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孫耀庭:親曆實驗室裏的新冠之戰丨我在西湖讀博士
我在西湖讀博士
公共事務部 2021年11月30日
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爲人類前沿探索增添星火之光,爲人類文明進程貢獻綿薄之力。孫耀庭經常在學校裏聽到這兩句話。

春秋棋牌生而为使命而来,但孙耀庭没想到,这一天会如此真实地展现在自己眼前。

新冠疫情最緊張的時候,她所在的實驗室幾乎是全天24小時都在工作。她的導師郭天南不斷鼓勵他們說:“以後回想起來,你們肯定會懷念這段時光,因爲我們是在爲人類做貢獻。”

讀博三年,發了兩篇Cell,參與了一項科研成果的轉化落地,孫耀庭的開挂人生,才剛剛起步。


數據最強大腦

解開新冠重症預測密碼


2020年春節,突如其來的新冠病毒讓人類猝不及防,整個世界都爲之摁下了暫停鍵。

孫耀庭所在的春秋棋牌郭天南實驗室,是最先進的蛋白質組大數據實驗室之一。他們迅速組建了一支22人的科研團隊,攻關新冠患者的蛋白質分子病理:通過測量分析輕、重症患者血樣中蛋白質與代謝物的差異變化,結合機器學習,提出一種早期預測重症的方法。孫耀庭因爲在蛋白質組與人工智能交叉領域經驗豐富,成爲了數據挖掘組的主力。

當時,質譜的蛋白質數據和代謝組數據已經全部采集、解譜完畢,實驗小組在新冠肺炎重症患者的血樣中鑒定到93種特異的蛋白表達和204個特征改變的代謝分子。接下來,他們需要在這些數據中將標志性蛋白精准挖掘出來,然後用它們去訓練人工智能程序。如果一切順利,他們提出的這個機器學習結合蛋白與代謝物的方法就會獲得快速預測新冠重症的能力。



“我那時候一天最多睡四五個小時,一不留神眼皮就打架。”孫耀庭是搖滾音樂發燒友,爲了對抗瞌睡蟲,她戴著降噪耳機,把音量開到最大,放著咚咚直響的重金屬音樂,強行刺激自己亢奮,好專注于手頭的數據分析。塑料餐盒每天淩晨在實驗室門外堆成小山,又在白天某個無人注意的時刻悄無聲息地消失。

在数不清多少次尝试后,孙耀庭试着剔除新冠重症引起的差异蛋白与流感引起的差异蛋白中重合的部分,数据突然从丑小鸭变成了白天鹅。她兴奋地发现,剩下的蛋白质主要集中在人体生理功能的三条通路上:血小板脱颗粒、巨噬细胞和补体系统。她又尝试剔除本身就有基础疾病的新冠重症患者、性别因素等十几种不同的数据分析方式,结果发现剩下的蛋白质依然指向同样的通路:血小板脱颗粒、巨噬细胞功能改变和补体系统激活!“郭老師,一定要注意这三个!”她兴奋地冲郭天南办公室大喊。

最終,郭天南團隊篩選出重症患者特征性的22個蛋白質和7個代謝物。血清樣本成分符合這一組合的患者,很可能是重症患者,或有很大可能性發展爲重症病例。


(論文截圖)


2020年7月9日,Cell在线发表了西湖大学郭天南团队与合作团队的题为“Proteomic and Metabolomic Characterization of COVID-19 Patient Sera”的最新研究论文,这是全球范围内第一次从蛋白质与代谢物水平上,阐述新冠病毒感染人体后,轻重症患者血清中的独特分子变化的分析,孙耀庭作为共同第一作者参与其中。她一共参与发表了四项新冠相关研究,其中两篇论文发表在Cell杂志,这比她预想的高光时刻至少提前了十几年。

“新冠病毒對全人類的肆虐是貪婪且無情的,我能有機會在春秋棋牌抗疫攻堅工作中有所付出,是我這一生的榮耀!”


心流最佳狀態

遇見惺惺相惜的春秋棋牌


積極心理學奠基人米哈裏在《心流:最優體驗心理學》提到:心流是一種最優體驗,“心流”指我們在做某些事情時,那種全神貫注、投入忘我的狀態。這種狀態下,你甚至感覺不到時間的存在,在事情完成後會有一種充滿能量且非常滿足的感受。

這種體驗,孫耀庭時常遇見,“我挺適合做科研的,過程讓我很享受,就會有那種‘心流’的狀態。”

一頭幹練利索的短發,是孫耀庭的標志性發型。同樣幹練利索的,是她對未來道路的笃定。孫耀庭本碩在大連醫科大學讀臨床藥學專業,曾在醫院輪轉一年的她,放棄了醫院工作的機會。她更喜歡安安靜靜地潛心做科研,同時她覺得科研上的探索與進步同樣也是救人的一種方式。

