中国体外诊断领域首个走向世界的标志物，到底是怎么发明的？

Hood, L., J. R. Heath, M. E. Phelps and B. Lin (2004). "Systems biology and new technologies enable predictive and preventative medicine." Science 306(5696): 640-643.

图1: Leroy Hood 教授考察杭州普望生物和林标扬合影。林标扬编著的“系统生物学”书，Leroy Hood 教授和林标扬等在科学杂志的3P医学文章-开创了精准医学时代的文章。

凭借在系统生物学的多年潜心研究，林标扬知道肝纤维化标志物的寻找之路一直充满困难的原因。系统生物学之前的许多生物标志物研究就犹如盲人摸象，找到的标志物只是基于片面的信息，往往性能不佳。即使把多个性能不佳的标志物组合起来应用，性能也不如人意（如肝纤维化的FIB-4，APRI模型）。这充分体现了生命有机体是非常复杂的，许多部分都在以多种方式相互作用。

系统生物学中的“发现性科学”（Discovery science）是个打破了信息局限的革命性研究方法。不同于先入为主的假说性科学，“发现性科学”由大数据驱动。然而大数据的收集足以让大部分科学研究者望而却步——不仅需要掌握最新的科学方法和技术平台，还要具备足够的决心和耐心、投入大量的人力物力和精力。最典型的“发现性科学”研究就是早年的人类基因组计划——花费30亿美元，历时18年 （1985-2003年）。

壳酶蛋白是林标扬耗费10余年，耗资上亿，应用“发现性科学”研究发现的肝纤维化生物标志物，是通过大数据的系统整合分析，进行类似漏斗形的筛选，让数据呈现出问题本质和最佳解决方案的最终成果。

图1: 假说性研究和发现性科学研究：截然不同的研究方法

（来自林标扬教授被邀请在中国肝炎防治基金会上的演讲）

基于多年系统生物学理论的深入研究和积累，林标扬提出，一个好的肝纤维化标志物需要满足3个基本特性：

一是肝脏特异的，

二是肝纤维化组织高表达的，

三是能分泌到组织外的蛋白。

为了解答以上三个问题，林标扬和团队积累多年，构建了世界上最大的肝病大数据库，包括肝脏组织特异性大数据库、肝纤维化高表达蛋白或基因大数据库、肝纤维化组织的分泌蛋白质组学大数据库。

首先，要了解一个蛋白是否是肝脏特异的（或富集表达的），不能只研究肝脏，而是需要研究人体所有器官和组织。因此林标扬团队利用二代测序技术，构建了近40个人体不同器官组织的高达8000万数据点表达数据库，由此可以分析得到哪些蛋白是肝脏特异或者富集表达的。

其次，利用二代测序和质谱分析技术，对比了正常肝脏和几百个患者肝纤维化肝脏的转录组和蛋白质组数据，找到差异表达的蛋白。

第三，利用分泌蛋白质组学技术，构建了肝纤维化组织的分泌蛋白质组学大数据库，知道了哪些蛋白可以从肝脏分泌到血循环中

最后，通过系统生物学的整合分析，得到一系列候选标志物，再进行多中心的临床验证，最终找到性能最佳的肝纤维化标志物——壳多糖酶3样蛋白1（图2）；

为了便于传播和记忆，林标扬为其命名简称“壳酶蛋白”，如今已经深入人心。

图2: 源自系统生物学和发现性科学的研究发现了壳酶蛋白

2014年林标扬申请了壳酶蛋白的专利，并于2014年年底成功完成产品开发，取得药监局注册证书。然而在其后的5年时间中，壳酶蛋白的推广过程极其艰难。很多临床医生不相信一个简单的指标可以有如此优秀的性能，毕竟过去的20年里曾涌现过的多个肝纤维化的诊断新指标几乎都经不起临床的检验。但是林标扬坚信，通过发现性科学得出的研究成果必定不同于假说性科学的研究结果。那些最终经不起临床验证的生物标志物，基本都源自假说性科学。

于是林标扬只身一人，背着一只包，踏上了艰难的游说和示范路程。几年的时间，林标扬在全国各地医院讲课不下500场，拜访临床医生和肝病专家几百个，一遍遍地告诉他们壳酶蛋白作为系统生物学发现性科学研究成果的革命性和科学性，请他们进行临床试用、临床验证，邀请他们合作开展课题研究。功夫不负有心人，坚持不懈的努力终于使局面迎来转机：多个临床研究结果均证明了壳酶蛋白的临床价值和患者获益，它也逐渐得到临床的广泛认可。至今，壳酶蛋白已写入2018年《肝硬化肝性脑病诊疗指南》、2019年版《中国慢性乙型肝炎防治指南》。

