西湖大學研究員郭天南 拆解蛋白質組 窺探新冠病理

曾在新加坡、瑞士蘇黎世和澳洲悉尼工作的郭天南，最終選擇回到中國杭州，到西湖大學時，在設備都沒有完全到位的條件下，他一手將整個實驗室創建起來，開始了在中國的蛋白質組大數據研究。2020年，在那段難以磨滅的新冠疫情肆虐的記憶裏，郭天南帶領團隊，以短短幾個月的時間，在全球首次揭示了新冠逝者器官病變圖，該研究登上了國際頂級科學刊物《細胞》（Cell）。「我們就是要在中國做出自己的蛋白質組研究成果！」 ●香港文匯報記者 茅建興 杭州報道

2017年加入剛創辦的浙江西湖高等研究院（西湖大學的前身）的郭天南是蛋白質組專家，目前擔任西湖大學特聘研究員。2020年春節前，突如其來的新冠疫情讓郭天南打消了回湖北老家過年的想法，他在最短時間裏組織團隊，聯合多位合作者，運用蛋白質組學和代謝組學技術進行新冠研究。並在短短幾個月內在全球率先完成了COVID-19輕重症患者的血清蛋白質組與代謝組分析，找到了一些輕重症鑒定的分子生物標記物，成果發布後，美國國立衞生研究院院長弗朗西斯·柯林斯在博客和國立衞生研究院網站上特別推薦了這一研究成果。隨後，西湖大學生命科學學院和華中科技大學同濟醫學院附屬協和醫院的研究人員共同繪製完成世界首張新冠肺炎致死患者多器官蛋白質分子調控的全景圖。

「神藥」啟發 棄臨床轉科研

「我最早是學臨床醫學的，當時是在血液科，正值其時出了一種『神藥』--治療慢性髓性白血病的伊馬替尼，這是一種針對該腫瘤獨特的融合蛋白BCR-ABL的靶向治療，後來電影《我不是藥神》就是以這種藥物為題材，它幾乎可讓所有慢性髓性白血病患者得到緩解。我當時體會到成功的科學研究可能會對醫學研究產生重大的影響。後來機緣巧合，我就到新加坡去學習仍處於萌芽期的蛋白質組學。」

據介紹，蛋白質組學是以蛋白質組為研究對象，研究細胞、組織或生物體蛋白質組成及其變化規律的科學。蛋白質組學本質上指的是在大規模水平上研究蛋白質的特徵，包括蛋白質的表達水平，翻譯後的修飾，蛋白與蛋白相互作用等，由此獲得蛋白質水平上的關於疾病發生、細胞代謝等過程的整體而全面的認識。

郭天南表示，當時在新加坡想做臨床蛋白質組學研究是非常困難的，因為臨床需要分析相對比較多的樣品，這樣才有統計效力；而當時的蛋白質組特別貴，可能要數萬元（人民幣，下同）甚至幾十萬元才可以分析一個樣品，所以幾乎是不可行的。

「海歸」回國 獲各方面支持

在新加坡學習和工作5年後，郭天南又前往瑞士，師從蛋白質組領域的先驅Ruedi Aebersold。「他是全世界最早一批開始做蛋白質組學研究的科學家之一，但那時蛋白質組學主要是用在生物學，沒有用在臨床。所以我們開發了一個技術，可以在芝麻那麼大小的組織裏面快速地、高通量地鑒定到幾千個蛋白。」郭天南說。

回國後，郭天南在西湖大學組建了團隊，進一步推動臨床蛋白質組學研究。「西湖大學有非常好的體制，讓我們可以心無旁騖地做科研。」

在中國的工作節奏遠遠快於在國外，四年時間裏，郭天南的團隊已有40多人。「這在國外是很難想像的。我們的學生也非常的勤奮，雖然中國蛋白質譜的基礎相對弱一點，但回到祖國，我們獲得了來自各方面的支持。我們以令世界同行吃驚的速度建立了一套世界領先的臨床蛋白質組的平台。目前我們的壓力循環設備是世界上最大的一套，我們有8台設備，一次性最多可以處理約300個樣品，每天可以處理2至3批，這樣的規模在其他地方是很難實現的。」

義務教育 盼納青年加入

如今做科研之餘，郭天南會義務開展蛋白質的科普教育，深入淺出的講座通常會引發同學們的踴躍提問，「能啟迪大家對生命奧秘的思考，我很高興。我們很多優秀人才高校畢業後都進入了金融領域，蛋白質組研究在中國剛起步，我們希望更多優秀的青年加入進來，得到更多的社會支持。」

郭天南告訴香港文匯報記者，蛋白質組學未來不僅可用在與人體相關的臨床領域，也可用在農業、食品等領域。「未來對蛋白質進行實時檢測的新技術，龐大的人工智能數據庫有助於讓我們看到疾病的徵兆，挑選最佳的治療藥物，其廣泛應用有可能完全顛覆我們對健康的理解和對疾病的管控。」