中科院微生物所劉翟博士：潛心科研追逐夢想

        禽流感是一種主要流行于雞群中的傳染病，也被稱作真性雞瘟或歐洲雞瘟，禽流感一旦暴發，往往會造成家禽的大量死亡。在很長一段時期內，這種疾病的傳染范圍只是局限在家禽中。然而近年來情況卻悄悄地發生了變化，禽流感的傳播已經跨越了原先的宿主范圍，甚至開始侵襲人類社會。目前，在亞洲、歐洲和拉美等地區先后出現禽流感疫情，許多國家和地區都紛紛拉響禽流感警報，推出防范禽流感傳播的各種舉措。對于我國2013年以來出現的H7N9禽流感病毒，它從哪里來、又會到哪里去？人們迫切想聽到來自科學家的權威回答。今天就讓我們的主人公劉翟博士，為大家一一道來。

　　劉翟，中國科學院微生物研究所副研究員，生物信息學博士。主要研究方向為：流感病毒的分子流行病學研究，微生物基因組與生物信息學，DNA生命條形碼，以及微生物資源的信息化研究。在禽流感研究方面，用功甚勤。具有很多創見、取得突破性進展。

　　求索

　　1996年，經過高考，劉翟以優異的成績考取了北京大學，機緣巧合，進入了生物系，從此便與北大結下了深刻的淵源。從此，劉翟18歲到26歲整整9年的青春，都是在北京大學里度過的。他懷念且感謝在北大9年的學習經歷，在那里，他接觸到了一個寬廣的平臺和看世界的新鮮視角，更獲得許多向同領域知名學者取經學習的機會。2000年，他畢業于北京大學生命科學院獲理學學士學位，本科畢業之后，他有很多種選擇，或是追隨當時的出國熱潮，或是自主創業，最終，劉翟放棄了出國，留在母校北京大學繼續專攻學術。5年的碩博連讀后，2005年，劉翟從北京大學生命科學院生物信息中心畢業，獲生物信息學博士學位，同時也成為我國教育部認定的第一批生物信息學博士。取得博士學位后，又一次站在人生選擇路口的劉翟，進入了中國科學院微生物研究所分子免疫與分子病毒研究中心（現在中國科學院病原微生物與免疫學重點實驗室）進行博士后研究。2009年留所工作至今，在微生物所信息中心任助理研究員、副研究員。一個又一個的選擇，背后是劉翟對于學術的堅守，也注定他從此走上了一條與眾不同的科研之路。

　　懵懵懂懂進入生物信息學大門開始學習的最初幾年，劉翟說，是他的入門和啟蒙時期，也是他不斷求索的時期。1996年成立的北大生物信息中心，可謂是國內最早成立的和最有影響力的生物信息學中心之一，即便如此，生物信息專業在當時還屬于新興事物，國人對此知之甚少，國內更鮮有這方面的研究。事實上，國內對于生物信息學的需求市場是極其巨大的，只是屬于未被開墾的領域。在探索之路上，導師羅靜初教授、魏麗萍教授，以及顧孝誠教授、郝柏林院士等前輩給了劉翟很多的鼓勵和支持。他們是國內最早從事生物信息研究和教學的先驅學者。2005年博士畢業以后，劉翟入職中國科學院微生物研究所高福研究員課題組進行博士后工作，良好的實驗室環境、融洽的團隊，給予他的研究很多便利和支持。2009年博士后出站以后，劉翟選擇了更能發揮自身優勢的信息中心工作，將生物信息學背景利用起來，更好地為學科服務。

　　生物信息學是一門交叉學科，涉及到的理論知識很廣泛，需要與電腦、數據、算法打交道，力圖通過大量的生物學數據來詮釋生物學問題，為生物學領域的其他學科提供重要的補充與技術支持。利用生物信息學來研究微生物，相較于其他生命科學領域的研究命題同樣是精彩紛呈，充滿了無數的挑戰。隨著生命科學步入大數據時代，生物信息學是必須的工具，否則生物學將無從下手。誰能夠盡快發展，誰就能占領科技制高點。

　　足跡

　　在系統基礎上，依靠生物技術的手段，利用生物信息學的方法，去挖掘有價值的東西，一直是生物信息學一貫秉承的工作方法。夢想無聲，足跡有痕。在微生物科研之路上，劉翟一直在行走著。