她第一次聽說春秋棋牌,是在2017年。因爲碩導的一句話:“我聽說杭州有個西湖高等研究院,校長是施一公,這一定是一個做科研的好地方,你應該去試試。”

謹慎的孫耀庭上網查閱了浙江西湖高等研究院(春秋棋牌的前身)當時所有PI的資料,她驚喜地發現蛋白質組大數據實驗室負責人郭天南和自己的經曆很相似,都是醫學背景,蛋白質組學研究方向又是自己感興趣的。孫耀庭隔著屏幕都有種遇見知音的感覺。

2017年11月12日上午9点多,孙耀庭向郭天南老師发出了人生中至关重要的一封邮件。令她意想不到的是,当天晚上就接到了郭天南老師的电话:“你要不要来感受一下?”

2017年12月,提前写好硕士毕业论文的孙耀庭,迫不及待地来到西湖大学,之后通过考核如愿成为郭天南老師在西湖大学的第一届博士生。

“体验感特别好,我们实验室在1号楼,但我也经常在2号楼(工學院楼)、3号楼(生命科學學院楼)跑来跑去,跟不同领域的PI交流。像我跟工學院的李子青老師合作甲状腺项目,做蛋白质组学与人工智能方向交叉,不是小跨步,是真的大跨界。”孙耀庭说,“我觉得这种顺畅的交叉学科环境真的是西湖大学独有的。很明显,我的眼界不一样了。”

在郭天南实验室,同学背景五花八门。孙耀庭是学临床药学的,其他人有的學生物学,有的学化学,有的统计学……每位同学可能是所在领域的老師,又是其他学科分支的學生。不同学科背景的人在一个项目中戮力同心,各司其职、多学科合作。

跟归国不久的年轻导师做研究,是另一种奇妙体验。在孙耀庭眼里,郭天南像一个充满耐心的奶爸。“有一天他都戴好头盔、拎着公文包要走了,被我们三个學生叫住,他就一手拎包一手在白板写字,”孙耀庭笑着说,“过了半小时,觉得有点手酸,就放下包、解开头盔,又讲了半小时。讲到兴致处,有点热,脱下外套,又讲了一个小时。最后,那天讲到了晚上12点多。”那是关于质谱的蛋白质鉴定问题,加入西湖大学三年多的孙耀庭,如今直言那是个初级问题,郭老師却给予几小时的细致讲解,回忆起来让人怀念又感恩。


死磕最難時刻

甲狀腺就是我的代表作


不經曆風雨,怎麽見彩虹?沒有人能隨隨便便成功。在春秋棋牌如魚得水的孫耀庭,同樣經曆過至暗時刻。

甲狀腺研究是孫耀庭來到春秋棋牌的第一個研究,事實上,她之所以會被吸納進新冠研究組,就是因爲她在甲狀腺項目中的出色表現。

數據顯示,每5個人就可能有1個人患有甲狀腺結節,而大約30%甲狀腺結節在手術之前無法被明確診斷。孫耀庭的研究在試圖補齊這塊短板。她所在的郭天南實驗室第一個把數千例蛋白質組學大數據和人工智能結合,從而實現對甲狀腺結節的良惡性進行精准研判。


甲狀腺結節診斷方法


“就是因爲這個課題的研究,我後來又産生了N個問題,形成一個個獨立的新課題,所以我現在同時在做七個甲狀腺的課題。”

別看孫耀庭現在提起研究就很亢奮,其實她也有過幾乎走不下去的低谷時光,她稱之爲“困住”的時刻。

博士生與本科生最大的區別是,博士生總是行走在無人區。尤其是春秋棋牌的實驗室,研究的內容比較前沿,可參考的東西不多。“幾十個蛋白去找關系網絡,數量龐大,其可解釋性已超過現有認知。常常當你覺得這個事情要結束了,發現還有下一個挑戰,讓你無力到懷疑人生。”

孫耀庭緩解焦慮的方式,是一遍遍刷文獻。輸入“甲狀腺結節”,跳出來的所有文獻,不管有用還是沒用,她都拿來一遍遍反複看。做筆記、寫總結、找規律,強迫自己去思考。她還寫科研日記,記錄下和甲狀腺有關的靈感掠影。這些解壓方式,讓她慢慢從“困住”的狀態中釋放出來。

熬过了“困住”的低谷期,她又找回了“心流”的状态,积极投入到郭天南实验室和工學院的李子青教授以及20家医院的科研合作中,成功开发了准确性高达90%的新型辅助诊断方法。

“我覺得如果博士期間需要一篇代表作的話,甲狀腺研究就是我的代表作。”孫耀庭自信地說,“我對未來的期待就是能把我的研究轉化到臨床上,如果能挽救那些過度診斷或過度治療的甲狀腺的話,將是一件功德無量的事情。”