「闳議」中科院外籍科學家費凡：幹細胞研究如何與環境健康研究“挂鈎”

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編者按：《闳議》訪談節目由《中國科學院院刊》與中國網際網路新聞中心聯合出品，通過采訪兩院院士及專家學者，深度探讨邁入“十四五”的中國社會在各領域的發展前路。以客觀、精準的解讀，科學、前瞻的思考，為站在“兩個一百年”曆史交彙點上的中國發展破題解惑，為邁向第二個百年目标貢獻智慧力量。

崇論闳議，尋策問道。

中國網/中國發展門戶網訊 随着美麗中國的建設和“雙碳”目标的提出，環境污染、碳排放、動物福利等話題在中國發展過程中的讨論熱度日益增高。在科技界，研究者們也在不斷發力、尋求破解相關領域問題的方法。費凡（Francesco Faiola）是一位來自意大利的幹細胞生物學領域專家，在2014年作為海外人才全職引入中國科學院之後，他就聚力于環境污染物人體健康風險研究，建立了國際上首個利用幹細胞評估環境污染物健康效應的研究平台。幹細胞研究如何與環境健康研究“挂鈎”？是什麼樣的系統保障了實驗中的動物福利？不久前拿到“中國綠卡”的費凡對在中國的工作與生活又有着怎樣的感受？針對這些問題，《闳議》節目對現任中國科學院生态環境研究中心環境化學與生态毒理學國家重點實驗室（簡稱“重點實驗室”）研究員、幹細胞毒理學研究組組長的費凡進行了專訪。

中國網：您在來到中科院後建立了國際上首個利用幹細胞評估環境污染物健康效應的研究平台。能否請您談一談為什麼會提出利用多能幹細胞開展環境毒理學研究？目前平台在預警潛在環境污染物方面取得了哪些研究成果？對中國“雙碳”目标的實作，有什麼促進作用？

費凡：環境污染與健康是中國科學院生态環境研究中心的研究方向之一。加入重點實驗室時，我首先要確定我的研究方向與之一緻，并将其與我在多能幹細胞和分子生物學方面的專業知識結合起來，特别是環境健康方向，是未來發展的趨勢。是以，經過深思熟慮，我決定成立幹細胞毒理學研究組，并利用幹細胞分化模型對多種環境污染物進行體外毒性評估。

近年來，在重點實驗室的幫助下，我參與了多項國家級和中科院級的科研項目，解決了數個環境毒理學和幹細胞生物學研究的技術瓶頸。還建立了一系列幹細胞毒理學評價模型，闡明了各種環境污染物，尤其是毒性發育階段對人體中樞神經系統、心髒、肝髒、肺、胰髒等重要組織器官的毒性作用及作用機制。我們的幹細胞毒理學研究體系無需使用動物作實驗模型，是以不涉及動物倫理和福利問題，能有效避免可能影響毒理學評價的種屬差異。這個系統安全、高效、成本相對較低，已廣泛應用于環境毒理學和醫療健康領域。

為了促進中國實作“雙碳”目标，首先需要促進國内相關基礎研究配套産業的發展，立足國内大循環，加快培育參與國際合作和競争新優勢。例如在毒理學研究中，使用我們開發的幹細胞體外毒理學模型與國際上體外毒性試驗替代動物試驗的倡議相符合，不僅可以加快毒性測試的進度，而且減少大型複雜的動物實驗配套設施，在一定程度上助力中國實作“雙碳”目标。聚焦環境健康研究，如何通過制定并實施新污染物治理行動方案，加強環境污染物的治理，是環境污染與健康研究的核心所在，将助力“雙碳”目标高效進階。

中國網：在幹細胞生物學研究中，您認為中國目前在哪些方面與國際先進水準有差距？應該如何進行進一步的研究發展？

費凡：中國的确在高速發展，并且在多個科技領域都處于領先地位。這也是我到中國來的原因。然而，中國還有一些需要改進的地方。例如，有些時候，采購材料和試劑需要很長時間，價格也有可能非常昂貴，這會拖慢研究進度。此外，科研經費的使用自由度并不大，尤其是在基礎研究領域。從申請基金伊始，申請書中需要寫明每一個具體的實驗計劃以及研究經費的配置設定情況。一旦實驗結果出現偏差，我們不能輕易修改先前的假設和研究預算，并相應地進行不同的實驗和分析。話雖如此，我注意到中國在這方面正逐漸完善，有了更多的自由空間。

