【闳议】中科院外籍科学家费凡：干细胞研究如何与环境健康研究“挂钩”
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编者按：《闳议》访谈节目由《中国科学院院刊》与中国互联网新闻中心联合出品，通过采访两院院士及专家学者，深度探讨迈入“十四五”的中国社会在各领域的发展前路。以客观、精准的解读，科学、前瞻的思考，为站在“两个一百年”历史交汇点上的中国发展破题解惑，为迈向第二个百年目标贡献智慧力量。
崇论闳议，寻策问道。
随着美丽中国的建设和“双碳”目标的提出，环境污染、碳排放、动物福利等话题在中国发展过程中的讨论热度日益增高。在科技界，研究者们也在不断发力、寻求破解相关领域问题的方法。费凡（Francesco Faiola）是一位来自意大利的干细胞生物学领域专家，在2014年作为海外人才全职引入中国科学院之后，他就聚力于环境污染物人体健康风险研究，建立了国际上首个利用干细胞评估环境污染物健康效应的研究平台。干细胞研究如何与环境健康研究“挂钩”？是什么样的系统保障了实验中的动物福利？不久前拿到“中国绿卡”的费凡对在中国的工作与生活又有着怎样的感受？针对这些问题，《闳议》节目对现任中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室（简称“重点实验室”）研究员、干细胞毒理学研究组组长的费凡进行了专访。
中国网：您在来到中科院后建立了国际上首个利用干细胞评估环境污染物健康效应的研究平台。能否请您谈一谈为什么会提出利用多能干细胞开展环境毒理学研究？目前平台在预警潜在环境污染物方面取得了哪些研究成果？对中国“双碳”目标的实现，有什么促进作用？
费凡：环境污染与健康是中国科学院生态环境研究中心的研究方向之一。加入重点实验室时，我首先要确保我的研究方向与之一致，并将其与我在多能干细胞和分子生物学方面的专业知识结合起来，特别是环境健康方向，是未来发展的趋势。因此，经过深思熟虑，我决定成立干细胞毒理学研究组，并利用干细胞分化模型对多种环境污染物进行体外毒性评估。
近年来，在重点实验室的帮助下，我参与了多项国家级和中科院级的科研项目，解决了数个环境毒理学和干细胞生物学研究的技术瓶颈。还建立了一系列干细胞毒理学评价模型，阐明了各种环境污染物，尤其是毒性发育阶段对人体中枢神经系统、心脏、肝脏、肺、胰脏等重要组织器官的毒性作用及作用机制。我们的干细胞毒理学研究体系无需使用动物作实验模型，因此不涉及动物伦理和福利问题，能有效避免可能影响毒理学评价的种属差异。这个系统安全、高效、成本相对较低，已广泛应用于环境毒理学和医疗健康领域。
为了促进中国实现“双碳”目标，首先需要促进国内相关基础研究配套产业的发展，立足国内大循环，加快培育参与国际合作和竞争新优势。例如在毒理学研究中，使用我们开发的干细胞体外毒理学模型与国际上体外毒性试验替代动物试验的倡议相符合，不仅可以加快毒性测试的进度，而且减少大型复杂的动物实验配套设施，在一定程度上助力中国实现“双碳”目标。聚焦环境健康研究，如何通过制定并实施新污染物治理行动方案，加强环境污染物的治理，是环境污染与健康研究的核心所在，将助力“双碳”目标高效进阶。
中国网：在干细胞生物学研究中，您认为中国目前在哪些方面与国际先进水平有差距？应该如何进行进一步的研究发展？
费凡：中国的确在高速发展，并且在多个科技领域都处于领先地位。这也是我到中国来的原因。然而，中国还有一些需要改进的地方。例如，有些时候，采购材料和试剂需要很长时间，价格也有可能非常昂贵，这会拖慢研究进度。此外，科研经费的使用自由度并不大，尤其是在基础研究领域。从申请基金伊始，申请书中需要写明每一个具体的实验计划以及研究经费的分配情况。一旦实验结果出现偏差，我们不能轻易修改先前的假设和研究预算，并相应地进行不同的实验和分析。话虽如此，我注意到中国在这方面正逐渐完善，有了更多的自由空间。
