編者按
從2003年非典到今年年初突如其來的新冠大流行，病毒肆虐的危急關(guān)頭，黃國亮老師一直堅守在科研的陣地上。為了完成緊急重要的抗疫攻關(guān)任務(wù)，他和團隊并肩戰(zhàn)斗，勇往直前，克服重重困難，用科技的力量為抗擊疫情做出了重要貢獻。
黃國亮老師取得今天的成就是與他的多學(xué)科交叉求學(xué)和工作的經(jīng)歷密不可分。三十多年前，黃國亮老師就讀于清華大學(xué)精密儀器系，師從金國藩院士，從那時起黃國亮老師就培養(yǎng)了扎實的光機電軟件一體化工程學(xué)科專業(yè)知識基礎(chǔ)。
畢業(yè)之后，他先后在精密儀器系工作4年、在生物系工作4年、在醫(yī)學(xué)院工作16年。憑借深厚的“生物-醫(yī)學(xué)-工程” 多學(xué)科交叉技術(shù)背景和不懈的努力，他堅定“將論文寫在祖國大地上，科技報國”的宏偉之志，不斷前進，在醫(yī)療衛(wèi)生防疫、生物芯片、微納生物醫(yī)學(xué)、中醫(yī)精準化技術(shù)等多個領(lǐng)域取得了豐碩成果。他的經(jīng)歷給我們諸多啟示。
黃國亮
今年春節(jié)前夕，新冠肺炎疫情突然爆發(fā)，迅速蔓延至全國。值此時刻，清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院成立疫情攻關(guān)小組，團隊緊急返崗，在科研的陣線上爭分奪秒，與病毒頑強做斗爭。2月22日深夜，團隊研制的能檢測包括新型冠狀病毒在內(nèi)的“六項呼吸道病毒核酸檢測試劑盒（恒溫擴增芯片法）”獲國家藥監(jiān)局應(yīng)急審批批準。不久以后，該產(chǎn)品被送往包括武漢在內(nèi)的、多個城市的疫情防控前線，在檢測新冠病毒的衛(wèi)生防疫戰(zhàn)役中發(fā)揮了重要作用。
2020年3月2日，習(xí)近平主席到清華大學(xué)考察調(diào)研時，聽取了程京院士介紹團隊關(guān)于恒溫擴增核酸分析系統(tǒng)研發(fā)的工作匯報，并給予了高度評價。
▲程京院士匯報（左三為黃國亮老師）
黃國亮老師作為團隊中的重要一員，二十余年來積極投身多學(xué)科交叉科研創(chuàng)新的一線工作，早在2003年非典時期他就出色完成了SARS病毒檢測微陣列芯片掃描儀的研制工作，今年是他第二次臨危受命，接受如此緊急而又重要的抗疫攻關(guān)任務(wù)。
團隊精神是保證任務(wù)順利完成的關(guān)鍵
2019年12月，國內(nèi)剛剛出現(xiàn)新型冠狀病毒病例時，擁有豐富抗疫經(jīng)驗的黃老師以及清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院和博奧生物的協(xié)同創(chuàng)新科研團隊，就已經(jīng)敏銳地思考和關(guān)注接下來可能發(fā)生的疫情狀況。同時考慮到即將來臨的春節(jié)假期，為了防止物品采購出現(xiàn)麻煩，大家早早開始布置針對病毒檢測和防控的相關(guān)準備工作，并著手采購、調(diào)集所需的材料。盡管如此，當疫情突然來襲并迅速擴散，在防控的特殊時期，產(chǎn)品研發(fā)還是面臨了許多意想不到的困難。