【科技之星】道阻且长,吾将求索——杜宏武

时间：2023-01-20

　　【他们，来自电子信息、生物医药、新能源、新材料等高精尖产业领域；他们，用自己创新和创业的勇气和能力，共同书写了辉煌的创新事迹；他们，是北京市科委遴选出的科技领军人才和科技新星代表。】

　　【楔子】

　　人类或许是趋利避害的，社会通行的标准与典范大多也是逐利的，然而，总还有那么一批人，他们衡量事物的标准并不是根据自己利益的得失，他们怀有美好的执念，他们不畏艰险，坚守梦想，他们希望通过自己的努力，能够真正地做出一点非凡的成绩，做出一点对社会、对老百姓真正有用的科研成果，这也是他们毕生为之奋斗的目标和不歇动力。北京科技大学生物科学与工程系教授、博士研究生导师杜宏武老师就是其中之一。

　　【杜宏武的坚持】

　　罕见病又称“孤儿病”，是指那些发病概率很低的疾病。因为研发成本大而市场又特别小，所以很少有企业或机构肯去研究这些罕见病的诊断试剂及药物等相关事项。然而，总有一些人，他们看问题的方式并不都指向受益，北京科技大学教授杜宏武已经将人类免疫系统相关罕见病靶点的相关研究坚持了近10年的时间，他借助生物芯片技术将研究不断延伸和拓展，为此付出了巨大的心血，在这个领域做出了斐然的成绩，帮助了无数的人。

　　“因为‘一根筋’想做创造性的事情，所以才有了少许收获吧。”谈到自己的成就，他谦虚道。

　　杜宏武觉得，自己在科研事业上有着撞了南墙也不回头的轴劲。正是这股劲，把他推向了今天的地位。

　　实际上，罕见病研究在人类科学史上一直都在发挥重要作用，罕见病是基础疾病的极端表现，针对这些极端少数病例的研究成果，大大提高了我们对人类疾病机理的认识，帮助我们发现新型治疗方法，是真正的“个体化医疗”。

　　如今，带着让科研真正惠及有需要人群的愿望，他和团队加紧探索着产、学、研相结合的创业模式，预备开启一条独特的产业化道路。

　　【杜宏武的生物学之梦】

　　也许是家庭熏陶的缘故，杜宏武从小便对生物学及人类疾病的发病机理有着异于常人的热爱。高考填报志愿的时候，他把生物学类专业作为唯一的专业进行填报。可是，第一志愿的清华大学却将他调剂到非生物类院系。最终，他放弃了清华大学的录取机会，选择了第二志愿的山东大学生命科学学院生物系。

　　2000年，杜宏武来到清华大学攻读博士学位。在清华大学国家生物芯片中心工作和学习的5年间，杜宏武对建立蛋白芯片分析平台，使用蛋白芯片同时对多种分析物质进行快速筛查的可行性问题展开了探索。他主导开发了个体蛋白质组芯片等技术，SCI论文被Nature杂志引用在科研亮点专栏评论中。经过无数次实验分析，杜宏武创造性的制成了世界上第一个生长激素区分试剂盒。他因此被评为北京市“科技新星”和国家“科技奥运先进个人”。

　　有了生物芯片技术作支撑，杜宏武开始将目光集中于向往已久的人类免疫系统相关罕见病靶点研究，丝绸之路病（白塞病）就是这类罕见病的一种，在中国该疾病的患者人数相对较多。但医药界对它的认识度和关注度却少之又少。“以前没有诊断标准，只有指南打分，40%的病人花5年时间才能得到确诊，这导致了治疗的极度滞后。”杜宏武强调，这也是中国一系列罕见病人普遍的现状。

　　不同于以临床症状和指南打分为主的常规诊断方法，杜宏武带领团队正努力尝试找出一些罕见病在人体细胞内部的“记号”——靶点。这好比掌握了疾病的“开关”，能实现对个体疾病进行“量体裁衣”式的精准医疗。总的来说，就是能极大提高罕见病的确诊速度和治疗效率。“当看到患者因为反复的并发症而承受着痛苦时，我才清楚的感受到了自己身上担子的分量。”他说。为了找到更多来自中国人体内的疾病“靶点”，杜宏武一研究就是十余年。

