华大基因CEO尹烨：如果生命也能计量，治愈疾病是否就像解方程一样简单？

拿到这个演讲题目的时候，我就在琢磨，该怎么诠释这个主题。为了让大家更好地理解，我先从一个骗局说起。

大部分人应该都知道，美国加州一家非常有名的血液检测公司Theranos，号称用1滴血，4个小时，可以查240多项检测。当时Theranos得到了诸多硅谷和政界大佬的“背书”。

Theranos的著名广告图

但这个故事从一开始，我就不信。

为什么？

这是一个特别基本的问题。假如有个100立方米的池塘，里面有10条鱼，假设鱼均匀分布，请问至少要捞多少水才能确保捕到一条鱼？

答案是，10立方米。这是个概率问题。

我们再来看看Theranos的血检法。就拿丙肝病毒（HCV）来说，它的最低检出限是100copies/mL，也就是说每10μL的血必须要有1个HCV分子才可能被检出。而1滴血是50μL，要分成至少10个检测通道，每个通道只有5μL的血，从概率来说能检出HCV的可能性更是微乎其微。

对于类似的骗局，如果物理上都不对，就别在生物领域装神弄鬼了。

所以计量其实就是运用最简单的道理。从某种程度来讲，非常多的高科技，必须要经过理化乃至数学的检验。

为什么Theranos能在美国走这么远？这有点像第一类永动机，过于理想的科技蒙蔽了相当数量精英的慧眼。实际上只要回到计量本质，用小学数学就能识破这是骗局。所以，以后再看见一些特别颠覆性的高科技，大家心里面可以稍微先打一个问号。

新冠也一样。去年华大的新冠检测试剂盒在1月24号就拿证了，目前已经推广至190多个国家。回想去年，我们被问的最多的问题是：美国出了新的检测技术，30分钟出结果。还没等我回答完，又来一个20分钟出结果的产品，接着就是10分钟、5分钟，最后以色列说2分钟就能出结果。后面英国还说能通过狗的嗅觉，来判断一个人有没有得新冠。

我只反问了一句话：这么多这么牛的技术，为什么不在中国上市呢？

答案很简单，因为都过不了中检院国家标准品。

中国中检院基于荧光定量PCR的检测至少要过500copies/mL的最低检出限。而美国的许多快检产品，最低检出限在2000~4000copies/mL。这些快检产品可以测流感，因为流感病毒感染上呼吸道，通常有几千上万个拷贝的病毒。但是新冠病毒感染的是下呼吸道，在环状软骨下取样，极其考验PCR的极限。许多“无症状感染者”就在一两百个拷贝。这就是为什么许多人在海外是阴性，到国内就“复阳”了，实际上这是在于中国的检测试剂盒灵敏度高。

所以大家要明白，中国的检测标准，是全世界最严格的。中国新冠检测试剂盒的质量，实际上是全世界最好的。

在去年，某国说华大的新冠检测试剂盒出现“假阳性”。他们的报告是这么写的，说华大的试剂盒居然连只有轻微症状的人都检出来了。这怎么是“假阳性”呢？这分明是“真阳性”。

所以这是一件非常有意思的事情。当我们评价一件产品好不好的时候，一定要先明确标准。俗话说“离开剂量谈毒性就是耍流氓”，那么我可以说“离开最低检测线说检测时间，是不公平的。”所以，生命科学的很多问题，都需要我们用更多次的重复测量，来找到真相。

再跟大家讲个故事，这是最近的一个新闻：某地“患狂犬病”女孩抢救两月后过世，疑似“病源犬”经确认无狂犬病毒。

这位患者究竟有没有感染狂犬病毒呢？相比很多人心里都有疑问。

新闻里说，有三家公司用测序或PCR的方法都没找到狂犬病毒，最后是华大的医检所检测出有狂犬病毒。于是这件事就变成了医疗纠纷。

到底有没有狂犬病毒？我们必须用数字说话。

最终我们证明，不是没有狂犬病毒，而是测量不够。我们测了1亿次才找到了真凶。因为狂犬病毒的感染载量非常低，其他三家公司的检测量大多在500万~2000万次，而华大直接测了1亿次，并把病毒的基因组组装出来了。所以，许多看不见的问题其实是在于我们做的次数不够多。

为什么日内瓦的正负对撞机经过几十年才发现双电荷离子呢？因为这是个概率问题。

但是生命和理化的计量还是有所不同，生命是涌现的产物，很多时候不能用简单的质量和数字去说明，这也是我们生命科学从业者经常会发表的感慨。

科学家可以测算出天体的运行轨迹，却无法说明两只蜣螂的生物行为。所以马丁·约翰·里斯说：即使是最小的昆虫也比恒星复杂的多。

如果四维宇宙是正确的，我们只需要两个基本单位。

第一个基本单位就是“米”，将其定义为：1/299792458秒的时间间隔内，光在真空中行程的长度。有了长度单位，空间就能描绘出来了。

时间用“秒”定义：铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9,192,631,770个周期的持续时间。

我们用自然回答了人类的问题。当然，7个基本单位不一定都能用自然定义。比如，“千克”就是人为的定义。以上就是我们过去的理化计量。

但是，生命如何计量？

一个DNA，A、T、C、G四个字母，质量一样，顺序可以不一样。就像一个单词，字母顺序不一样会产生不一样的意思。所以我们内部也经常讨论，如果说我们过去用了大量的计量手段，测量、称量、绘量，到了DNA层面上、蛋白质层面上、代谢组层面上，要多元回归，这种跨组学的计量就是从译量到悟量的过程。