除了臨時需要購買的物品很難買到以外，產(chǎn)品加工也是很大的問題。春節(jié)期間又趕上疫情，全國基本處于停產(chǎn)停工狀態(tài)，平常，研發(fā)的產(chǎn)品要送到工廠進行加工，但在那個時期變得非常困難。除了向上級反應(yīng)提出需求申請，他還親自起草報告給加工單位向當?shù)毓芾聿块T申請應(yīng)對疫情的特殊加工許可，確保加工單位配合進行項目研制儀器部分零件的緊急加工工作，為順利完成攻關(guān)任務(wù)提供保障。正是由于黃老師和團隊成員齊心協(xié)力，相互配合，用決心和意志克服重重困難，才在短短的一個多月時間內(nèi)，完成了高通量新型冠狀病毒檢測恒溫擴增核酸分析儀器的定制開發(fā)，該儀器于2020年2月22日獲得了新型冠狀病毒檢測增項的Ⅲ類醫(yī)療器械產(chǎn)品注冊證書（這在平常情況下需要2-3年才能完成）。
「大家每個人都投入了全部的精力迎難而上，勇往直前，這種精神和非典時期是一樣的?！?7年前的工作情景，黃老師歷歷在目。那時，為了研發(fā)SARS病毒的檢測系統(tǒng)，黃老師帶領(lǐng)的團隊經(jīng)常工作到后半夜，困了，大家趴在辦公桌上短暫休息一下，餓了，就靠泡方便面或吃餅干充饑。而本次疫情還發(fā)生在春節(jié)期間，但在國家的需要面前，大家都毫無怨言地犧牲個人利益，「離小家為大家」，春節(jié)期間一直保持加班，每天工作15-18個小時，從沒有人因家里的事情請假。回想起這段經(jīng)歷，黃老師無不感慨，正是有了這樣的團隊精神和犧牲精神，才最終保證任務(wù)很快做完，做成，做好。
▲凌晨兩點依舊在加班的團隊
經(jīng)驗和核心技術(shù)需要長期積累
「相比于此前的SARS病毒檢測系統(tǒng)，此次針對新冠病毒研發(fā)的檢測系統(tǒng)具有很多獨特的優(yōu)勢?！裹S老師介紹說。傳統(tǒng)PCR方法檢測病毒的不同指標要通過變溫來實現(xiàn)，這就導(dǎo)致檢測花費時間長，效率低。本次研發(fā)的新冠病毒檢測系統(tǒng)利用恒溫擴增的方法，一次可以檢測6項病毒指標，將檢測時間縮短到了75分鐘左右，大大提高了檢測效率。
「今年新冠病毒檢測系統(tǒng)的研發(fā)，是建立在前期工作基礎(chǔ)之上的?！惯@次研發(fā)出的檢測系統(tǒng)和儀器，其核心技術(shù)研究開始于2007年，黃老師作為第一發(fā)明人申請了第一項發(fā)明專利并獲得授權(quán)，歷時8年，在2015年完成第一款產(chǎn)品定型與小批量試生產(chǎn)，主要應(yīng)用于呼吸道常見多種病原菌的精準醫(yī)學(xué)分子診斷。在此基礎(chǔ)之上，2019年完成高通量恒溫擴增核酸分析的相關(guān)儀器樣機研制。這次應(yīng)急科研攻關(guān)，就是在這些研究工作基礎(chǔ)之上，針對新型冠狀病毒檢測進行定制開發(fā)，正是利用了前面很長時期內(nèi)研究成果的鋪墊，在突發(fā)疫情的危急時刻才能迅速采取有效方法，在短短一個多月的時間里研制出了針對新型病毒感染快速篩查與準確鑒定的高通量新型冠狀病毒檢測恒溫擴增核酸分析儀器產(chǎn)品。黃老師強調(diào)，「經(jīng)驗和核心技術(shù)要經(jīng)過長期積累，這一點非常重要?！?
