人體細胞每時每刻都在經(jīng)歷著新陳代謝，數(shù)秒內(nèi)便有幾百萬個細胞死去,，同時又有幾百萬個新細胞出現(xiàn),。細胞一刻不停地進行著新舊更替,，以此保持著人體的健康與活力。而當人體內(nèi)器官發(fā)生病變時,，通過在體外培養(yǎng)相關(guān)細胞,、回輸進入體內(nèi)對病變部位進行“修補”，這種治療方式被稱為細胞治療,，是現(xiàn)代再生醫(yī)學(xué)發(fā)展的重要方向,。  

而清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授杜亞楠就是為細胞治療提供“原料”——細胞的人，其研發(fā)的3D微組織技術(shù)開啟了細胞培養(yǎng)的“工業(yè)革命”,。憑借這一成果,，杜亞楠于不久前獲得第二十四屆中國科協(xié)求是杰出青年成果轉(zhuǎn)化獎,。  

建造現(xiàn)代化“細胞工廠”  

杜亞楠介紹，傳統(tǒng)的細胞培養(yǎng)方式主要面臨著三方面的困難,。首先是培養(yǎng)效率有限,。傳統(tǒng)的細胞培養(yǎng)方式，需要依賴人工一步步將細胞“種植”在培養(yǎng)皿上,，而一個傳統(tǒng)的二維平面培養(yǎng)皿所能培養(yǎng)的貼壁細胞數(shù)量從百萬到千萬個不等,，但最多也只能滿足一位患者治療所需。杜亞楠認為,，如果僅依靠傳統(tǒng)的細胞培養(yǎng)方式，細胞療法的效率將很難得到提升,，無法真正惠及大眾,。  

除了培養(yǎng)效率受限外，傳統(tǒng)細胞培養(yǎng)方式所用的材料和工具使得細胞在培養(yǎng)過程中的質(zhì)量,、功能難以保持穩(wěn)定,。“培養(yǎng)皿本質(zhì)上就是硬塑料,，它跟細胞原本的生長環(huán)境相差非常遠,。”在杜亞楠眼里,，每一個細胞都是一個完整而復(fù)雜的生命體,，對環(huán)境有著敏感的自我感受。他捏起胳膊上的皮膚解釋道：“這里面都是細胞,，大部分細胞的生長環(huán)境是很柔軟的,，將其直接放在硬質(zhì)的培養(yǎng)皿里培養(yǎng)，存活數(shù)量,、功能都有可能出現(xiàn)問題,。”  

除了細胞自身外,，細胞所分泌的各類物質(zhì)同樣具有重要價值,，如何將細胞及其分泌物完好無損地充分收集起來，則是細胞培養(yǎng)需要突破的另一大瓶頸,。  

如果說傳統(tǒng)的細胞培養(yǎng)方式還停留在“手工作坊”時代,，那么杜亞楠團隊研發(fā)的3D微組織工程技術(shù)則可以說建造出了一個現(xiàn)代化的“細胞工廠”。  

在細胞培養(yǎng)階段,，其研發(fā)的3DTableTrix微載片取代了傳統(tǒng)的二維平面培養(yǎng)皿,，成為細胞培養(yǎng)的新載體。該微載片不需要復(fù)雜繁瑣的人工操作便可與細胞懸液一起直接投放到智能化生物反應(yīng)器中,。隨后,，該微載片遇水便可分散成數(shù)萬個球狀顆粒,，顆粒表面上密密麻麻分布著眾多孔隙，每個孔隙都可進行細胞培養(yǎng),，細胞培養(yǎng)數(shù)量較傳統(tǒng)方式呈指數(shù)級提升,。不僅是培養(yǎng)數(shù)量得到大幅提升，每個顆粒的直徑均可在50到500微米之間進行自主調(diào)節(jié),，實現(xiàn)針對不同尺寸細胞的定制化培養(yǎng),。  

