如果將單個(gè)基因、一種蛋白質(zhì)視作“樹(shù)葉”， 萊諾伊?胡德 （Leroy Hood）希望構(gòu)建起一片“森林”，將人類復(fù)雜疾病置于完整的系統(tǒng)視野當(dāng)中。

近日，胡德在浦江創(chuàng)新論壇期間接受了澎湃新聞（www.loaarchitects.com.cn）專訪。這位現(xiàn)年已80歲的系統(tǒng)生物學(xué)開(kāi)拓者，幾年前還保持著每天跑步3英里、做100個(gè)俯臥撐的習(xí)慣，如今仍活躍在科學(xué)一線。其于18年前自掏腰包共同創(chuàng)建的獨(dú)立研究所——系統(tǒng)生物學(xué)研究所（Institute for Systems Biology）目前已站在基礎(chǔ)和應(yīng)用遺傳學(xué)研究的最前沿，并致力于革新醫(yī)療方式。

胡德引領(lǐng)系統(tǒng)生物學(xué)之前，首先是一位優(yōu)秀的分子免疫學(xué)家。上世紀(jì)70年代到80年代，胡德是免疫學(xué)領(lǐng)域的領(lǐng)袖。并因在該項(xiàng)領(lǐng)域的杰出貢獻(xiàn)，獲得1987年拉斯克基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究獎(jiǎng)，該獎(jiǎng)項(xiàng)被譽(yù)為“諾獎(jiǎng)風(fēng)向標(biāo)”。

胡德還是“基因組時(shí)代的開(kāi)拓者”。在最初任職于加州理工學(xué)院期間，為更好地理解免疫系統(tǒng)運(yùn)作的原理，胡德及其同事開(kāi)發(fā)了四種儀器：DNA基因測(cè)序儀、合成儀、蛋白質(zhì)合成儀和測(cè)序儀。在DNA和蛋白質(zhì)即意味著“未來(lái)”的彼時(shí)，胡德無(wú)疑為當(dāng)代分子生物學(xué)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

尤其是他發(fā)明的全世界首臺(tái)全自動(dòng)DNA測(cè)序儀的原型，被認(rèn)為“加速了整個(gè)生物技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展”。 這項(xiàng)研究以純介紹科學(xué)設(shè)備的形式罕見(jiàn)地發(fā)表在1986年的《自然》（Nature）雜志上。也正是借鑒了這款設(shè)備中的熒光技術(shù)，Applied Biosystem公司（胡德參與創(chuàng)建）開(kāi)發(fā)出了第一臺(tái)具有商業(yè)應(yīng)用價(jià)值的全自動(dòng)DNA測(cè)序儀，它也是人類基因組計(jì)劃所采用的儀器。

“人類基因組計(jì)劃首次描繪了人類的基因圖譜，讓我們對(duì)人類遺傳學(xué)有一個(gè)詳盡的認(rèn)識(shí)，了解基因變異和疾病的關(guān)系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?cè)撊绾卫斫馍罘绞胶铜h(huán)境帶給健康的影響?！焙聦?duì)澎湃新聞表示。

胡德在接受澎湃新聞專訪當(dāng)天的一場(chǎng)論壇講座上還給出幾個(gè)數(shù)據(jù)：影響美國(guó)人群的健康因素中，遺傳占30%、環(huán)境和生活方式占60%，醫(yī)療體系貢獻(xiàn)10%。

基于此，胡德認(rèn)為找到一條“整體性的綜合途徑”去理解生物復(fù)雜性至關(guān)重要?！跋到y(tǒng)生物學(xué)是一個(gè)整體，我們可以試著去理解它，而它帶來(lái)的貢獻(xiàn)則是提供關(guān)于疾病的關(guān)鍵的系統(tǒng)性全局觀，讓我們對(duì)疾病有更全面綜合的理解，它包含了解釋疾病的所有要素?！?/p>

不僅僅是基因、蛋白質(zhì)，“這使得我們必須用很多其他的測(cè)量方法，包括血液、腸道微生物等。”胡德通過(guò)采集囊括基因組、表型組（生物的全部性狀特征）的龐大數(shù)據(jù)，招募大量科學(xué)家、工程師、數(shù)學(xué)家共同參與，試圖破解人類全部的生命密碼。

