专访赛业生物科技董事长韩蓝青先生:赛业生物其实是一家信息公司

【字体: 时间:2019年01月03日 来源:生物通

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  电脑的语言是“0 1 0 1”,基因的语言是“ATCG”,生物是一个高度数字化的体系,从DNA到RNA到蛋白质的生物学中心法则本身就是信息的处理、转换和传递的过程。

  


韩蓝青简介

赛业生物科技董事长
清华珠三角研究院人工智能创新中心主任
国家千人计划专家

韩蓝青,曾获得清华大学工程学士、加拿大麦吉尔大学工程硕士和加拿大女王大学工商管理硕士,并曾于麻省理工学院研修。他曾于三洋电器和阿尔卡特等公司任职,作为工程师主导了点阵显示系统、信号数据采集系统、工业控制器等项目的研发,获得广泛应用。另外,他还参与了数家公司的创立。在阿尔卡特任职期间,他作为设计师和产品经理负责多个项目的开发,其中包括当时世界上容量最大、速度最快的Internet骨干网交换机的开发。2006年回国创立了赛业生物科技并任董事长至今。2017年受聘于清华珠三角研究院任人工智能创新中心主任。

Q1. 能否介绍一下赛业生物是一间什么样的公司?主要的业务是什么?
赛业生物是一家生物科研服务外包公司,我们为生命科学、临床研究和药物研发提供定制化的科研服务,其中最主要的是提供小鼠和大鼠的基因改造服务。根据谷歌学术统计,科研机构应用我们的产品或服务已经发表了超过2500篇的SCI科学论文;制药业也在大量应用我们的老鼠模型开发药物。我们的口号是:We help you discover life!

Q2. 改造小老鼠的基因?会搞出怪物吗?
老鼠跟人一样,有近3万条基因,我们做的大多数项目只是修改其中一条基因,同时修改多条基因是一件很难的事情。不管怎么修改,绝大多数情况下经过基因改造的老鼠看起来还是一般的老鼠,由于基因改造产生的表型变化一般很难用肉眼看出来,要通过一系列生物学实验才能看到。当然也有例外,比如我们曾经编辑过一条跟指头发育有关的基因,小鼠四肢的指头数量都几乎加倍了。

Q3. 听说还可以把人的基因植入老鼠,那样会生出智慧老鼠吗?
你说的叫人源化老鼠,我们做得最多的人源化老鼠是把一条老鼠的基因用同源的人的基因替换掉。同源的意思是同一个祖先,我们和老鼠有一个共同远古祖先,我们两个物种是大约9000万年前分开的,那时候地球上还有恐龙,分开以后的基因各自走上了自己的进化道路,而今天人和老鼠99%的基因是可以追溯到那个共同远古祖先的。把一条甚至多条老鼠的基因换成同源的人类基因不会产生人类的智慧,但会表达人的蛋白,甚至人的抗体。

Q4. 为什么要对老鼠的基因进行改造?如何改造?
2000年以后人,小鼠和大鼠的基因组被分别解读完成,人和老鼠基因的高度同源性给小鼠和大鼠这两个传统的实验动物,尤其是小鼠这种最常用的实验动物赋予了更重要的使命,就是人类基因研究的替代物。我们的客户来自全球各大生命科学研究机构、医疗机构和药企,他们基于各种不同的科研目的要求我们对小鼠的基因进行改造,通过基因的增减,也就是敲入/敲除来推断基因的功能、研究基因在个体发育中的作用,通过把作为基因靶点的小鼠基因换成人的同源基因来研究靶向药物,让小鼠表达人类蛋白或抗体来开发治疗手段和药物等等。可以说现在基于小鼠的基因研究已经成为生命科学和药物研发的标配,目前用的最主要的技术一个是传统的小鼠ES打靶,另一个是新兴的CRISPR基因编辑。

Q5. 你说的ES打靶和CRISPR基因编辑这两种技术是如何比较的呢?
ES打靶存在了三、四十年了,发明人也得了诺贝尔奖,它的优点是精确无脱靶,可以进行各种复杂的基因改造,是行业金标准;缺点是低效、耗时、费力、成本高昂,且只适用于小鼠。CRISPR基因编辑是这几年新兴的技术,它的优点是高效、快捷、简便、成本便宜,且可用于不同物种,缺点是不适用于复杂的基因改造项目,并且始终有不可预测和不可控的脱靶风险,正是这种脱靶风险让CRISPR技术饱受诟病。赛业生物在CRISPR和ES打靶两项技术上都有独特的优势,我们的CRISPR-Pro大大提高了CRISPR的基因编辑效率,并且有效降低了脱靶风险,我们正在用这项技术建立小鼠基因敲除资源库,目前在市场上很受欢迎。

