拒绝比尔盖茨的他，发动了一场基因组学革命

90年代初期，比尔·盖茨决定为华盛顿大学系统生物系的创立进行捐资，但他有一个要求——让莱诺伊·胡德博士担任创系主任。胡德显然没有拒绝，他在华盛顿大学系统生物系潜心工作了近10年，直到61岁，才主动请辞，决定自立门户。

原本这只是一次平常的个人职业选择，但却在行业引起了轩然大波，大家纷纷开始猜测：这位年过花甲的科学家是否会就此退休？可胡德并没有这样想，在众人的猜疑中他开启一次新的冒险。

在离开华盛顿大学后，胡德拿出自己的积蓄设立了全球第一家系统生物学研究所，成功将系统生物学纳入医学的范畴，被世人誉为“系统生物学之父”。回顾胡德的经历，他的身上贴着许多的标签：“基因组学革命者”“系统生物学开拓者”“P4医学倡导者”……他究竟有怎样的传奇人生呢？

1938年，胡德出生于美国蒙大纳州米苏拉的一户普通人家。他的父亲是一位电话工程师，对机械设计颇有研究。在父亲的影响下，胡德对机械设计产生了浓厚兴趣，并立志成为一名优秀的工程师。

但生活似乎并不如人所愿，胡德的弟弟在出生时被查出患有先天性唐氏综合症，这也使他改变了原本的志向。

在进入加州理工学院后，同龄人几乎都选择了金融或者是法律这样“光鲜亮丽”的专业，而胡德却选择深奥且枯燥的遗传学作为研究方向。因为，弟弟的遭遇早已在胡德心里埋下了种子：如果我们的遗传学研究能再进一步，或许世上就有更多的孩子免受先天性疾病的困扰。

在本科和博士期间，胡德师从“诺贝尔物理学奖得主”理查德·费曼和“诺贝尔化学奖得主”莱纳斯·鲍林，创造出了诸多研究成果。在这之后，为更好地研究遗传学，他又获得了约翰霍普金斯大学的医学博士学位。

博士毕业后，胡德便回到了加州理工学院担任助理教授，重点研究分子免疫学和生物技术。在进入实验室的前20年里，他只研究一个问题——免疫系统究竟是如何运作的？

终于在1987年，49岁的胡德发表了“免疫系统产生抗体”的遗传学研究。他发现人类抗体的两条链由不同的基因编码组成，可以分为轻链和重链，链与链之间可以相互组合、排列配对，在不同组合下能够产生106种以上的多样性。如果对抗体链进行合理的排列，就能够帮助人类抵抗多种疾病威胁。

基于此，胡德提出“两个基因，一条多肽链”的假说，清楚的阐明了抗体可变区基因多样化的机制。一时间，胡德名声大震，一举拿下了有“美国诺奖”之称的拉斯克医学奖。

 ▲ 胡德在1987年获得拉斯克医学奖

拉斯克医学奖对他的研究做出极高的评价：“胡德利用了分子生物学的手段，表明有限的遗传信息，如何产生了无穷多的抗体。他揭露了免疫系统如何优雅地重排已经存在的DNA序列，合成新的基因，生成新的抗体。”

而这并非胡德20年间的全部收获，作为“工程师的孩子”，胡德对仪器设计也颇有心得。

在遗传学研究中，DNA测序是实验必不可少的一步。在当时，“桑格测序法”是完成DNA测序的唯一方法。但这种方法需要用到许多有毒的化合物，给每一个DNA加上放射性标签。过程极度依赖于人工操作，且程序复杂，不但耗时较长，还容易出错。

想要高效的进行基因研究，就得改变测序的方法。受实验室同事的启发，胡德想到通过标记荧光的方式让测序机器识别DNA信号，进而设计出了自动DNA测序仪。 

▲ 胡德研究自动DNA测序仪

在胡德设计的自动DNA测序仪中，碱基的标记不再使用同位素，而是采用了无放射性污染的荧光染料。这样的设计，不仅避免了操作人员受到放射性伤害，还能够同时标记多种碱基，大大简化了反应过程。

