能做些什么?病毒突变能否进行预测?”谢晓亮与曹云龙所进行的免疫逃逸突变位点预测,与现实世界中的病毒变异高度吻合。他们通过同行合作分享数据,并在南非对新毒株出现后会否在世界层面流行进行预测。曹云龙因“新冠预测者”入选了去年《自然》杂志评选的十大年度人物。

谢晓亮表示,当下一次疫情来临,他们可以通过快速排序,找到下一个可能的抗体,“我们最容易找到的,也是最容易逃逸的”,所以要等两周左右,这些预测出的第一波最容易逃逸的病毒突变信息,可以用来指导疫情防控,也可对mRNA疫苗的研发有所帮助。

 
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