除了与临床医生合作开展课题研究之外，林标扬还积极参加各大肝病年会：投稿文摘、壁报，与同行互动交流，传播壳酶蛋白在肝纤维化检测中的应用价值；与国外药企和机构交流，探讨壳酶蛋白作为脂肪肝肝纤维化的研究价值等。最终，壳酶蛋白获得了美国最大第三方实验室的认可，推出包括其在内的指标作为脂肪肝病人的肝纤维化检测服务；去年，壳酶蛋白还被纳入欧洲肝病学会（EASL）肝病评估和预后无创检测临床指南(2021年版)。

中国是肝病大国，有着8600万的慢乙肝感染者。慢乙肝的治疗长期以来都存在着一个极大的致命误区，即认为肝功能转氨酶正常的人群不需要进行抗病毒治疗。这就导至大量患者错过了最佳治疗阶段，肝病在不知不觉中进展肝硬化和肝癌。有许多典型的案例让人唏嘘和惋惜，例如近年香港著名影星。早在2017年，林标扬联合北京301医院著名肝病专家张鸿飞主任和云南省第二人民医院刘云华主任，开展了一项针对转氨酶正常（小于40 U） 的慢乙肝人群的研究。研究设计这部分病人只要壳酶蛋白浓度大于79ng/ml，就启动抗病毒治疗。结果发现一个月后，90%的患者肝纤维化明显开始好转。该研究成果被邀请于2019年4月18-20日在日本东京举行的“亚太肝脏研究协会单项会议之肝脏免疫学和遗传学大会”（图3）上做了口头报告，获得日本和亚太国家肝病同行的高度认可。壳酶蛋白的研究脚步未曾停歇，研究结果也曾获邀于2020年3月4-8日在亚太肝脏研究协会年会上进行主会场报告，由于疫情原因，林标扬教授无法赴会演讲，特邀香港中文大学Grace Lai-Hung Wong(黄丽虹)教授作主题报告，获得亚太地区专家的一致好评。

图3: 亚太肝脏研究协会单项会议之肝脏免疫学和遗传学大会林标扬演讲

图4: 2020年3月4-8日在印度尼西亚巴厘岛(Bali) 举行的亚太肝脏研究协会年会

为积极响应世界卫生组织（WHO）和健康中国2030年消灭慢乙肝威胁的号召，林标扬团队提出了一个“即测即治”策略，该策略是一个“至优、至简、至新”的方案（图5）：如果壳酶蛋白高于79ng/ml，意味肝纤维化在积极进展，则需要马上启动治疗，如果小于79ng/ml，可暂时观察 。就在不久前，2022年6月5日的亚太肝脏研究协会肝纤维化主题会议上，大会主席、北京友谊医院副院长、著名肝纤维化专家尤红教授进行了这一主题的演讲。中华医学会肝病学分会候任主任委员南月敏作为主持人介绍了该主题。相信该策略将极大地助力慢乙肝扩大治疗加速落地，让更多慢乙肝感染者“应治尽治”。

图5: 2022年6月5日的亚太肝脏研究协会肝纤维化主题会议尤红演讲

“什么是路？就是从没路的地方践踏出来的，从只有荆棘的地方开辟出来的”，原研创新最大的难题不是如何多走一条新路，而是如何回归本质突破无人区。正如普望生物的英文名 Proprium的含义一样，林标扬始终认为，医学诊断要根据“本质属性或特征”来诊断才有意义。林标扬和普望生物通过系统生物学了解各种医学难题的“本质属性或特征”，坚持研发针对“本质属性或特征”的高临床价值诊断产品，不断突破威胁人类健康的“卡脖子”难题，用科技创造普惠大众的健康新希望！

本文参考内容：

1. Baglieri J, Brenner DA, Kisseleva T. The Role of Fibrosis and Liver-Associated Fibroblasts in the Pathogenesis of Hepatocellular Carcinoma. Int J Mol Sci. 2019;20(7).

2. 《肝纤维化诊断及治疗共识》（2019版）

3. Hood, L., J. R. Heath, M. E. Phelps and B. Lin (2004). "Systems biology and new technologies enable predictive and preventative medicine." Science 306(5696): 640-643.

4. 吴家睿. 基础研究的再认识. , 生命科学.2022,34,2