此外，該微載片的材料硬度也可根據(jù)不同細胞的培養(yǎng)特點進行調(diào)節(jié),?！氨热绻羌毎矚g硬一點的材質(zhì)，其他細胞要軟一點的,，這些都可以根據(jù)細胞的‘喜好’來調(diào)整,。”杜亞楠說,，細胞其實和人一樣,，只有提供給它們接近原生的培養(yǎng)環(huán)境，才能夠?qū)崿F(xiàn)快速,、高質(zhì)量地繁殖,。  

而在細胞回收階段，借助定制的“溫和”裂解液,，可將培養(yǎng)材料進行降解,，再通過后續(xù)的自動化儀器裝置實現(xiàn)細胞的充分、無損收獲,，并可進一步將分泌物與細胞進行分流收集,，真正實現(xiàn)了細胞從培養(yǎng)到回收的全流程規(guī)模化,、自動化,。  

讓科研成果走出實驗室  

但這項有望掀起產(chǎn)業(yè)革命的新技術(shù)，要走出實驗室卻并不容易,。2017年,，經(jīng)過7年的科研攻關(guān)，杜亞楠帶領(lǐng)團隊利用3D微組織工程技術(shù)研發(fā)的3D干細胞微組織規(guī)?；苽涔に囈鸦境墒?，在干細胞制品的生產(chǎn)上具備革命性的應(yīng)用前景?！爱敃r,，不管是全國還是全世界，我們的技術(shù)都可以說是走在最前沿的?！彼f,。  

本就因產(chǎn)業(yè)需求而生、為產(chǎn)業(yè)革新而做的技術(shù),，杜亞楠不想讓它“躺”在實驗室里,。不過，彼時高?？蒲谐晒D(zhuǎn)化還尚未形成較為成熟的機制,。而一直待在實驗室里的科學(xué)家們面對復(fù)雜的產(chǎn)權(quán)劃分、產(chǎn)業(yè)落地,、商業(yè)開發(fā)等環(huán)節(jié)更不知該從何下手,。“當時要給這個技術(shù)進行估值,，然后分配股權(quán),，但是估多少合適、股權(quán)怎么分配……這些我一點概念都沒有,?！彼貞浀?。  

就這樣前后反復(fù)討論了1年,，終于在2018年，在清華大學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)移研究院的協(xié)助下,，杜亞楠和團隊成員一起創(chuàng)建了北京華龕生物科技有限公司,，杜亞楠團隊和清華大學(xué)共同推動技術(shù)落地。公司成立了,，但麻煩事還沒結(jié)束,。學(xué)校作為公司股東之一，公司的諸多決策都要學(xué)校簽字確認,。而在當時,，重大決定都需上報學(xué)校各部門，甚至上級主管部門進行批準,?！坝袝r候公司的一個決策，來來回回光走流程審批就要幾個月,?！彼f  

于是一有機會，杜亞楠便將問題反映上去,。而改變來得也快,，自2019年相關(guān)審批權(quán)限下放至學(xué)校后，流程進一步簡化，公司決策再不需要就審批大費周章了,。  

作為國內(nèi)較早一批進行科技成果轉(zhuǎn)化的科研人員,，杜亞楠團隊完整經(jīng)歷了相關(guān)機制從無到有、從不成熟走向成熟的過程,?！拔覀兯闶堑谝慌泽π返娜耍彩潜惑π贰畩A’了無數(shù)次的人,。雖然過程不容易,，但現(xiàn)在我們對其中各個環(huán)節(jié)都清清楚楚，這就讓科研人員很有安全感,，可以放心大膽去干,。”他說,，希望他們蹚過的路能為以后的科研成果轉(zhuǎn)化提供更多參考,。  

機緣巧合闖入微組織世界  

在坐落于清華園西北角的醫(yī)學(xué)科學(xué)樓內(nèi)，杜亞楠指著團隊實驗室門口“微組織工程”的牌子說：“這個名詞是我們自創(chuàng)的,，因為之前只有組織工程,，我在前面加了個‘微’?！彼M一步介紹道,，組織工程通俗來說是以制造、復(fù)原人體的組織器官為最終目標,。他將其形容為搭建一座“樓房”,，而細胞便是建起房屋的“磚塊”。  

