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2023级GELP校友田埂:肿瘤基因检测的探路者

发布时间:2024-06-03浏览量:


   


田埂博士,2023级GELP校友,毕业于中国科学院研究生院,元码基因联合创始人,田埂博士曾任清华大学基因组与合成生物学中心主管,华大基因华北区第一负责人,天津华大创始人总经理,深圳华大基因研究院研发副主管。参与多项863、973项目。以通讯作者和第一作者发表文章40余篇,署名文章过100篇,拥有发明专利30余项专利。


1、您当初是怎么和基因测序结缘的?

田埂:我从小就喜欢生物学,当年比尔盖茨说下一个首富是来自于生命科学领域,所以生物学特别火。我大学在华大基因实习,毕业也在华大基因工作。2003年大学毕业遇到SARS,我参与了一些病毒基因测序的工作,就进入到这个领域了。后来我研究生就读了中科院和华大基因合办的基因组学专业。

读研期间我选择了癌症基因组学作为研究方向,因为我们家算是一个癌症比较高发的家族,但当时基因组学研究的技术和手段十分有限,而且癌症的基因研究太复杂,成本太高。直到我快毕业的时候项目的经费才下来,才开始真正的开始癌症的基因研究,算是给我师弟师妹们开了一个头。

虽然从博士专业角度博士期间只是起了个头,但是我有幸在华大基因参与和主持了一系列的基因组学研究工作,包括:第一个中国人基因组测序项目——“炎黄一号”和大熊猫晶晶基因组测序项目。大熊猫晶晶基因组项目我也是项目负责人,2007年项目开始,2008年奥运会作为奥运献礼。华大虽然在北京成立的,但是真正被大家所熟知还是去深圳之后。2010年我毕业了,但是希望把这个华大老的总部发展起来,就回到了北京,推动NIPT(无创产前诊断项目)产业化落地。NIPT是通过孕妇的外周血的游离的胎儿DNA,来检测胎儿的发育病,也就是唐氏早筛。在此之前,唐氏早筛要么用超声,要么就是用血清检测,但是灵敏度都不够高,会漏检也会错检,但是有NIPT之后呢,漏检率就非常低了,当时我回北京之后的最重要的任务就是做这个项目的产业化落地。后来我们得到了天津卫建委的支持,和天津妇儿中心合作。

然后我开始做一个合成生物学的项目——“人工合成酵母基因组”,这个项目在我读博士的时候就申请了。我希望用所学知识,去创造一些自然界没有的东西,我的导师也是建议我学会读基因的同时也要学会写基因。这个项目拿到了1.2亿,是当时863单体项目最大的资金。这个项目是人类历史上第一个全部通过人工合成的方法合成的“真核生物的基因组”,后来也是为了持续做合成生物学,我去了清华医学院,同时也在协和医院双聘。

我在协和医院时接触到了一些基因检测临床需求,当时癌症的基因检测,进入了一个新的发展阶段。传统的癌症基因检测是一个基因(一个位点)对应一个药,检测这个基因上的这个位点有没有突变,可以决定能不能用药。如果有突变的话,用药的有效性是超过90%的。如果没有突变的话,大概只有20-30%有效,有些药20-30%都没有,差别还是非常大的。而当时临床需求的趋势已经从这种单个药单个靶点的检测,到多个药多个靶点检测,是一次技术升级的机会,这让我看到了癌症基因检测产业化的机会,希望通过新的技术能够给癌症病人更精准的诊断和治疗,跟医院合作,服务更广阔的医生和病人,这是我们当时创业的想法。以上就是早期的一些经历。


2、 是什么样的契机,让您萌生了创业的想法?