更重要的是,我们通过多年潜心研究推出了ES打靶的革命性升级版TurboKnockout,在小鼠基因改造方面几乎克服了ES打靶的所有缺点,打靶效率提高了数倍,周期从一年缩短到半年并几乎与CRISPR持平,省掉了一部分繁琐的步骤,成本也拉低到跟CRISPR相当的水平,我们的努力让这项传统技术重新焕发了青春,让那些宣称ES打靶已经被淘汰了的人彻底闭嘴了。

Q6. 那客户应该怎么在这两种技术中做选择呢?
在小鼠上我们首推TurboKnockout,因为ES打靶技术仍然是金标准,CRISPR能做的这个技术都能做,但这个技术能做的CRISPR不一定能做。当然ES打靶只能做小鼠,大鼠还是需要用CRISPR。我们两种技术都能做得很好,但选择权是客户的,不管客户如何选择我们都会努力交付满意的结果。

CRISPR的脱靶问题是始终无法完全避免的,但有各种方法去降低脱靶的风险,我们也在脱靶预测和防范方面做了大量工作,我们的全基因组脱靶风险运算就是在天河二号超算上完成的。对于多数科学研究来讲脱靶风险还是可以承受的,但如果你做非常严谨的科学研究,往往还是要回答脱靶的问题。现在已经发生多例用CRISPR技术构建基因编辑小鼠投稿学术期刊后不被接收的案例,原因是期刊评委质疑基因改造小鼠的表现型是否缘于脱靶,但如果要验证脱靶需要耗费比基因改造本身更长的时间和更大的成本,结果往往是文章从顶级期刊掉到平庸期刊。

另外CRISPR的知识产权非常复杂,我们向一个最主要的发明人购买了使用许可,但这个技术还在法庭里打官司,如果你要给几个权利主张人同时付费,价格是非常高昂的,而且仍然摆脱不了风险,因此药企找我们做项目一般都是选择TurboKnockout,因为ES打靶已经基本没有知识产权问题了,而且我们完全拥有我们技术革新的知识产权。这个问题需要高度重视,我碰到的一个国内教授,正准备把一种研究了10年的非常有希望的候选药物的权益高价卖给一家西方大药厂,结果在评估的时候发现他用的一种小鼠没有得到授权,结果交易在最后一刻终止了。

Q7. 听说你创业之前的背景是IT,跳到生物行业跨度也太大了吧?
我创立赛业生物之前做了十几年的IT工程师,进入生物行业跨界没有想象的那么大。我经常跟公司员工讲,其实赛业是一家信息公司。电脑的语言是“0 1 0 1”,基因的语言是“ATCG”,生物是一个高度数字化的体系,从DNA到RNA到蛋白质的生物学中心法则本身就是信息的处理、转换和传递的过程。与电脑不同的是生物是有突变的,突变是生物进化的源动力,正因如此,电脑是确定的、可重复的,而生物是不精确的、难以重复的,这是进入生物领域的IT工程师需要去适应的。我们操纵电脑可以获得可预期的确定结果,但电脑不会自我进化,不能离开人类的编程;生物充满了不确定性,但生物可以自我修正和进化,可以自成体系地存在。我们做生物学实验的时候经常因生物的不确定性而备受折磨,但这正是生物的优美之处,我们学会适应它,把生物体看成是一种有渗漏的数字化体系,我们就可以结合概率统计,仍然用工程学的方法论来处理生物学问题。