人類健康的哈勃空間望遠(yuǎn)鏡

什么是人類表型組？它包括外貌、體型特征、代謝物特征、蛋白質(zhì)組成、體液成分，甚至跑步速度、手臂力量等，被認(rèn)為是基因組之外解開(kāi)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空間望遠(yuǎn)鏡，能夠使科學(xué)家探討人類健康和疾病方面的暗物質(zhì)?！肮h(yuǎn)鏡使我們能夠深入探討宇宙的暗物質(zhì)，有了密集的表型組學(xué)研究之后，我們現(xiàn)在對(duì)于人類的健康也能夠做到這一點(diǎn)?！?/p>

密集的表型組學(xué)研究讓胡德的團(tuán)隊(duì)建立了患者的個(gè)人數(shù)據(jù)云。個(gè)人的數(shù)據(jù)云又如何服務(wù)于患者？胡德用一項(xiàng)其2014年發(fā)起的一項(xiàng)健康項(xiàng)目來(lái)展示其操作。

2014年，胡德團(tuán)隊(duì)說(shuō)服了108個(gè)人參與一項(xiàng)試點(diǎn)的項(xiàng)目，探索科學(xué)健康或者量化健康的可能性。2017年7月，該項(xiàng)目成果文章發(fā)表在《自然-生物技術(shù)》（nature biotechnology），題為《A wellness study of 108 individuals using personal，dense，dynamic data clouds》（關(guān)于個(gè)性化的、密集的和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)云的108個(gè)人的健康研究），胡德為通訊作者。

研究團(tuán)隊(duì)在9個(gè)月時(shí)間內(nèi)收集了108名參與者的個(gè)人資料，包括他們的全基因組序列，每3個(gè)月還采集一次代謝組、蛋白質(zhì)組和微生物組數(shù)據(jù)（測(cè)量643種代謝物和262種蛋白質(zhì)的血液、唾液、尿液和糞便樣本），以及他們的身體活動(dòng)情況和睡眠監(jiān)控。

胡德等人用上述數(shù)據(jù)生成了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，顯示生理和疾病的相關(guān)分析。通過(guò)分析整體的相關(guān)性，鑒定生物標(biāo)志物。例如，γ-谷氨酰酪氨酸與用于心臟代謝疾病的臨床分析物緊密相連。

他們從127個(gè)形狀和疾病的全基因組關(guān)聯(lián)研究（GWAS）計(jì)算多基因評(píng)分，用它們來(lái)發(fā)現(xiàn)多基因風(fēng)險(xiǎn)的分子相關(guān)性，例如，腸炎的遺傳風(fēng)險(xiǎn)與血漿中的胱氨酸負(fù)相關(guān)。

研究結(jié)果表明，隨著時(shí)間的推移，通過(guò)改善參與者臨床生物標(biāo)志物，個(gè)人數(shù)據(jù)云可以提高他們對(duì)健康和疾病的認(rèn)識(shí)。

針對(duì)這項(xiàng)研究，胡德對(duì)澎湃新聞表示，“我們?cè)诙潭?個(gè)月對(duì)108個(gè)人進(jìn)行了研究，通過(guò)密集的數(shù)據(jù)云我們確實(shí)可以獲得信息，讓每個(gè)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平。”胡德還強(qiáng)調(diào)，“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?！?/p>

受上述試驗(yàn)項(xiàng)目的推動(dòng)，胡德等三位創(chuàng)始人于2015年年中創(chuàng)立了Arivale，致力于個(gè)性化的健康管理，“它覆蓋了所有州，我們可以在全國(guó)范圍內(nèi)進(jìn)行臨床試驗(yàn)?！?/p>

胡德還將個(gè)性化的科學(xué)健康管理方案用在了自己身上。結(jié)合自己的基因組測(cè)序，調(diào)整生活和飲食方式后，幫助他的體重回到了他作為橄欖球運(yùn)動(dòng)員時(shí)的水平。

對(duì)待阿爾茨海默癥：要從“盒子”里跳出來(lái)

這種量化的、系統(tǒng)的科學(xué)健康觀，有科學(xué)家認(rèn)為不如針對(duì)單個(gè)基因來(lái)得有效、精準(zhǔn)，但也有觀點(diǎn)認(rèn)為，這將會(huì)顛覆未來(lái)的醫(yī)療理念。