田埂:十年前也就是2014年的时候,我有一个很好的朋友,他的导师得了肺癌,发现的时候已经是晚期了。他说问我有没有新的技术,能够检测出导师用靶向药治疗肺癌的可能性,但是因为是癌症晚期,医生没有取活检组织。但是液体活检,也就是通过血液检测肿瘤基因突变还是很新的技术。我也是抱着尝试的心态,让他的导师抽了一管血寄到北京,检测以后发现他非常幸运,正好有一个肺癌里最经典的靶向药的靶点。他用药之后效果特别好,一周后就有明显效果,一个月后影像学上看,癌症组织本身已经基本消失。这件事让我看到了癌症基因检测的巨大价值,大大的提高了患者的生活质量,我们也很欣慰能够通过技术拯救别人的生命。基因检测技术能够给癌症病人更精准的诊断和治疗,服务医生和病人,这是最初的一个创业想法,然后我找了几个以前的同事以及一些资深的从业者一起来创业,我们在2014年底成立了元码基因。


3、元码基因的商业模式是什么样的?

田埂:元码基因现在做的事情是在医院建立精准医疗中心,为医院提供一整套精准医学的解决方案,帮助医院迅速提升精准医疗支撑能力,从而服务临床需求,提升医院精准医疗转化能力,同时提升医院的科研能力。

因为我们目前中国的医疗场景,主要在医院,像我们这种第三方只能通过服务医院的方式来服务病人。我们当时一个想法就是,帮助医院来建设、管理和运营医院的基因检测实验室。就像检验科一样,实验室是它的主要载体。但是我们的基因检测实验室跟传统医院的检验科又不一样,因为基因检测的流程很长,从样本本身的处理,到基因检测过程,可能有几十个步骤。基因检测后续的数据分析也需要专业的生物信息的人员来做。等数据分析完后,需要有医学遗传学或者药物基因组学专业的人来做数据解读,直到解读到医生能看懂的水平。所以这里面其实流程很长,也很复杂,需要我们这样的专业团队把全检测流程落地医院。可能未来有一天,整个过程都能够完全自动化,那个时候医院就直接自己做了,但是目前还不行,而且这个行业还在快速发展,快速迭代。所以它短期稳定的可能性也很小,医院现在虽然有需求,但是他自己又做不起来,那需要我们这样第三方来进行实验室的建设和管理,以及对临床的支持。特别是疫情之后,很多医院都有自己的实验室,只是缺乏专业的人员进行运营和管理,而我们可以解决这些问题。我们现在有30多家密切合作的医院,在苏州有2500平米厂房生产试剂盒。


4、作为基因测序行业20多年成长和发展的亲历者,您有哪些感悟?

田埂:我入行的时候,我们用传统的技术测SARS病毒的基因,当时花了大概几周的时间测序,后来补洞又花了几周的时间,那个时候用的技术速度慢,通量低,价格高。后来我读博士的时候正好遇到了技术升级换代,就从传统的测序技术,升级为新一代测序技术——NGS。NGS就是大规模平行测序,特点是通量高,时间快,价格低。人类基因组测序项目历时20年,参与科学家几千人,花费42亿美金完成了对一个人的基因测序,那么今天我们花多少钱呢?今天我们大概花几百美金,在24个小时内就可以得到一个人的基因数据,而且检测的质量会比当时人类基因组计划启动的时候质量要高很多。

除此之外,基因检测的应用领域也极大的拓展,原来只能用来做科研,或者极少数的遗传病的诊断。现在在各种领域都能应用,比如传染病,疫情期间中国立即进行了新冠病毒测序,并且不断的提供最新的测序结果分享给全世界,极大地推动了疫苗的研发。

在遗传病领域也得到了极大的运用,过去我们从发现到诊断基本上需要4~5年时间,很多病人可能去世都不知道自己得的什么病,现在只要是找到合适的医生,大概一两周时间就可以拿到结果。在治疗和筛查肿瘤方面的作用就更突出了,从癌症早筛,诊断,用药、治疗效果的监控,以及愈后的评估,都需要基因检测数据的帮助。除了肿瘤之外,在药物基因方面,比如像心血管药,例如:华法林、波立维、阿司匹林等等这些药的药物有效性、毒性,都需要基因测序的参与。