2003年，黃國亮老師就曾堅守在抗擊非典病毒感染衛(wèi)生防疫的科研前線，他帶領(lǐng)團隊研發(fā)的微陣列芯片掃描檢測系統(tǒng)，在抗擊非典疫情期間共完成1999份疑似SARS病毒感染臨床樣品檢測，準確性符合率超過98%。該系統(tǒng)在SARS病毒感染的臨床應(yīng)用測試中，憑借其很高的盲測準確性和較快的檢測速度獲得衛(wèi)生部高度認可。
▲抗擊非典期間研發(fā)的微陣列芯片掃描儀
兩次抗疫的經(jīng)歷，讓黃老師感慨萬千，「如今相比于17年前，無論是公眾認識，還是國家的醫(yī)療水平和應(yīng)對突發(fā)事件的能力，都有了顯著的提高?！狗堑鋾r期，公眾對SARS病毒的了解遠不及現(xiàn)在深入，包括前線醫(yī)院的醫(yī)護人員在內(nèi)，大家的恐怖情緒比現(xiàn)在嚴重得多。除此之外，當時的檢測系統(tǒng)每次只能檢測一個SARS病毒指標，花費的時間相對也比較長。而現(xiàn)如今，大家科學(xué)認識提高了，對疫情的看待更理性。并且有了上次的經(jīng)驗，當新冠病毒擴散的苗頭一旦出現(xiàn)，就能夠提早開始準備，再加上長期發(fā)展起來的創(chuàng)新技術(shù)，因此產(chǎn)品研發(fā)周期縮短了不少，相比之前，應(yīng)對能力有了很明顯的增強。
人生經(jīng)歷不怕多
黃國亮老師博士期間就讀于清華大學(xué)精密儀器系，師從于金國藩院士?！富叵肫饋?，讀研期間的各項訓(xùn)練為后面的科研道路打下了堅實的基礎(chǔ)。」博士期間，黃老師做的課題是光機電軟件一體化多學(xué)科交叉的，這為后來步入工作崗位做了能力和眼界上的鋪墊。而且在當時條件下，很多情況下做實驗沒有現(xiàn)成的系統(tǒng)，都需要自己動手搭建，包括自己上機床加工系統(tǒng)構(gòu)建中需要的零件等，這也大大提高了黃老師的動手能力。此外，金老師鼓勵大家多方面進行嘗試，多動手，培養(yǎng)綜合的能力，像搭系統(tǒng)、做實驗、寫文章，這些技能都是在當時掌握的。博士期間和畢業(yè)后幾年，黃老師在國際和國內(nèi)光學(xué)領(lǐng)域的幾個主要雜志上基本都發(fā)表過文章。
▲1993年，在精儀系攻讀博士學(xué)位的黃國亮老師
讀研期間各方面能力的鍛煉，幫助黃老師為后來工作方向的規(guī)劃和選擇做好了準備。當時的生物系（即現(xiàn)在的生命學(xué)院）引進留學(xué)人員程京教授開拓新領(lǐng)域—生物芯片，正好課題中需要工程背景的人員來做配套的檢測技術(shù)研究和儀器開發(fā)，這引起了黃老師的興趣。1999年10月，黃老師正式調(diào)入生物系，開啟了新的生命科學(xué)與工程相結(jié)合的科研歷程。
黃老師告誡大家，一定要敢于多去嘗試，人生經(jīng)歷不怕多，無論是成功還是失敗都是有幫助的，遭受挫折的經(jīng)歷可以磨練意志，增強韌性，成功的經(jīng)歷可以增強信心。「人生就是這樣，即使身處逆境，也不要灰心，關(guān)鍵是要盡自己所能，把事情認認真真做好?！?
良好的導(dǎo)學(xué)關(guān)系，讓自己受益無窮
回憶起讀研期間的求學(xué)經(jīng)歷，黃老師十分感念恩師的培養(yǎng)?！附鹄蠋煂W(xué)生要求很嚴格，但具體研究過程從不限制，鼓勵大家積極創(chuàng)新多嘗試，讓我們放開手腳來做?！菇鹄蠋熖岢竽懰伎?，不會給學(xué)生太多限制，這樣就給學(xué)生留下了足夠的空間，充分調(diào)動起了學(xué)生的科研潛能，在黃老師讀研期間，金老師已經(jīng)是很有名的教授了，社會兼職很多，但他仍然像父親一樣關(guān)心愛護學(xué)生，除了親自給大家改論文以外，每周都會和大家見面交流，及時聽取大家的研究進展匯報。博士期間的學(xué)業(yè)導(dǎo)師，已經(jīng)成為了黃老師人生路上的導(dǎo)師，「現(xiàn)在每年我都會去看望金老師，把自己的一些發(fā)展情況定期去和金老師匯報，聽聽金老師的建議，這會很有幫助?！菇Y(jié)合自己的例子，黃老師也建議大家多和導(dǎo)師溝通，多聽老師的意見和建議，這樣就能少走彎路，在人生的道路上也會受益無窮。