另外，中国应该吸引更多的国际国内人才。这不能仅靠提供优厚的待遇，对我来说，良好的工作条件和研究经费比薪水更重要。所以，我们需要吸引主动型人才，让他们能长久地留下工作，而不是那些只追求高收入而几年后就离开的人。
中国网：您在研究中构建了小鼠/人胚胎干细胞多器官定向分化体系，无需使用动物作为实验模型。您能简要介绍一下建立这样的研究体系有哪些积极作用吗？目前这样的体系是否有向其它学科研究推广的可能性？
费凡：首先，确定合成化学品对人类健康的潜在危害是非常重要的，尤其是胚胎发育阶段，因为人类对这些危害最为敏感。虽然发育毒理学一直以活体动物实验作为准则，但动物实验面临着成本过高、费时费力等诸多问题，并且不适合高通量应用。人类毕竟与动物不同，动物试验的结果并非总能应用于人体。此外，干细胞在体外基本上可以被诱导分化为任何类型的正常组织和器官细胞，因此可以模拟正常的发育和再生。所以，人类干细胞分化系统可以用于发育毒性评价。与动物实验相比，此方法相对容易、成本低，能更快捷地培养出大量用于检测的细胞。正因为如此，我们可以同时进行大规模的检测，而不用担心种间差异。
目前，人类干细胞多向分化系统已广泛高效的应用于毒理学研究，并可扩展到临床前药物筛选等生物医学领域。
中国网：您在中科院还承担着一系列的教学和人才培养工作，培养了一批硕士/博士/博士后。在科研人才培养领域，您有什么经验和建议分享吗？
费凡：我坚信教师或导师的角色不仅仅是教授学生新信息、新知识；我们需要确保轻松愉快的学习过程。还需要了解每个学生的专业背景和技能，以及他们对未来的规划，引导他们成为优秀的科学家。
我认为对于学生来说，从事科研工作最重要的是热情、动力和团队合作。此外，他们还要具备面对困难的勇气，因为学术和科学研究并不总是一帆风顺。但是，只要坚持不懈，总会有所收获。另外，无论处于何种年龄段，我们都应具备从零开始、适时更换研究领域的勇气——做自己喜欢的事，对它充满热情，并坚信自己的梦想终会实现。在我的科研生涯中，我也经历了很多起起落落，换过很多领域，但我坚持了下去，从未言弃，最终得到了回报。
中国网：您最近拿到了“中国绿卡”，感受如何？是什么原因让您选择留在中国？
费凡：我在中国已经生活了差不多六七年，期间一直想拿到“中国绿卡”，因为这会让我在这里生活更方便。虽然最开始的过程有些复杂，但在我的员工的帮助下，今年年初我拿到了绿卡。是的，我非常高兴，因为这可以让我变得几乎和其他中国同事一样，我可以和他们做同样的事。最重要的是，我回国会变得更方便，不需要每次都申请新的签证，我的家人来中国看望我也很容易。
我刚来中国的时候，对中国文化并不了解。但自从我到了中国，我就被中国的发展深深震撼，我在中国的生活和工作真的很开心，不仅因为我可以做研究，还因为我可以在这里享受生活。我觉得中国菜很美味。我是意大利人，意大利菜很好吃，但我也很喜欢中国的美食，两者有很多相似的地方。我正在学习如何做中国菜。当然，我还不会说中文，因为中文学习起来有点难，但这不妨碍我享受在中国的生活。我要特别感谢重点实验室，尤其是实验室领导江桂斌院士、郑明辉主任一直给予我个人和研究组的帮助，如果没有这些帮助和支持，就不会有今天干细胞毒理学取得的成果。
（本期策划：杨柳春、王振红；编审：杨柳春、王振红、徐林、王虔、戴柯杰[美]；编辑：闫斌、王虔、武一男；英文文字/翻译：闫斌、金玲；摄像/后期：朱法帅。出品：《中国科学院院刊》、中国互联网新闻中心；制作：中国网、中国发展门户网）