另外，中國應該吸引更多的國際國内人才。這不能僅靠提供優厚的待遇，對我來說，良好的工作條件和研究經費比薪水更重要。是以，我們需要吸引主動型人才，讓他們能長久地留下工作，而不是那些隻追求高收入而幾年後就離開的人。

中國網：您在研究中建構了小鼠/人胚胎幹細胞多器官定向分化體系，無需使用動物作為實驗模型。您能簡要介紹一下建立這樣的研究體系有哪些積極作用嗎？目前這樣的體系是否有向其它學科研究推廣的可能性？

費凡：首先，确定合成化學品對人類健康的潛在危害是非常重要的，尤其是胚胎發育階段，因為人類對這些危害最為敏感。雖然發育毒理學一直以活體動物實驗作為準則，但動物實驗面臨着成本過高、費時費力等諸多問題，并且不适合高通量應用。人類畢竟與動物不同，動物試驗的結果并非總能應用于人體。此外，幹細胞在體外基本上可以被誘導分化為任何類型的正常組織和器官細胞，是以可以模拟正常的發育和再生。是以，人類幹細胞分化系統可以用于發育毒性評價。與動物實驗相比，此方法相對容易、成本低，能更快捷地培養出大量用于檢測的細胞。正因為如此，我們可以同時進行大規模的檢測，而不用擔心種間差異。

目前，人類幹細胞多向分化系統已廣泛高效的應用于毒理學研究，并可擴充到臨床前藥物篩選等生物醫學領域。

中國網：您在中科院還承擔着一系列的教學和人才培養工作，培養了一批碩士/博士/博士後。在科研人才培養領域，您有什麼經驗和建議分享嗎？

費凡：我堅信教師或導師的角色不僅僅是教授學生新資訊、新知識；我們需要確定輕松愉快的學習過程。還需要了解每個學生的專業背景和技能，以及他們對未來的規劃，引導他們成為優秀的科學家。

我認為對于學生來說，從事科研工作最重要的是熱情、動力和團隊合作。此外，他們還要具備面對困難的勇氣，因為學術和科學研究并不總是一帆風順。但是，隻要堅持不懈，總會有所收獲。另外，無論處于何種年齡段，我們都應具備從零開始、适時更換研究領域的勇氣——做自己喜歡的事，對它充滿熱情，并堅信自己的夢想終會實作。在我的科研生涯中，我也經曆了很多起起落落，換過很多領域，但我堅持了下去，從未言棄，最終得到了回報。

中國網：您最近拿到了“中國綠卡”，感受如何？是什麼原因讓您選擇留在中國？

費凡：我在中國已經生活了差不多六七年，期間一直想拿到“中國綠卡”，因為這會讓我在這裡生活更友善。雖然最開始的過程有些複雜，但在我的員工的幫助下，今年年初我拿到了綠卡。是的，我非常高興，因為這可以讓我變得幾乎和其他中國同僚一樣，我可以和他們做同樣的事。最重要的是，我回國會變得更友善，不需要每次都申請新的簽證，我的家人來中國看望我也很容易。

我剛來中國的時候，對中國文化并不了解。但自從我到了中國，我就被中國的發展深深震撼，我在中國的生活和工作真的很開心，不僅因為我可以做研究，還因為我可以在這裡享受生活。我覺得中國菜很美味。我是意大利人，意大利菜很好吃，但我也很喜歡中國的美食，兩者有很多相似的地方。我正在學習如何做中國菜。當然，我還不會說中文，因為中文學習起來有點難，但這不妨礙我享受在中國的生活。我要特别感謝重點實驗室，尤其是實驗室上司江桂斌院士、鄭明輝主任一直給予我個人和研究組的幫助，如果沒有這些幫助和支援，就不會有今天幹細胞毒理學取得的成果。

（本期策劃：楊柳春、王振紅；編審：楊柳春、王振紅、徐林、王虔、戴柯傑[美]；編輯：闫斌、王虔、武一男；英文文字/翻譯：闫斌、金玲；攝像/後期：朱法帥。出品：《中國科學院院刊》、中國網際網路新聞中心；制作：中國網、中國發展門戶網）