新闻链接 :南加州大学凯克医学院官网2024年1月9日新闻《合作文化激发医学发现》
史蒂夫·凯伊(Dr. Steve. A. Kay)是美国国家科学院及英国皇家学会院士,南加州大学凯克医学院神经学、生物医学工程和定量计算生物学的教授和教务长,南加州大学迈克尔森融合生物科学中心主任。他曾任斯克利普斯研究所总裁,并实际参与了日本、新加坡、新西兰等国的国家创新系统的建立,具备充分地科研转化实施管理经验。他是南加州大学MESH(医学、工程学、科学及人文科学)综合学院的创始院长,主持南加大医学研究系统的创新成果应用转化工作。
凯伊院士也是诺贝尔奖获得者科学联盟(LSA)科学顾问和科学顾问委员会主任,为LSA领衔设计了从国际获奖者科学家实验室、应用转化中枢到科研成果转化的完整国际合作创新体系。作为对跨学科协同创新的践行实例,凯伊院士于今年初接受南加大院刊专访,系统阐述他在建立迈科尔森融合生物科学中心中的宝贵经验和成功模式。
以下为原文翻译:
作为南加州大学凯克医学院(Keck School of Medicine)融合研究计划的负责人,史蒂夫·凯(Steve Kay)是一直鼓励科学团队去改变健康研究领域的格局。
有时候,医学上的发现需要一点创造性的撮合。
去年,来自南加州大学凯克医学院和南加州大学维特比工程学院的100多名研究人员召开了为期一天的会议。代替幻灯片和准备好的演讲的是一种精简的设置,借鉴了一种不那么学术的传统——即“速配(The Speed Dating)”模式。
在这种情况下,将人类健康的复杂问题与大数据和人工智能的最新进展相匹配。南加州大学维特比分校(USC Viterbi)和南加州大学信息科学研究所(USC Information Sciences Institute)的工程师们与医疗从业者和研究人员进行了多次非正式对话,新的跨学科团队开始萌芽。
凯克医学院(Keck School of Medicine)融合研究项目负责人、2024年1月1日上任的史蒂夫·凯伊(Steve Kay)博士说:“从那一天的介绍开始,这些想法就已经沸腾了。”“与南加州大学的数据科学和机器学习社区一起轮换这些临床医生和生物医学研究人员是非常有效的。他们能够互相问一些基本的问题,并退后一步,看看如何使用复杂的计算方法来造福患者。”
“速配”活动是南加州大学神经学、生物医学工程和定量计算生物学教务长凯伊和南加州大学维特比研究项目主任Mahta Moghaddam以及电气工程教授William M. Hogue的共同创意。凯伊和Moghaddam与该活动的教师联合主席、南加州大学维特比分校的计算机科学家Yolanda Gil和凯克学院的神经科学家Paul Thompson密切合作,以确保两所学校的广泛参与。在即将出现的联合项目中,有一项是应用算法寻找阿尔茨海默病风险的早期线索,这些线索可能会随着时间的推移隐藏在人们的语言使用中。
到2023年底,这类活动已经举行了两次,每次都有不同的主题。但随着凯伊履行他在凯克学院推动跨学科合作的职责,无论是在健康科学领域,在更大的南加州大学社区,与其他大学,还是与工业界和政府机构的合作伙伴,预计会有更多的人跟进。
凯伊说:“现在我们对生物系统如何运作的理解非常复杂。”“在凯克学院,我们认为这要求我们,在几乎每个层面上,拥抱通常存在于生物医学研究领域之外的知识领域。我们的学校、南加州大学和洛杉矶都有(科研及行业)优势,这为我们创造了机会,通过代表不同领域先锋的联盟,为卫生领域最大的挑战设计解决方案。”
“融合”的意义和力量
“融合研究”一词代表了跨领域合作的一种独特风格。这种特殊的成分是一种使命驱动的专注。虽然它补充了在凯克医学院和南加州大学不断涌现的好奇心驱动的基层科学联盟,但融合是通过更系统的方法建立起来的。
凯伊说:“我们将有意建立一个系统,降低进入门槛,激励我们忙碌的教员和学员跨越通道。”“比如说,对于想要与物理学或设备设计方面的专家建立联系的新任心脏病学助理教授来说,如果我们把融合融入凯克学院的文化中,让它受到欢迎和积极追捧,效率会高得多。”
凯伊自己的背景浸透着融合的理念。他在凯克学院和南加州大学维特比分校,以及南加州大学多恩斯夫文学、艺术和科学学院(他曾担任院长)任职。他还是南加州大学迈克尔逊融合生物科学中心的首任主任,该中心将来自这些学术单位的研究人员联合起来,他自2016年以来一直是凯克医学院院长的特别顾问。