译量是先把生命“翻译”出来，后面再说其代表的表型意义是什么。所以，生命领域的计量，维度要比理化计量要复杂得多。

举个例子，前不久在东莞的一个案例，患者求医许久，最后通过补充维生素B治愈了疾病。听起来非常简单的治疗方式，实际上背后的诊断过程用了基因测序技术。患者基因SLC52A2的变异，导至维生素B2代谢紊乱。生命如果是个语言，“得知序列”是一次测量，“找出变异”是一次译量，“对症下药”是悟量。这需要结合大量的基因遗传型和临床表型，最终展示成医生和患者都能看懂的高维度的结果。

从这方面来看，中国有相对更多的机会去发展这个领域，因为中国人群大、数据大，所以译量和悟量都会更为准确。既然生命是一种语言，那么生命的计量就一定要“有意义”，而非单一的数量。

在上个世纪80年代，生命中心法则的主要提出者之一讲了特别经典的话：科学的进步源于新技术、新发现、新想法的推动。按重要性来排序的话：新技术先于新发现；新发现先于新想法。

也就是说，生命科学依赖于技术进步，通过工具进步降低成本，进而获得更多的数据，从数据中又能看到新理论、新学科、新技术……

所以，今天的科学，今天的工程，今天的计量，在我们挑战天体物理、追寻量子科技的时候，它的排序必须是新技术、新工具、新发现，最后才是新想法。

用一个最简单的例子：为什么是LIGO证明了引力波？

因为装置足够大！

相当于，列文虎克用显微镜看见了微生物，有了电镜我们才看到了病毒。如果没有工具，一切都只能靠“猜”。

中国现在的一些源头创新，我们或许不能说出它的直接意义。就拿“中国天眼FAST”望远镜来说，许多人都提出疑问：“天眼”有意义么？

1969年，物理学家罗伯特·威尔逊就对粒子加速器资助向美国参议院作证时，被问到的问题是：粒子加速器是否有助于保护国家？

罗伯特·威尔逊说：没有任何直接帮助，除了它可以证明这个国家更值得保护。

同理，这就是“天眼”的意义，这就是大科学装置的意义。

中国从来不缺商业模式的创新，目前正在加强文化的创新，但是我们从骨子里还没有太多科技的创新。所以现在国家正在通过大科学装置去挑战认知的边界。

在过去的理化范围，在物质科学上，是一个跨尺度、跨时空的多模态的观察和测量。从最小的基本粒子一直到宇宙的网状结构，这是我们今天一直在讨论的内容。

在生命科学领域，我们现在讨论的是全生命周期的4D和数字化。生老病死、基因组、代谢组、蛋白质组、菌群组、表观遗传组……

于是我们需要工具的支撑。物理科学用多维度/多信使大科学工具与平台解决宇宙诞生以来百亿年的事。而生命科学则是通过测量、称量、绘量、译量和悟量把所获信息变成4D化的过程，从中得到更精准的数据为大家所用。

这些工具里，哪些是中国的？

元素周期表里，有多少是中国人的贡献？

答案是：两个——锌和砷。

我们再来看看生命周期表。生命周期表是已经被测序的高等动植物的基因组。中国的贡献占32％，高于美国的25％。其中华大占32％中的24％。我们有足够的数据，可以在生命科学领域跟全世界最先进的国家一较短长。

基因测序仪可以做到“译量”和“悟量”人的基因组序列。而目前只有两个国家、两家公司可以量产对一个人做全基因组测序的机器——美国的Illumina和中国的华大智造。

第一个人类基因组从1990年做到2003年，用了13年的时间，花了38亿美金。今天，500美金，一天的时间，在华大就可以测几千个基因组。这个定律的下降速度比摩尔定律还快。所以这就是整个生命科学产业里，我们能看得见的未来。

今天我们是怎么测序的呢？华大已基本实现全自动化，包括全自动的生物信息分析。这得益于中国制造的强大，得益于深圳产业配套的强大。相信中国人有本事做出全世界最好的机器。

所以，在生命世纪，华大的超级测序工厂对生命计量极其有意义。它是今天中国真正可以自主可控的、不被卡脖子的一套超级工程。

我也经常跟华大做计量的小伙伴们讲：计量人的未来是什么？

在这里不得不提到范尼瓦尔·布什。1945年，在二战胜利前夕，罗斯福让他写一份报告，这份报告就是《科学：无尽的前沿》。

拜登在上台后，这份报告再次引起热议。拜登请了一位基因组专家埃里克·兰德，重写这份报告。最近，美国参议院商务委员会审议通过《无尽前沿法案》，授权在五年内为美国基础和先进技术研究提供超过1100亿美元的资金支持，以便实现美国在相应技术领域的发展野心。该法案明确将中国视作劲敌与防范对象，并将出台严苛规定限制与中方有联系的科学家参与美国科研项目。其实这份法案是由《科学：无尽的前沿》派生出来的，也能看出美国对中国科学发展的忌惮。

我们暂且不论科技政策，就单说这一篇报告，它改变了美国的科技范式转向大科学工程。自此，曼哈顿计划和阿波罗登月计划相继实现，人类通过一个又一个大科学工程，完成了从微观粒子到银河系的测量。

所以，科学，无尽的前沿；计量，永恒的根基。

这就是我们所有计量人的未来。

生命世纪已到，让我们一起，为生命计量！