　　期间，他还作为白塞病友互助志愿者组织的义工，和白塞联盟（白兰鸽白塞病罕见病关爱中心）的团队成员一道，完成了以罕见病病人为中心的临床长期随访数据库（http://www.serainfo.com）的开发调试和上线实践应用，填补了我国官方医疗机构和国家卫计委在这方面的历史空白。不再只是一项研究，杜宏武觉得他所做的更像是对罕见病人这个“孤儿”似的群体的告慰和救赎，他希望能通过一次次呼吁和不懈努力，为将这些罕见病人早一天纳入国家和地方的医保体系贡献自己的一点微薄之力。

　　【吾将上下而求索】

　　2005年到2006年间，从清华大学离开的杜宏武第一次组织团队尝试寻找原创靶点，由于经验缺乏和准备不足，研发遇困，眼看着资金打了水漂，他不得不自掏腰包救急。“相较于盘算得失，我更想坚持原则。”他说道，总结完教训，杜宏武立即开始了新的尝试，一年多以后，他得到去斯坦福大学人类免疫检测中心做研究科学家的机会，并与妻子同赴美国，继续着免疫病靶点方面的课题研究。

　　正是这趟斯坦福的学术之旅打开了他的思维，让他明白了一个健全的研究大平台对于整个科研事业在可持续性和效率提升方面的重要意义。“基础医学研究和临床一定要结合起来，而且要把一些现代的、现有的生物工具充分利用。”他的勤奋换来了新的思路。

　　杜宏武认为，斯坦福大学人类免疫检测中心的优势之一，就是它把能用到免疫学研究的传统和新兴技术都同时引进和包容进来。拥有科研、产业等各界资源的平台就相当于一个孵化器，传统方法下20多人2年才能做好的实验，在这里只需要3个月或半年就能搞定。因为平台较健全，本校的教授、甚至硅谷许多药厂都会在这个平台做药物分析或测试。

　　于斯坦福大学工作学习的2年多时间里，擅长数据分析的杜宏武接触到了60余个大项目，涉及到了美国众多高校乃至工业界的尖端研究。这让本就充满求知欲和行动力的他兴奋不已，“比起以前在一个实验室做一个课题的传统研究方法，这种多个项目交叉进行的方式让我的思维更加敏锐。”他说。

　　每次斯坦福医院来病人，就得立即取血做实验，一做就是一晚上。家常便饭似的通宵实验，让他高速度的汲取知识。可是由于和妻子在同一个实验室里无法倒班，美国又不允许孩子独自待在家中。4岁儿子的照顾问题摆在了夫妻俩面前，“没办法，人家是背起爸爸上学，我就背着儿子做实验。”杜宏武笑道。由于跟着爸妈天天泡实验室，杜宏武的儿子也被同事们冠以斯坦福年龄最小的“资深研究学者”的称号。

　　搞科研的空隙里，作为核心成员的杜宏武还经常参加北美华人医药企业家协会的周末沙龙。协会聚集了3000多位生物医药相关专业博士，从他们那里，杜宏武加深了对医药产业界的了解。并对自己今后独立的研究和产业化的道路做着筹谋。

　　【创新创业事迹】

　　作为白塞联盟（丝绸之路病）的志愿者义工，杜宏武始终惦记着国内罕见病人的生存情况。2011年秋天，为了尽快将国外所学转化成生产力去服务病人，他先于妻子回到国内，与北京科技大学商讨合作建立免疫疾病靶点研究实验室的事项，希望实验室能够依照着斯坦福大学人类免疫检测中心这个平台的模式逐步建立起来。

　　“这样一来，各种疾病就可以同样的放到平台上去筛选。如果找到的靶点经测试有意义，我就可以去找医生合作，寻求用于临床应用的可能性。”杜宏武描绘着他的蓝图。平台的建设将提高生物靶点的研发和相关试剂的生产效率，达到让罕见病人早发现、早治疗的目的。