另外，自动DNA测序仪还综合了激光和计算机技术，实现了最终数据处理的自动化。在检测不同碱基时,激光束能够激发荧光标记物使其发光，而发射的光会被一个透镜和光放大器获得,最终被转换为数字信息交给计算机处理，获得最终结果。这项革新免去了乏味粗糙的手工数据收集,使测序进程大大加快。

在胡德发表这项研究后，引起了一些生物技术公司的关注。在1986年，Applied Biosystems宣布和胡德进行合作，在双方的共同努力下自动DNA测序仪成功实现了商品化，由此开启了 DNA 测序的工业化进程。

有了自动DNA测序仪的成功经验，胡德又在十年间相继设计出了蛋白质测序仪、蛋白质合成仪以及DNA合成仪。这不仅为后来的“人类基因组计划”铺平道路，还加速了人类“基因组学”的研究进程。

在胡德发明自动DNA测序仪后，《Nature》破天荒的用了一整篇篇幅来进行介绍，并评价到：“这不只是一个让分子生物研究更快速有效的仪器，而是一个探索生物学新领域的重要工具。”

而这篇报道也被比尔·盖茨所关注，他对这位敢想敢做的科学家产生了浓厚的兴趣，甚至参加了胡德在西雅图的所有演讲。

与此同时，同在西雅图的华盛顿大学正在全力发展生物学——这是当时的时代风向，所有大学都想借发展生物学的机会进入世界名校的排行榜。

作为华盛顿大学的资助人，比尔·盖茨亲自向胡德抛出了橄榄枝——邀请他成为华盛顿大学系统生物学的创系主任。系统生物学是一门将生物学、数学、物理学、计算机科学跨界融合到一起的多维学科，而在“生物系搞机械”的胡德似乎就是为它而生的。

有了施展拳脚的空间，胡德不再满足于探索基因和生物物种，而是立下了更宏伟的目标——希望通过将原子、分子、细胞、生物以及生态系统水平上的研究整合起来，为生物学建立一个完整统一的理论。

胡德提出：“整合是系统生物学的灵魂，也是系统生物学和基因组学、蛋白质组学等各种‘组学’最大的不同。”他将系统生物学研究分为了四个阶段，分别是：初步模型、观测实验、分析修订、理想模型，这奠定了系统生物学研究的基础。

另外，胡德还提出了系统生物学的研究方法，即选定一个较为简单的系统，然后分析尽可能多的构成，以揭示整个系统的行为。虽然，诺贝尔生理学或医学奖得主吉尔曼也曾提出过“信号转导联军”的研究方法，但时至今日“胡德分析法”仍然是系统生物学的主流。

胡德任系主任的十年间，他带领着学生通过DNA测序技术分析了人类和小鼠的免疫受体，并发起了前列腺癌、自身免疫性和造血干细胞发育的研究，破译了许多复杂生物机制，将系统生物学提升到了前所未有的高度，成为了尖端生物科学前沿的支柱之一。

但学校的繁文缛节，以及成果转化的速度都让胡德大失所望，最终他向比尔·盖茨提出了辞职，并决定自立门户继续发展系统生物学。

2000年，62岁胡德从自己的积蓄中拿出500万美金设立了世界上第一家系统生物学研究所——美国西雅图系统生物学研究所，自此系统生物学正式被列入医学行列。

回首医学发展的历史，亦是多学科不断融合的历史。人们曾将化学、物理学融入医学，催生出了生物化学和分子生物学等经典学科，近年来又诞生了化学生物学、化学蛋白质组学等新兴学科。总的来说，多学科技术的融合已经成为医学发展不可替代的研究范式。