　　國際菌種保藏大會，即ICCC（International Conference of Culture Collections），是國際微生物資源領域最重要的會議，歷屆大會均由具有國際影響的微生物菌種保藏機構承辦。在第12屆ICCC大會閉幕式上，大會決議第13屆ICCC大會將于2013年在北京召開，由中國科學院微生物研究所承辦，在祖國61周歲生日之際接過ICCC-13大會的承辦權也是我國微生物資源研究工作者對國慶的獻禮。于2010年9月26日至10月1日在巴西召開的第12屆ICCC大會給劉翟留下了最深刻的記憶。中國科學院微生物研究所一行五人前往參會，劉翟博士主持了生物數據信息化與網絡和數據與信息管理會場的報告。劉翟很感謝ICCC-12，此次之行，他展示了中國年輕專家自信從容的學術風采，收獲了同行專家的鼓勵和支持。本次會議顯示了我國微生物資源的保藏管理與信息化實力已處于國際先進行列，并將在國際微生物資源發掘利用方面發揮引領作用。

　　國際生命條型碼項目鏡像工作組會議——2011年7月21日至24日，應澳大利亞聯邦科學與工業研究組織（CSIRO）澳大利亞生物地圖集（Atlas of Living Australia, ALA）機構邀請，中科院微生物研究所信息中心主任馬俊才和劉翟博士在堪培拉參加了國際生命條型碼項目(iBOL)鏡像工作組第一次會議，劉翟就中國在國際生命條型碼鏡像系統的工作和中國iBOL國家委員會在中國自有數據的信息系統開發工作進展作了主題報告。此次會議的主旨就是要規劃生命條形碼數據庫（Barcode of Life Data Systems, BOLD）鏡像的進一步發展和在全球的推廣，應澳方要求，澳大利亞將采用中科院微生物所開發的國際條型碼數據鏡像系統進行澳大利亞生命條型碼鏡像系統的建設，并由中科院微生物所協助建立澳大利亞的生命條型碼鏡像系統。目前，由中國團隊開發的BOLD鏡像系統已經在全球包括澳大利亞、新西蘭、瑞典、印度等國家被使用。

　　此類國際學術交流活動，使得劉翟突破實驗室的有限范圍，愈發能夠以更寬廣的科學思維、更前沿的學術視角來從事科研工作。目前，他研究的領域包括：禽流感和新發、突發病原研究，微生物基因組學研究，生物多樣性研究，微生物與人類疾病健康研究。劉翟將其概括為：如何從看不見的微生物里發掘有用成分，更好地為我們的生產、生活服務，以及如何控制有害的微生物使之不傷害我們，即“趨利避害”。十年過去了，劉翟所工作過的病原室，已經是中科院重點實驗室、國內同行的佼佼者；目前工作所在的信息中心，也成長為世界微生物數據中心（WDCM），為全世界的科學家提供科研服務。而劉翟本人，也成長為生物信息領域的尖端人才。

　　突破

　　對禽流感的研究，是劉翟研究成果中濃墨重彩的一筆。近年來，我國不斷出現的新發、突發禽流感病毒，給人們正常的生產生活帶來了很大的威脅。有人甚至把H7N9禽流感比之為SARS之后人類面臨的最大恐慌。由于感染人的H7N9病毒的“憑空”出現，人們首先就會想知道“它是從哪里來的？”“到底是自然界中存在的病毒，還是人為制造的？”人們迫切想要了解這種病毒的源頭與傳播途徑以及未來再次暴發禽流感疫情的可能性。“H7N9從哪里來到哪里去”成為人們關注的焦點。面對禽流感，做好病原的基礎研究，找到權威的回答，科研工作者責無旁貸。