　　通过1000余万次筛选实验，他和团队筛选并找到了50余个真正来自中国人体内的原创候选生物标志物靶点。特别是在丝绸之路病方面，国际上目前有的19个相关分子中，7个是他的实验室首先发现的，这填补了国内本土研究的空白。通过努力，杜宏武还找到糖尿病、类风湿关节炎、红斑狼疮等多种疾病的有效靶点。

　　研究高效地进行着，可一件尴尬的事摆到了杜宏武面前。“做成了许多罕见病的科研项目，却始终无法转化成产品上市。我心里很不得劲。” 他无奈的说。曾经他甚至希望把这些科研成果无偿的提供给一些诊断试剂厂家，请他们接力去做一些转化、应用方面的工作。但由于这些疾病患者少，无法带来经济效益，大多厂家根本就不愿做。

　　于是，本来只想一门心思做科研的“一根经”科学家杜宏武又坐不住了。他筹措资金，买下濒临破产的一家诊断试剂生产企业，利用他们的老旧设备和厂房，走上了科研成果产业化之路。“许多罕见病患者朋友都把我的研究当做他们未来得到正常生活的唯一希望，如果不能转化成产品服务于他们，研究又有什么意义？”自知不擅长经营的他道出原委。经过努力，其团队研发的试剂盒已拿到了食品药品监督管理局的医疗器械产品生产许可，临床试验的进行有了盼头。

　　探索未知的事物，做原创性的研究是杜宏武的一点执念。如今，杜宏武与北京协和医院合作，拿到了北京市科委“重组蛋白的表达和产业化平台”这一产业化交叉课题。课题一旦完成，将结束国内对一些重要诊断试剂原料的进口依赖。“希望把系统早日建立起来，自己生产出重要的诊断试剂原料，为下一步罕见病试剂项目申报做准备。”杜宏武说，这是他近年最重要的计划。

　　【所获成就】

　　多年来，杜宏武始终致力于罕见病相关的基础研究工作，包括

　　（1）成功开发了个体蛋白质组芯片等原创技术，获全国分析仪器行业十大突破，被Nature 方法学研究亮点专栏评述，先后获美国斯坦福“HIMC杰出贡献奖”，国际奥委会“生长激素诊断试剂第一名”。

　　（2）完成以罕见病病人为中心的临床长期随访数据库的开发和大规模实践应用（http://www.serainfo.com），填补了我国国家卫计委在这方面的历史空白。

　　（3）通过1千余万次筛选实验，鉴定到50余个真正来自中国人体内的原创生物标志物靶点，如6个丝绸之路病抗原，提供了该病数十年国际研究史上总靶点数的1/3以及来自国内本土贡献的几乎全部。

　　2016年1月，杜宏武参加了北京科技新星首届路演大赛并最终获得“优秀创新成果奖”和“最具产业化前景奖”。

　　【与科技新星计划的缘分】

　　谈到科技新星计划，杜宏武皆是赞誉，他说，科研的道路是孤独而充满着不确定的，每到累到筋疲力尽却又收获甚微的时候，就格外的需要来自外界的肯定与支持，在这种时间节点上，一点微弱的帮助也亦脱离了其本来的意义，变身成打开思路的神灯，让科研人的心血重获新生，科技新星计划恰好就充当这么一个神奇的角色。

　　当然，这一切都离不开北京这个最适宜培育创新创业花朵的大环境，正是在这种环境下，科技新星计划才得以茁壮成长，最终形成今日硕果累累的现状。杜宏武如此表达。

　　创新性科研成果举例

　　1）刺激剂/类固醇兴奋剂检测蛋白芯片：该工作是当年国家科技奥运的重点示范项目，本人作为蛋白芯片的负责人，率团队系统开发探索了生物芯片片基、开发相应软件、建立数学模型，顺利通过由国家体育总局组织的“盲测+实战检验”，测试1347名运动员，最终成功构建世界上首例兴奋剂检测蛋白芯片。该项目成功入选中国年度分析仪器行业“十大科技突破”；国外主流杂志也很快在其Research Highlight专栏高度评述该工作，明确指出“新型、高通量兴奋剂检测蛋白芯片正成为反兴奋剂斗争中的有力武器”（Nature Method. 2005, Vol 2: 162）。2008年，获国家“科技奥运先进个人”称号，个人研究经历被收录于由中共北京市委主持编著、北京师范大学出版社出版发行的《我们的足迹-典型奥运人物》。