胡德認(rèn)為，科學(xué)健康觀意味著三點(diǎn)。“第一，可以最優(yōu)化個(gè)體健康；第二，能看到健康向疾病轉(zhuǎn)變的過(guò)程，隨著技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)還可以逆轉(zhuǎn)進(jìn)程，從而避免很多慢性病；第三，能夠極大地節(jié)省醫(yī)療支出?！?/p>

至于如何節(jié)省醫(yī)療支出，胡德向澎湃新聞給出兩個(gè)例子。第一，它會(huì)使得試驗(yàn)者只有50人的臨床試驗(yàn)成為可能，而不是一定需要2萬(wàn)人，這會(huì)為臨床試驗(yàn)節(jié)省數(shù)十億美元。

“我們可以在最初的小試驗(yàn)中，用密集表型組方法來(lái)鑒定出生物標(biāo)志物，區(qū)分哪些人對(duì)藥物有反應(yīng)，哪些人是沒(méi)有反應(yīng)的。而在傳統(tǒng)的臨床試驗(yàn)中，大部分人對(duì)藥物是不敏感的。因此，如果臨床試驗(yàn)中的50個(gè)試驗(yàn)者都是對(duì)藥物有反應(yīng)敏感的，你會(huì)讓FDA（美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局）百分百批準(zhǔn)藥物?！焙卤硎?。

第二個(gè)例子則關(guān)于世界性難題阿爾茨海默癥?！霸诿绹?guó)，阿爾茨海默癥每年要耗費(fèi)5000億美元，我們希望在5年內(nèi)將80%早期阿爾茨海默癥患者逆轉(zhuǎn)成正常狀態(tài)，這部分也會(huì)節(jié)省數(shù)千億美元?！?/p>

“為什么阿爾茨海默癥在現(xiàn)階段不可逆，是因?yàn)槎际窃诓∏楸容^嚴(yán)重的時(shí)候才識(shí)別出來(lái)，但我們能夠在早期發(fā)現(xiàn)，就可以把它逆轉(zhuǎn)出來(lái)?！焙卤硎?，在阿爾茲海默癥患者出現(xiàn)認(rèn)知退化之前的4年-10年，他們就開(kāi)始了轉(zhuǎn)變，“我們通過(guò)血液當(dāng)中的生物標(biāo)志物等來(lái)確定最早的轉(zhuǎn)化點(diǎn)在哪里。”

胡德強(qiáng)調(diào)，“關(guān)鍵是從固有的一個(gè)盒子里跳出來(lái)思考，用之前沒(méi)有嘗試過(guò)的方法來(lái)對(duì)待阿爾茨海默癥，包括用我們這種比較經(jīng)典的系統(tǒng)思維，用數(shù)據(jù)云來(lái)獲得早期過(guò)渡轉(zhuǎn)變時(shí)期的標(biāo)志物，也可以通過(guò)數(shù)據(jù)云探索未來(lái)能夠逆轉(zhuǎn)疾病的途徑。我們不過(guò)是用了大量前人沒(méi)有用過(guò)的方法。”

系統(tǒng)生物學(xué)研究所官網(wǎng)在今年2月曾發(fā)布一條新聞，研究所和其他幾個(gè)組織正在進(jìn)行一項(xiàng)臨床試驗(yàn)，測(cè)試健康指導(dǎo)如何影響早期阿爾茨海默氏癥患者的認(rèn)知功能，并分析縱向、多組數(shù)據(jù)，以探索認(rèn)知功能隨時(shí)間的轉(zhuǎn)變。這項(xiàng)臨床試驗(yàn)招募200名志愿者，進(jìn)行為期2年的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。

胡德稱，“這些對(duì)阿爾茨海默癥患者的多組分析將對(duì)該病的發(fā)展和逆轉(zhuǎn)提供深入的見(jiàn)解?！?/p>

胡德總結(jié)，這種健康科學(xué)觀，可以最大限度地保持個(gè)體健康，有效地預(yù)防生病。

醫(yī)生們剛剛開(kāi)始理解什么是“科學(xué)健康”