Q8. 这个有点哲学哦,你的IT工程师背景对你在生物领域创业有什么影响?
这个影响就是用工程学的方法论来解决生物学问题,让信息在我们的生产活动中不间断地产生、转换和流动,把电脑、设备和人有机地结合,形成一个高效、高通量的流水线。我们的平台上任何一个时间都有超过一千个老鼠基因改造项目,而这一千多个项目全部都是个性化项目,要在个性中找出共性,把任务打散后分发到各个不同的工作站,在工作站中以高通量方式进行操作,并针对生物系统的渗漏性设计高度的容错功能,以达到流水线化。我们花了几年时间基本完成了这一构想,从项目的设计到任务的分解分配到实验数据的收集整理到各阶段的项目汇报到最后的结题报告的撰写全部实现了自动化,目前我们的平台在全球行业内优势十分明显。可以说我们把老鼠基因改造这一高度复杂、耗时且昂贵的技术平民化了,让越来越多的研究人员得以应用。

Q9. 这就是赛业生物的核心竞争优势吗?
是的,我们的行业竞争异常激烈,如何在竞争中胜出是我们每天都在考虑和解决的问题。我认为公司的首要任务就是盈利,因为赚到了钱就可以得到快速发展,可以给客户提供更好的服务,给员工提供更好的报酬。和行业内的几家竞争对手不同,我们公司出身草根,没有国家科研机构背景、没有政府项目经费支持、没有大把地烧投资人的钱。我们与掌握了国家资源的人竞争,与手中有大把钞票的人竞争,我们仍然要胜出,而且我们能够做到在没有融资的情况下从公司第一天盈利至今,这是十分不容易的。我们的竞争对手经常说我们以低于成本价抢夺市场,原因只是我们工程化平台的成本大大低于他们实验室方式操作的成本。下一步我们会在领域内继续扩大优势,大量布置自动化设备和人工智能,让更少的人做更多的事,并给客户更优质的体验。

国际化是我们另一个核心竞争优势。我们的业务一半以上来自海外,我们在欧美建立了很好的品牌和信誉,业务也有相当的市场占有率,从明年开始,我们国外业务的占比还会大幅增加。

Q10. 听说你们最近跟一家美国的业内知名公司达成了战略联盟?
是的,Taconic Biosciences是业内非常知名的公司,在实验鼠领域可以排进全球前三,已经有近70年的历史,开创了很多业内第一。我们有幸与这样一家优秀的公司结成战略伙伴,从明年开始以联盟的形式为全球生命科学和制药业提供老鼠的基因改造和繁育的一站式服务。赛业可以通过Taconic更便捷地把服务提供给欧美的各个研究机构,Taconic通过赛业可以把他们4000多品系介绍给中国和亚太的研究机构,这样的联盟会让整个行业受益,我们对此充满期待。

Q11. 说到人工智能,你还有一个职务是清华珠三角研究院人工智能创新中心主任,能谈谈这是一项什么工作吗?
清华珠三角研究院是清华大学和广东省在广州开发区共建的面向粤港澳大湾区的科研转化平台,我有幸担任人工智能这一块的负责人,从头组建人工智能创新中心,主要目的是把神经网络/深度学习应用于各个行业。目前我们已经有了一个精干年轻的团队,先在医疗和生物领域打造一个综合性应用平台,之后再向其他领域拓展。

Q12. 你为什么会加入人工智能这个看起来跟你现在做的毫不相干的行业呢?这会分散你的精力吗?
这一轮人工智能真正在老百姓中间热起来是2016年谷歌的AlphaGo打败李世石。我十几年前做过一些语音识别的工作,这回再次关注最新的语音识别着实吓了一跳,我们愕然发现神经网络这个偏门的学科通过少数孤独的忍者几十年不懈的努力,终于迎来了她的时代,现代互联网产生的巨大数据和几十年摩尔定律造就的上百万倍的算力增长终于把神经网络的潜力发挥出来了。

我们赛业生物借着AlphaGo的东风,设计了AlphaKnockout这样一个智能化基因敲除方案设计系统,在国内外大受欢迎。我相信神经网络在基因数据挖掘方面较比传统生物信息算法一定会有巨大优势,只是这个优势需要的大数据还不完备,这方面我们正在做准备。下一步我们会把人工智能贯穿于我们工作的方方面面,这并不会分散我的精力,我的这个第二职业跟第一职业是一脉相承的。