我们可以认为未来整个的治疗疾病的基础,是以基因为起点的。以前是医生的诊断是生理生化影像的数据,以后的医生开药的基础是先拿到病人的基因数据,然后再根据生理生化影像等评估这个药对病人有没有效,能不能代谢掉。

癌症的个体化的治疗、疫苗的开发,都是以基因数据为基础。还有合成生物学,合成生物学是通过基因检测,通过基因组学的这些生物信息的分析,把我们从基因组学,各种生命组学得到的这些知识,应用到合成新的生命。哈佛大学有位教授想复活猛犸象,实际上并不是简单的复活,而是用一系列的合成生物学和基因编辑的方法,把猛犸象基因,重新复活成猛犸的样子,但是事实上它已经不是原来那个猛犸象,而是一个经过基因改造后的猛犸象。这些事以前都是不可想象的。现在随着基因检测,基因分析技术,以及基因操作技术的逐步成熟,都能够逐步的实现。包括人类的永生,这两年我特别关注的一个方向就是衰老生物学方向。现在发展也非常快,每年都有突破性的进展,可能过去数十年科学研究的成果,也不如最近这几年的成果重要。

现在看起来,我们对大部分的疾病,在未来二十年都有可能攻克,或者把它变成慢性病进行管理和治疗,这就是整个行业过去这些年快速发展的结果,未来整个行业也会往这个方向发展。


5、精准医疗在中国已经发展到什么阶段了?

田埂:如果把这个产业分成上中下游的话,元码实际上属于中下游,上游是仪器和试剂的生产厂商。在仪器和试剂生产领域,目前全世界只有中美两个国家竞争。从仪器端来看,美国还是原创的为主,中国还是以跟随和模仿为主。但是我们有成本优势,而且市场非常大。现在我们从完全意义上的守势,到逐步转变为攻势。但是因为美国跟我们搞贸易战,把我们的这些高科技的产品都列在制裁名单上面,所以美国用户买不了,如果美国用户能买中国的测序仪和产品的话,我们绝对可以反攻他们的市场。就像国产手机一样,如果不是因为美国制裁的话,我们的国产手机品牌在美国市场占率应该是很高的,甚至可能会高过三星。

在产业上游,欧洲和其他其他国家,包括日本、韩国在这个领域跟我们都没法比。在中游和下游的应用领域,我们跟美国也几乎是同步的,当然我们要承认美国有更多的原创性的东西,包括一些新的应用场景,新的科学发现。毕竟他们领先了世界这么多年,特别是在生物医药领域,那是绝对的领先地位。在基因领域中国已经算跑得非常快了,比其他国家都还是要领先很多的。

精准医疗,最理想的状态是什么呢?就是所有的新生儿都做了基因检测,只要生下来就做基因检测,从生物学角度,他一生会发生什么样事,都是定在基因里的。比如说他乳糖是否耐受,能不能喝酒,咖啡因代谢能不能代谢,包括用药风险,有可能的疾病的风险,比如像心血管病的风险,癌症方面的风险等等这些都是写在基因里的。那么对所有的人来讲,每年进行基因的检测,以排除癌症的发生,在早期阶段就把它筛查出来,然后就是在整个治疗过程中,用基因检测做治疗效果的监控和愈后的评估。现在我们发现心血管病也需要基因检测,很多心血管病它就是血管损伤造成的,这种血管损伤如果用别的标志物,都不如基因的标志物效果好,又能定性又能定量。病原微生物就更是了,新的毒株,新的突变等等,都是要通过基因技术来进行。以基因组为主要代表的精准医学技术来进行监控,这是我们理想的状态。

概括来讲,我觉得精准医疗在中国还是在相对比较初级的阶段,跟美国一样,但是我们跟美国几乎是同步的,比其他国家还是领先一大截的。


6、您对公司未来的发展有哪些规划和思考?