　　2）自身免疫抗核抗体八项生物芯片：这个项目由本人最早启动并直接负责，合作对象是协和医院。最终获得生物芯片国家工程中心成立以来第一个获批的临床药证，编号京药监械准字2009第2400245号，本人也得到了程京院士颁发的国家芯片中心第一个“杰出研究奖-特别奖”。

　　3）肽类兴奋剂人生长激素检测方法：承担完成教育部重点课题（hGH亚型特异性单克隆抗体制备及痕量检测No.108128）和北京市科技新星课题（奥运会兴奋剂检测研究No.2007B024）。此外还受国家体育总局委托，承担完成多项合作研究如国家自然科学基金重点课题（兴奋剂rhEPO和rhGH检测方法的研究No.20635001），国家科技攻关计划（兴奋剂重组生长激素检测方法的研究No.2003DA904B05）等重要科研课题的部分研究内容。成功开发多种兴奋剂相关抗体，尤其是率先提出多亚型交叉免疫的创新研究思路，在总数超过15万次筛选实验中最终成功获得4株高特异性高亲和力的抗hGH亚型的单克隆抗体。2012年11月9日，他们研制的抗体被国际奥委会最终认定为国际所有参比同类抗体中具有最好表面属性（特异性和亲和性）的抗20 kDa hGH的抗体（WADA final report No: 08B15RG）。同年12月，入选教育部新世纪优秀人才。

　　4）人机械生长因子研究：承担完成国家自然科学基金（新的hMGF相互作用蛋白的筛选和介导肌肉再生的分子机制No.30800540）。研发获得多个新的结合分子和抗hMGF抗体，为建立特异的hMGF免疫检测试剂提供了重要物质基础。此外作为主译，完成国内第一部本领域专业书籍《基因兴奋剂与竞技运动》的编译工作，科学出版社在2014年6月正式承印发行，ISBN: 9787030404640。

　　5）人类免疫相关疾病发病机制和新靶点研究：联合国内多家临床单位，构建完成包含我国多种常见自身免疫疾病，如系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎、白塞氏疾病、膜性肾炎、川崎病、胰腺炎、腹膜后纤维化，以及糖尿病、胰腺癌等其他相关疾病，合计2800人（15000份标本）的临床样本库。接着，通过系统生物学组合筛选方法，包括我们原创的特色高通量技术“个体化全蛋白质组生物芯片”，相继鉴定获得80余种新的疾病相关分子，其中39种已完成分子构建、大规模表达和生产发酵纯化工作，部分已开始进入临床验证，其余分子也都在按计划实施中。2009年9月起，参加斯坦福国际人类免疫监测计划（HIMC），为该计划累计提供3百万条有效数据； 2011年6月，获斯坦福“HIMC杰出贡献奖”。 2012年3月，受邀就“新型高通量生物技术在人类免疫系统生物学中的研究应用”，协助编辑综述一篇（Nat Rev Rheumatol. 2012. 8: 317-328）。2015年9月，建设完成以中国白塞病人为主体的临床信息分析系统http://www.serainfo.com。目前该系统已经有1089个白塞病人的信息收录，最长病史资料跨越12年。2016年2月，个体全蛋白质组生物芯片的整体解决方案实施创新技术，获北京科委“优秀创新成果”和“最具产业化前景奖”。经过十余年长期坚持致力于罕见病相关检测靶点的原创研究，目前累计鉴定获得8个丝绸之路病（白塞病）自身抗原，贡献该病数十年研究史上总靶点数的50%。