　　2013年5月1日，國際學術期刊《柳葉刀》在線發表了中國科學院微生物研究所副研究員劉翟等人關于H7N9禽流感病毒溯源的科學論文。研究結果指出，造成這次暴發的H7N9禽流感病毒是一種新型的重配病毒，主要由4個不同來源的流感病毒重配而成。病毒基因片段存在多樣性，原因很可能與家禽的運輸有關。同時，這次暴發的H7N9禽流感病毒至少有兩個不同的進化分支，它們在宿主選擇性與“達菲”耐藥性等方面存在不同。H7N9疫情的蔓延，對我國的公共衛生與家禽養殖都帶來了嚴重的破壞。為了理清H7N9與家禽之間的關系，劉翟與合作團隊繼續深入研究，并于2014年1月24日在《自然》子刊《自然-通訊》上在線發表研究論文，闡明了H7N9病毒在家禽中的動態重配模式，科學地解釋了活禽交易市場和活禽運輸在H7N9蔓延中起到的推波助瀾的作用。

　　2014年2月26日，國際學術期刊《柳葉刀》再次發表了劉翟與泰山醫學院史衛峰教授和高福研究員共同撰寫的文章。該文章針對2013~2014年在我國出現的新發人感染H7N9和H10N8亞型禽流感病毒提出了新的科學觀點。指出這些病毒都來源于野鳥與家禽中禽流感病毒的混合重配，而攜帶有禽流感病毒的家禽就像一個“孵化器”，能夠使得來自野生鳥類的禽流感病毒在家禽中存活和傳播，并最終造成人感染。文章特別建議要切實加強活禽和禽類產品檢測以及家禽飼養環節疫病防控工作，強化防控知識的科普宣傳和輿論引導，發揮科技支撐作用，切實抓好產業服務指導。這是一個突破性的發現。

　　這些研究結果表明，禽流感病毒的傳播是一個復雜、動態的過程。禽流感病毒的天然宿主是野生鳥類，由于物種的差異，野鳥中的病毒是很難直接感染哺乳動物的，家禽作為一個重要的“跳板”，完成了禽流感病毒由野生鳥類到哺乳動物和人的過渡。我國南方地區普遍存在散養模式，加之野鳥遷徙，因此經常會有家禽和野禽共享一片水域共同覓食的情況。這種“密切接觸”也就造成了病毒從野鳥進入了家禽。由于家禽對于人類生活的重要性，我們不可避免地要和它們接觸，家禽特別是活禽市場，在禽源新型流感病毒的出現過程中起著舉足輕重的作用，人感染的危險性主要來自處理活家禽的菜市場。劉翟及其合作團隊做了大量的生物信息學工作，通過生物信息分析方法，得到了分析結果。

　　像其他流感病毒一樣，H7N9不會突然消失，由于其對于家禽的低致病性導致其具有極高的隱藏性。一旦時機合適，又會大量繁殖擴增，造成危害。毋庸置疑，了解病毒來源以及傳播動態對于病毒的防控和制定必要的管理措施都是至關重要的。防治H7N9禽流感病毒的傳播，最好的方法就是定期進行家禽中禽流感的監測工作，并加強對活禽市場的監管與消毒。

　　對于下一步防控禽流感病毒的研究，劉翟及其團隊計劃，繼續了解包括H7N9、H10N8等在內的流感病毒的跨種間傳播、了解流感病毒跨種傳播間哪些關鍵因素是我們可以控制的，它的分子病毒是怎樣的，變異和傳播之后會造成怎樣的危害，有沒有方式進行提前預防，從科學角度給予更多的指導性建議。

　　暢想

　　潛心科研，追逐夢想。在追夢的過程中，劉翟博士最大的體會是：科學也是一種藝術。藝術創作是對感受和意境的追求，做科學是對物質世界規律的探索，講求精益求精，步步嚴謹，最后的結果也像是一個藝術品。越往前走，藝術越要科學化，科學也要藝術化。在做研究的同時，他積極了解國內外微生物領域的發展動態，主動跟蹤生物信息的技術發展，把技術工作主動做在前面，為學科建設及實驗室建設提出了許多寶貴的建議。

　　歲月無言，事業有形。收獲是對耕耘的最好詮釋。近年來，劉翟在Lancet, Nature Communications，Nature Structural and Molecular Biology，Emerging Infectious Diseases，Journal of Biological Chemistry等雜志發表論文40余篇，并承擔科技部“973”課題，科技部基礎性工作專項課題，自然科學基金項目等。

　　生物信息學的世界精彩紛呈，還有許多未知的領域等待我們去探索、去發現。我們祝愿劉翟博士在之后的科研之路上取得更大的成就。