“要想造出一個完整的組織器官,，首先就要從制造基礎(chǔ)的細胞開始,。”杜亞楠說,，因此原本主攻組織工程的他,，選擇先從最基礎(chǔ)的事做起——養(yǎng)好每一個細胞。于是,，他進入了微組織工程的世界,，隨后便一發(fā)不可收拾。  

但其實杜亞楠最初學(xué)習(xí)的專業(yè)與組織工程并沒什么聯(lián)系,。1998年,，杜亞楠考入清華大學(xué)化學(xué)工程系，在懵懵懂懂中度過了大學(xué)四年時光,。臨近畢業(yè)時,，對未來感到迷茫的他選擇和同學(xué)一起申請去美國繼續(xù)讀研,。“結(jié)果2001年發(fā)生了9·11事件,，來了一波拒簽潮,，我連續(xù)被拒簽了數(shù)次?！彼貞浀?。  

沒有去成美國，杜亞楠決定先工作鍛煉下自己,。那時,，他做過不少工作，還在培訓(xùn)機構(gòu)教過英語,。工作了半年多,，一個偶然的機會，他得知新加坡國立大學(xué)的老師來中國招生,，就想去看看,。正是這次嘗試，改變了他此后的人生軌跡,。  

“我后來的博士研究生導(dǎo)師HanryYu一見面就拉著我聊了一個多小時,，告訴我組織工程的前景多么廣闊。其實,，我來之前都不知道組織工程是什么,。”杜亞楠回憶道,，自己被導(dǎo)師的誠意打動了,，2003年3月通過面試,、7月就到了新加坡,。  

剛到新加坡沒多久，杜亞楠就覺得很不適應(yīng),。從未接觸過組織工程的他,，一切都要從頭學(xué)起，頗感壓力,。  

杜亞楠從書架上抽出一本比磚頭還厚的生物學(xué)教科書,，上面還留著他十多年前“啃”書時的筆記?！皠偟叫录悠碌念^兩年太費勁了,，啥成果也沒出，就是看書自學(xué)打基礎(chǔ),，在實驗室里自己鼓搗一些設(shè)備,，嘗試一些方向。”他回憶道  

臨近畢業(yè),，當初一起來新加坡的同學(xué),，在拿到碩士學(xué)位后紛紛選擇去美國，杜亞楠心里有些波動,?！爱敃r，我挺焦慮的,，但我的導(dǎo)師跟我談了很久,、分析了很多，他告訴我只要踏實做下去,，以后一定不會差,。”他說,。  

后來發(fā)生的事也正如導(dǎo)師所說,，打牢基礎(chǔ)的杜亞楠接連產(chǎn)出多項成果，原本應(yīng)5年博士畢業(yè)的他,，只花了4年多就達到畢業(yè)要求,，隨后便順利去往美國麻省理工大學(xué)從事博士后工作。  

直到今天,，杜亞楠依然十分感謝導(dǎo)師幫助他規(guī)劃人生,。而他也想把這種影響一直傳遞下去，在接受采訪的前幾天,，杜亞楠剛和他的學(xué)生一起去了環(huán)球影城進行團建,，他喜歡和學(xué)生們平等地交流。  

“你要真的去了解學(xué)生的特點,、狀態(tài)和興趣,，因材施教?！倍艁嗛嘈?，連小小的細胞都需要個性化、定制化培養(yǎng),，更何況是學(xué)生,。而他也樂于鼓勵學(xué)生們做各種嘗試，在杜亞楠團隊創(chuàng)建的北京華龕生物科技有限公司里,，包括聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官劉偉,、首席技術(shù)官鄢曉君等在內(nèi)的多位成員都曾是杜亞楠的學(xué)生。  

“無論是從事學(xué)術(shù)科研還是產(chǎn)業(yè)應(yīng)用,，只要有所作為,、能解決真正的問題,，都是為社會作貢獻?！倍艁嗛Ｍ?，他們團隊的經(jīng)歷能鼓勵更多年輕人投身科研攻關(guān)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)。