Q13. 你说神经网络几十年修成正果,就是这次人工智能兴起的原因吗?
是这样的,神经网络经过了三起三落,前两次都因条件不成熟无果而终,始终游离于正统学问之外。我大学一个师兄毕业论文要应用神经网络,甚至被教授骂成不务正业。与前两次不同,神经网络以及基于神经网络的深度学习方法论已经在封闭式的特定场景颠覆了我们的认知,全面超越了人类的判断能力。可以说现在提起人工智能,主要就是神经网络/深度学习。她能在围棋以及所有人类智慧游戏中轻松打败人类,能以比医生更高的准确度通过影像判断肿瘤是否恶性,能在上万人中抓出逃犯,等等。前些天我们做了一个练习题,训练神经网络通过MRI图片判断性别,准确度高达98%,我问过N个医生,没有人类医生具备这种能力,我们不知道神经网络到底看到了什么,这实在太神奇了。

Q14. 神经网络为什么会取得如此巨大的成功?这种神奇的能力能取代人类的工作吗?
用一句话来解释,这一次神经网络之所以如此成功,是因为合适的时机和条件允许她模仿到了生物大脑也就是生物神经网络的冰山一角。人的大脑是这个世界上最复杂的机器,只有进化论通过亿万年的时间才能制造出这样的机器,现在我们知道神经元的基本功能以及神经元之间是如何连接和对话的,对于理解大脑是如何工作而言,这种认识还非常粗浅,但仅仅是基于一点点粗浅的认识,我们用电脑模拟了生物神经网络的结构,并且用一种叫做“深度学习”的方法来训练这种结构,神奇的效果就出现了,在特定场景下电脑神经网络获得了惊人的判断力!谁也不能真正说清楚这种判断力是如何达成的,就连开创这一领域的教父们都说不清楚。

尽管如此,在场景不确定的情况下,电脑神经网络还是很难有所作为的,目前公众对人工智能的期待明显是超出实际的。近期人工智能完全取代人的工作还做不到,因为她在开放的体系内还很难做出逻辑的判断,但我们不好预测远一点的未来会怎样。近期神经网络的角色还是着眼于辅助人类,在一些行业,不应用人工智能的人很快会被应用人工智能的人所淘汰,在不远的将来,我们很多的工作将都是围绕人工智能的,但自主的人工智能完全取代人类的工作可能还需要相当的一段时间。

Q15. 你对赛业生物的展望是什么?
再过5年你们过来,可能会发现实验室里操作人员非常少,很多机械臂、无人运输车以及其他自动化设备在昼夜运转。如果进入我们的动物房,会看到一个完全无人的场景。我们的大部分员工都将是坐在电脑面前的IT工程师和AI工程师,到时候我跟你们说赛业生物是一间信息公司,你们不会感到奇怪。


赛业生物科技简介
赛业生物科技有限公司(简称:赛业生物)是扎根中国、面向全球的生物科技服务公司,主营业务包括基因工程模式动物服务、干细胞科研产品及技术服务等。赛业生物由“千人计划”专家、广州市创业领军人才韩蓝青先生于2006年创办,目前在国内各大城市、美国加州湾区、日本东京等均设有办事处,总规模超22000平方米。员工人数达400余名,其中不乏有在行业领域享有声望的模式动物研发专家俞晓峰博士、欧阳应斌博士以及动物模型手术专家张荣利博士等资深专家。

历经12年发展,赛业生物在基因工程模式动物服务与干细胞产品与技术服务领域均处于行业前列,获得市场占有率和满意度的双赢,产品与技术已直接应用于包括CNS (Cell, Nature, Science) 三大期刊在内的2500余篇学术论文。

Taconic Biosciences简介
Taconic成立于1952年,是基因工程模式动物服务领域的领导者,为全球客户提供一站式的动物模型解决方案。Taconic拥有20年的动物模型制备经验,是一家服务齐全的模式动物提供商,其应用CRISPR / Cas9技术为客户提供基因失活、基因突变、基因敲入、人源化、转基因表达、RNAi和基因编辑等服务,并确保为每个客户提供最合适的解决方案。Taconic还具备上述专业技能之外的独特优势,即能提供从模型设计到繁殖育种以及种群管理的无缝对接,从而为客户提供完整的解决方案。Taconic专注于基因工程小(大)鼠模型制备、精准医疗研究小鼠模型以及整合性模型设计和繁育服务领域,并在美国和欧洲分别运营三个服务实验室和六个育种机构,在亚洲设有经销商,其生产的动物模型几乎可送达全球任何地方。


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