田埂:元码基因的初心就是通过服务医院,建立基因检测实验室的方式来服务临床。那么在这个过程中我们其实积累了大量的数据和一些临床的需求。那么未来的方向有两个,一是变成一个纯数据的公司,给医院提供相关的数据服务,比如软件系统,数据库,医学知识库等等。另外一个方向是,我们通过从医院获取的这些临床需求,我们自己开发的一些新的产品。比如前两年我们开发的人工智能的图像识别。之前癌症的诊断是从肿瘤上取一块组织,做成切片之后染色,病理医生用肉眼分辨是不是癌细胞,完成最终的确诊。而AI除了可以替代病理医生看片子,甚至连之前肉眼不能看到的, AI都能看到。这个方向我们这两年也投入了大力在做。

还有就是抗衰老这个方向,早期我们想做癌症基因检测,无非是想提高癌症病人的生活质量,尽可能的延长他们的生命。但是患者已经患癌了,再想办法延长他的生命,其实意义已经非常有限了。而抗衰老的意义就在于,通过干预让器官不发病。这就从根本上解决了疾病痛苦的问题。当然了遗传因素起到很大的作用,有些人天生就有某种遗传病,他基因里写着会得这个病,但是我们可以让他发病年纪大大往后延。不干预的话,他可能40多岁就开始得慢性病,但是如果干预的话,他可能到50多岁甚至60岁才开始得这个慢性病。这可能是更有意义的一个市场,我们已经通过癌症基因检测建立了整套的系统,完全可以向下兼容衰老的检测,因为衰老检测比癌症检测从技术端角度来说更简单。我们希望下一步的发展方向是对生命周期的管理,为健康长寿提供数据支持。


7、请谈一谈您在五道口金融学院读书的心得感受。

田埂:因为创业很长时间了,我们一直接触金融圈,但是一直不了解金融圈的逻辑、思维方式和行为习惯。我之前上过北大光华的管理课,在公司管理上我觉得还挺受益的,但是金融方面的知识我还是挺匮乏的。在五道口读书读的过程确实受益也很多,老师们水平确实都很高。他们也能深入浅出的讲一些金融的基本逻辑。

我印象比较深的几次课,一个就是讲美联储和美国货币政策的关系,这些关系理顺之后,美国的货币政策就基本上能看明白了,看明白它的货币政策,也能举一反三的能看明白我们的货币政策,还有中国的双轨制的由来以及股票市场的关系等等,这是从宏观的角度。还有一些管理方面的课程也很有意义,包括对二级市场,对各种投资的逻辑,这些课程我得都挺受益的。至少我觉得没上课之前,对整个金融系统是完全不理解的。比如中国的双轨制,这些名词我们原来只是听一听,它只是个名词,没有那么直接的感受。听了老师讲中国为什么从改革开放开始有双轨制,很多现象就能看明白。以前中国股市的现象完全看不明白,不知道为什么会这样,现在至少有一个比较清晰的底层逻辑之后,就比较清晰,没有太多的困惑,在金融大的方向上,帮助我建立了基本认知。


8、您对想要创业的学弟学妹有哪些建议?

田埂:最重要的是要问自己是不是一个创业者。一个创业者应该具有所谓的企业家精神,能够付出自己的一切去成就一个企业,这种人任何时候都可以去创业,但是如果不是,可能就要选择好的创业时机。比如金融市场好,市场环境好,还得选一些好的合伙人,就是大家脾气又相投,思维逻辑又相似,技能又互补,还要选一个好的行业,这个行业正好在创业的时间节点上,就得具备一切条件。

如果有企业家精神,就可以克服一切的阻碍去成就一个事业,因为创业不是一次就能成功的。比如像雷军这样的人,他原来做软件,后来做小米,现在做汽车,他一定是很有创业精神的一个人。除此之外,我认为一个优秀的创业者,一定要有足够的学习能力,承压能力和一定的技术背景。