一方面,凯凯伊是美国国家科学院的成员,也是英国皇家学会的成员,他对日常生物钟的昼夜节律进行了开创性的研究。另一方面,他与他人共同创立了一些生物技术公司,治疗包括癌症在内的疾病。
他说:“我亲身体会到,在我自己的学科‘厨房’之外,与同事交流可以提高我的工作范围。”“例如,看到我自己的科学如何在癌症治疗方面发挥作用,也激励我开发出一种更有目的的方法来建立这些类型的桥梁。”
产生影响的机会很多
凯伊指出了几个因素使凯克医学院能够通过融合研究对现实世界产生影响。首先是坚定的领导,在未来7到10年内将学校的研究增加一倍的目标证明了这一点,由院长Carolyn Meltzer (May S.)和院长主席兼放射学教授John H. Hooval医学博士提出并带头,并得到院长Carol Folt将其作为“登月计划”一样重要性的支持,以共同改变健康科学的歌剧。
这一雄心壮志的一个关键促成因素是即将落成的南加大“发现和转化中心”,它被设想为融合研究的一大福音。凯伊将是该设施规划的共同负责人,他指出,实验室空间将根据居住者进行量身定制,主要来自预期的新教授招聘浪潮。
他说:“我们希望以一种反映融合精神的方式建立它,并为未满足的医疗需求带来影响。”“我们可以以一种没有遗产的方式建立一个生物医学研究企业。我们不需要按照医学教科书的章节招聘教师,而是可以以集群的方式招聘教师,在那里他们相互交流,并将团队科学融入到这种环境中。”
该大学本身在其广泛的学术单位中提供了丰富的潜在合作者。
凯伊说:“南加州大学不同学院的专业知识如何融合在一起,有很多容易实现的目标。”
地理位置也很重要。洛杉矶地区是生物医学研究快速发展的温床。凯克医学院与洛杉矶县公共卫生部的合作关系以及与当地社区的多种联系为从突破到应用提供了机会,从而带来广泛的利益。
凯伊说:“例如,我们的想法不仅是与合成生物学等学科的专家合作研究细胞疗法,而且还将其与工程过程的改进相结合,使这些疗法更便宜,更容易获得。”“我们将为服务不足的人群提供医疗服务的历史延续到我们对生物医学研究未来的愿景中。这一愿景对所有人都有影响。”
融合是如何发生的
专门为跨学科研究提供支持是促进融合工作的一种直接、可靠的方式。事实上,凯克医学院院长办公室为此类合作提供的年度试点资金是一个关键的拼图,其中包括南加州大学研究与创新办公室的内部拨款。
慈善事业为融合提供了必要的资源。企业家Ming Hsieh和Daniel Epstein等特洛伊校友带头为连接来自不同领域或机构的科学家和工程师的项目提供礼物,以应对重大的健康挑战。最近,南加州大学受托人Shelly Nemirovsky和她的丈夫Ofer Nemirovsky在南加州大学设立了Nemirovsky工程与医学机会奖(Nemirovsky Engineering and Medicine Opportunity Prize),资助这些学科交叉领域的早期研究。
凯伊说:“我们非常幸运,有捐助者准备加强并认识到我们需要这种跨学校合作。”
他还指出,需要有机会聚集跨学科的教员,比如工程学和医学之间的“速配”。保持格式新鲜有助于保持势头。
“我们必须不断改造我们用来连接人们的场所,”他说。“这些平台建立了熟悉感,建立了信任,满足了好奇心。这确实有助于我们不同的社区了解他们共同努力可以带来的巨大差异。”
幸运的是,有许多领域可以与医学科学相结合。机器学习和数据科学提供了分析技术,以匹配基因遗传、环境暴露和严重疾病之间相互作用的复杂性。它们还开启了增加卫生公平和个性化护理的可能性。
凯伊说:“我们设想从遗传信号和疾病风险之间模糊的相关性转变为对个体风险的丰富、详尽的理解。”“在此基础上,我们可以研究如何开发针对该个体的治疗方法。”
与合成生物学的结合使得听起来像科幻小说的解决方案开始变得可行:使用微小的纳米颗粒为免疫细胞创造全新的特征,使其成为高效的癌症杀手,或者用实验室培养的肾脏进行移植。(两者都在与凯克医学院合作开发中)
将合成生物学和医学结合起来的努力,也是利用洛杉矶生物科学力量进行合作的一个早期试验场。南加州大学、加州大学洛杉矶分校和加州理工学院的研究人员正在寻找联合起来应对重大医疗挑战的方法,这一令人兴奋的前景即将到来。
“这是洛杉矶在生命科学领域的时代,”凯伊说。“让我们一起创新,改变(洛杉矶)这一沿海大城市的健康领域的未来。”
诺贝尔奖获得者科学联盟团队与凯伊院士
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