80歲的胡德有志于革新醫(yī)療方式，但這條路從一開(kāi)始就注定不是坦途。

20世紀(jì)的最后一年，1999年圣誕節(jié)之前兩周，胡德決定和當(dāng)時(shí)的東家華盛頓大學(xué)分道揚(yáng)鑣的時(shí)候，他首先去向比爾?蓋茨當(dāng)面辭去了由后者資助的教授職位。

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(wàn)美元，將它從加州理工學(xué)院吸引到了華盛頓大學(xué)，創(chuàng)立了跨學(xué)科的分子生物技術(shù)科學(xué)系，以期實(shí)現(xiàn)“大科學(xué)”愿景。胡德還獲得了“William H. Gates III（比爾?蓋茨全名）教授”的榮譽(yù)頭銜。

他當(dāng)面向蓋茨陳述，公共機(jī)構(gòu)的官僚主義永遠(yuǎn)不會(huì)有足夠的靈活性來(lái)實(shí)現(xiàn)他的多學(xué)科系統(tǒng)生物學(xué)目標(biāo)。他一口氣說(shuō)出了他對(duì)那些與他觀點(diǎn)不同的管理人員的一長(zhǎng)串不滿。與此同時(shí)，他滔滔不絕地談?wù)撝到y(tǒng)生物學(xué)的機(jī)遇。

這位億萬(wàn)富翁聽(tīng)了將近20分鐘。當(dāng)蓋茨問(wèn)這個(gè)爭(zhēng)論是否可以通過(guò)其他方式解決時(shí)，胡德說(shuō)他已經(jīng)努力了三年建立一個(gè)研究所。隨后，蓋茨直接切入了問(wèn)題的核心，“你打算如何籌集資金?”胡德當(dāng)時(shí)回答，“這就是我來(lái)這里的部分原因……”蓋茨的答案最后是令胡德失望的，“我從來(lái)沒(méi)有為我認(rèn)為會(huì)失敗的任何事情提供過(guò)資金?！?/p>

胡德在2000年1月創(chuàng)立系統(tǒng)生物學(xué)研究所時(shí)，不得不從自己的個(gè)人積蓄中拿出了500萬(wàn)美金。

18年過(guò)去了，胡德對(duì)澎湃新聞表示，“我認(rèn)為還有很多挑戰(zhàn)需要面對(duì)，但這些都是可以做到的?！?/p>

胡德提到，以醫(yī)生來(lái)說(shuō)，他們需要通過(guò)教育來(lái)接受科學(xué)健康，讓他們理解它、知道如何利用它?！拔业难芯克舱谠O(shè)計(jì)類似的培訓(xùn)項(xiàng)目，為醫(yī)療專業(yè)從業(yè)人員提供科學(xué)教康和P4（predictive、preventive、presonalized、participatory，即預(yù)測(cè)性、預(yù)防性、個(gè)體性、參與性）醫(yī)療學(xué)習(xí)。一旦他們理解了，我想他們會(huì)擁抱新的醫(yī)療方式。我在我工作的普羅維登斯醫(yī)療保健系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)行了40多次講座，醫(yī)生們剛剛開(kāi)始理解什么是科學(xué)健康，以及它將如何對(duì)健康產(chǎn)生影響?！?/p>

其他還有來(lái)自高層的障礙?！拔艺J(rèn)為這還需要說(shuō)服醫(yī)療系統(tǒng)的領(lǐng)導(dǎo)者們采用這種新的方法，他們必須同意。也包括政策制定者，這里會(huì)涉及到醫(yī)療費(fèi)用如何支付等。我認(rèn)為醫(yī)學(xué)院也很重要，醫(yī)生們需要去那里為將來(lái)的新醫(yī)學(xué)接受相應(yīng)的培訓(xùn)?！焙卤硎?。

值得一提的是，談及由中國(guó)科學(xué)家倡議發(fā)起的“人類表型組”國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃，胡德表示，“金力是這方面的杰出人才，他把各方面的人才聚集在了一起，他已經(jīng)站在了這個(gè)領(lǐng)域的前沿。并且這項(xiàng)計(jì)劃背后有政府的支持，這是非常關(guān)鍵的?！痹撚?jì)劃倡議發(fā)起人之一為中國(guó)科學(xué)院院士、復(fù)旦大學(xué)副校長(zhǎng)金力。