21世纪被称为信息技术的时代，此时的胡德已年过花甲，但仍然站在时代的最前沿——他将医学和信息技术相结合提出了“P4医学”的概念。

所谓的“P4医学”即预测、预防、个性化和参与性（predictive, preventive, personalized & participatory）为特点的医学。胡德在过往的研究中发现，人类生命系统和疾病之间的关系是相互牵连的。他大胆猜测，在人类生命系统和疾病的研究中，如果只强调单方面因素，仅是盲人摸象，采取系统的技术方法和研究策略，才能更好的认知人类生命系统。

为验证这一猜测，胡德在2014年对108位研究者进行了观察实验，对其基因、蛋白、代谢、肠道菌群等个人健康指标数据集采集，并检测生活习惯及环境。

研究结果表明，基因对于人类有着重要影响，但并不是全部。人们需要根据自己的基因情况，调整饮食、运动、营养补充等多方面，采取更精准的疾病预防方案，才能有效提高自我健康管理能力——这和他的猜测如出一辙。

在“108人实验”获得初步成功后，胡德表示将进行推行“10万人健康项目”，打造出个性化、密集健康医疗动态数据云。他大胆预测：“在今后十年中，为病人诊治疾病的医生们要面对数以十亿计的由数据点组成的‘虚拟云’。”

在科研的历史长河里，我们见证了许多科学家将毕生精力献给了科研，但胡德却认为实验室绝不是科研成果的终点。他始终坚信，只有让科研成果进入市场才能发挥其真正的价值。当然，这和他的过往的经历密不可分：他曾亲身感受到了《拜杜法案》对科研带来的变化，并参与到自动DNA测序仪的商品化过程中。

他看到了自动DNA测序仪商品化为分子生物学的发展打下坚实的技术基础。因此，胡德曾在回忆录中写到：“我意识到了这项发明很重要，但我完全没有想到这将是历史性的。”

在自动DNA测序仪的成功案例下，胡德所发明的蛋白质测序仪、DNA合成仪等多项科研成果都顺利的进行了转化。但胡德并没有止步于此，他人生的后半时期都在为创立生物技术公司而努力。

自上世纪九十年代起，他合作、创立了15家生物技术公司，这些公司大多关注基因诊断以及医疗器械制造方向。胡德为这些公司带来了最前沿的生物研究成果，为其产品的开发打下了科研基础。另外，他也积极的引导系统生物学研究所和这些公司合作，并提供资金上的帮助，助力其发展。

随着时间的推移，胡德关注的方向也发生了改变。2006年，胡德曾在CNSI担任董事，并带领着它敲响了纳斯达克的钟。CNSI和胡德参与的其他公司不同，它并不是一家专注于医疗生物科研或者是基因检测仪器的生产的公司，而是通过IT技术为患者提供医疗解决方案。这不经让我们联想到胡德提出的“P4医疗”。的确如此，“P4医疗”为CNSI的成立奠定了坚实的学术基础，同时也在用最真实的临床数据反哺“P4医疗”，这或许也是胡德平衡科研与市场经营的方法之一。

时至今日，这15家企业大多都有着较好的发展，有的甚至已经成为了医疗领域的龙头企业。以Amgen为例，它在2021年被《巴伦周刊》评选的“100家最具可持续性发展公司”之一，是目前全球生物药开发领域的巨头。它曾基于遗传学技术开发了数款在全球范围能都具有影响力的明星药物，如被业界誉为“抗癌药物革命”的AMG510，一经面世就在行业中掀起了巨浪。而药物bemarituzumab在研期间就获得了FDA授予的“突破性疗法”认定。

总的来说，胡德无论科研，还是成果转化都展现出了惊人的魄力，也难怪《Science》评价其为：“一位多才,多艺,多产的科学巨匠。”如今，85岁的胡德仍然活跃在科研一线，他正在进行阿尔茨海默症的研究。在许多和他年纪相仿的科学家放慢脚步的时候，胡德仍在以惊人的速度奔跑。也许就像胡德的老友所说的那样：“能阻止他继续冒险的理由只有一个，那就是他的死亡。”