「我覺得大部分老師和學(xué)生的關(guān)系就像父子一樣。」今天的黃老師也是博士生導(dǎo)師，對待自己的學(xué)生，他也像金老師一樣，科研上，他既嚴格要求，也鼓勵他們大膽嘗試，而在生活中，他用心關(guān)愛著每一個學(xué)生的發(fā)展。他曾有一名學(xué)生身體狀況不好，還患有輕度抑郁癥，研究生考試中有一門課考了兩次都沒有及格，按照學(xué)校規(guī)定如果放棄這門課程就無法拿到學(xué)位?？紤]到他的身體和心理情況比較差，黃老師意識到，如果他接連遭受失敗，將來走入社會可能就會很困難?！缸鳛槔蠋?，有責任像關(guān)心自己的孩子那樣去幫助他解決一些他靠自己解決不了的問題?！褂谑?，黃老師幫助學(xué)生爭取到了補修的機會，并慢慢培養(yǎng)起了他的自信心，最終這名同學(xué)成功通過了考試，后來順利畢業(yè)獲得了清華大學(xué)的碩士學(xué)位，邁向了人生新的階段。
▲黃國亮老師指導(dǎo)學(xué)生做實驗
企業(yè)生存離不開科研成果保證，必須要有原創(chuàng)性技術(shù)
2000年，生物系成立了博奧公司，也就是生物芯片北京國家工程研究中心，以企業(yè)模式運作，同時進行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化?！高@樣，將科研與產(chǎn)品開發(fā)結(jié)合起來，就成為我的工作不可分割的兩部分，需要兩手同時抓?！箽v時20年，黃老師作為第一發(fā)明人主持和參與開發(fā)的微陣列芯片掃描儀、激光共焦掃描儀、微流控芯片核酸分析儀、目診儀等十幾款儀器，解決了生物芯片檢測中物鏡數(shù)值孔徑與工作距離相互制約、高分辨率與大面積成像相互制約、痕量樣品與多指標聯(lián)合精準醫(yī)學(xué)檢測相互制約、傳統(tǒng)中醫(yī)與現(xiàn)代信息技術(shù)結(jié)合等多領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)難題，多款儀器性能達到國際領(lǐng)先水平，并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，打破了國外壟斷，如生物芯片檢測儀器占據(jù)了70%的國內(nèi)市場份額，同時還出口到歐美幾十個國家三百多家醫(yī)院和科研單位。相關(guān)儀器已經(jīng)獲得國家創(chuàng)新醫(yī)療器械產(chǎn)品批準2項、醫(yī)療器械產(chǎn)品注冊證書5項（Ⅱ類3項，Ⅲ類2項）、CE證書2項，國內(nèi)直接銷售收入突破5.0億元，出口創(chuàng)匯超過600萬美元。
▲黃國亮老師及團隊設(shè)計開發(fā)的微流控芯片核酸分析儀
「產(chǎn)品要想長久占領(lǐng)市場，必須要有原創(chuàng)性技術(shù)?！裹S老師告訴大家，所謂的產(chǎn)業(yè)，如果沒有良好的研究背景和技術(shù)支持，生存周期是不會太長的。國內(nèi)很多企業(yè)不能長久維持，就是因為科技含量不夠，所以產(chǎn)品沒有獨特的優(yōu)勢，很快就能被別人仿制。所以企業(yè)生存離不開科研成果保證，必須要有原創(chuàng)性技術(shù)。
針對當前的科研與醫(yī)療狀況，黃老師指出了亟待解決的兩大問題，一是我們的儀器還依賴進口，每年都有幾百個億美元流失掉，去進口國外的科學(xué)儀器和醫(yī)療儀器；二是看病難，看病貴的社會問題日趨嚴重。針對這兩大問題，黃老師有自己獨到的見解，他認為，要真正改變局面，必須要依靠我國先進檢測技術(shù)創(chuàng)新與精準醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展，從而研制出先進的國產(chǎn)科學(xué)儀器和高端醫(yī)療儀器。只有擁有自主創(chuàng)新的先進科學(xué)儀器，我們的科研工作才能走在世界科技前沿，同樣，只有發(fā)展好了國產(chǎn)的先進醫(yī)療裝備，才能從根本上解決看病難，看病貴的社會問題。很多病患只有在先進醫(yī)療裝備前提下，才能抓住早診斷、早治療的時機，擁有逆轉(zhuǎn)病情進入惡化甚至死亡的機會。此外，信息化、遠程操作和可穿戴也是未來發(fā)展的趨勢，將工程技術(shù)、生命科學(xué)結(jié)合到醫(yī)療領(lǐng)域，我們的精準醫(yī)療儀器在未來可以派上更大的用場，造福人類健康。
二十多年來，黃老師辛勤耕耘的腳步從未停止。作為一名教師，他對學(xué)生既嚴格認真，又關(guān)懷備至，循循善誘；作為一名科研工作者，他從大局出發(fā)，上下求索，長期積累起經(jīng)驗和核心技術(shù)，推動生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)與工程學(xué)科的多學(xué)科交叉領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展。