一名熟知胡德的朋友曾說(shuō)道，“想讓他退休的計(jì)劃只有一個(gè)，那就是他的死亡?！痹谠S多和他年紀(jì)相仿的科學(xué)家放慢腳步的時(shí)候，胡德還在以驚人的速度奔跑。那些與他密切合作的人說(shuō)，他仍然像學(xué)生時(shí)一樣對(duì)科學(xué)充滿好奇和熱情。

胡德主要經(jīng)歷：

胡德于1938年10月生于美國(guó)蒙大拿州密蘇拉。從小喜歡數(shù)學(xué)和科學(xué)的胡德在高中時(shí)期已嶄露頭角，于1956年獲得素有美國(guó)高中生“小諾貝爾獎(jiǎng)”之稱的“西屋科學(xué)天才獎(jiǎng)”。

胡德在加州理工學(xué)院接受本科教育，他的教授包括著名物理學(xué)家、諾貝爾物理獎(jiǎng)得主理查德?菲利普斯?費(fèi)曼（Richard Phillips Feynman）、世界著名化學(xué)家、結(jié)構(gòu)生物學(xué)家萊納斯?卡爾?鮑林 （Linus Carl Pauling）等名人 。胡德于1964年獲得約翰霍普金斯醫(yī)學(xué)院的醫(yī)學(xué)博士學(xué)位。1968年在加工理工學(xué)院獲生物化學(xué)博士學(xué)位。

胡德的事業(yè)生涯始于加州理工學(xué)院。1992年，54歲的胡德轉(zhuǎn)到位于西雅圖的華盛頓大學(xué)創(chuàng)立跨學(xué)科的分子生物技術(shù)科學(xué)系，將生物學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)跨界融合到一起。胡德是第一批將跨行業(yè)專家聚集起來(lái)的科學(xué)家之一。

就在此前一年，胡德受邀前往華盛頓大學(xué)做學(xué)術(shù)交流，在安排的三場(chǎng)演講中，比爾?蓋茨(Bill Gates) 都坐在前排聆聽(tīng)，而此時(shí)，華盛頓大學(xué)正有意發(fā)展生物學(xué)。演講之后，華盛頓大學(xué)即邀請(qǐng)胡德加盟。比爾?蓋茨還為胡德提供了1200萬(wàn)美元，用于新院系啟動(dòng)。胡德還獲得了“William H. Gates III（比爾?蓋茨全名）教授”的榮譽(yù)頭銜。

不過(guò)，8年之后，即20世紀(jì)的最后一年，1999年圣誕節(jié)之前兩周，胡德親自向他彼時(shí)最大的支持者比爾?蓋茨辭職。不想受學(xué)校種種繁文縟節(jié)羈絆的胡德于2000年和另兩位志同道合的科學(xué)家在西雅圖共同創(chuàng)辦了系統(tǒng)生物學(xué)研究所，為此，胡德從自己的積蓄中拿出了500萬(wàn)美金。

除拉斯克基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究獎(jiǎng)之外，胡德還于2002年獲被稱為日本“諾貝爾獎(jiǎng)”之稱的京都獎(jiǎng) (Kyoto Prize)；2003年獲美國(guó)麻省理工學(xué)院的重大發(fā)明獎(jiǎng)——“勒梅爾森”獎(jiǎng) (Lemelson-MIT Prize for Invention and Innovation)， 以表彰他為解開(kāi)人類生物學(xué)之謎發(fā)明的四個(gè)生物學(xué)研究?jī)x器。2013年榮獲美國(guó)政府為科學(xué)家授予的最高榮譽(yù)——美國(guó)國(guó)家科學(xué)獎(jiǎng)?wù)隆?/p>

胡德為美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院士、美國(guó)國(guó)家工程院院士、美國(guó)國(guó)家醫(yī)學(xué)院院士。除開(kāi)創(chuàng)性研究之外，據(jù)系統(tǒng)生物學(xué)研究所官網(wǎng)，截至目前，胡德還發(fā)表了750篇論文，獲得了36項(xiàng)專利。還創(chuàng)立或聯(lián)合創(chuàng)立了15家不同的生物技術(shù)公司，包括Amgen、Applied Biosystems、 Rosetta、Darwin、Integrated Diagnostics、Arivale等。