——记南京医科大学药学院教授陈芸

张方方  李 晶

　　“我的团队主要基于质谱技术开展研究应用。”陈芸说。作为南京医科大学药学院的一名临床药学教授，她对“质谱”有着很深的感情。一路走来，质谱技术就像是一把钥匙，为她打开了一扇通往生命奥秘的大门。而她带领团队不断开发质谱分析方法，并积极推动质谱技术在疾病早期诊断、个性化治疗及预后评估等领域的应用，为精准医疗高质量发展作出了重要的贡献。

与质谱结缘

　　早在1919年，英国科学家弗朗西斯·阿斯顿就研制出第一台质谱仪，他用这台装置发现了多种非放射性元素同位素，并因此荣获1922年诺贝尔化学奖。此后，又有多位质谱学家先后获得了诺贝尔奖。随着科技进步，质谱逐渐发展为一种高效的分析技术，能有效鉴定和精准定量生物体内多种分子，如蛋白质、代谢物等，被广泛应用于化学化工、生命医学、材料科学、能源环境等多个领域。

　　“质谱让我们能够更深入地理解复杂的生命体系。”陈芸说。与质谱结缘，对她来说是个意外。在求学阶段，陈芸并没有深入接触过质谱。硕士阶段，她在南京大学钻研电化学检测，毕业后即赴美国明尼苏达大学攻读博士学位，主攻毛细管电泳技术。“如无意外，我回国后可能会继续在这两个方向着力。”陈芸口中的“意外”来自她博士毕业后。2006年，她进入美国查尔斯河实验室，担任多肽及蛋白质大分子药物药代动力学研究项目负责人。令她震撼的是，项目所在的楼层安置了几十台不同种类的质谱仪。“质谱技术的投入非常大，一台仪器动辄上千万元。这些仪器操作起来也不容易，质谱检测不存在普适化的‘万能’方法，要针对不同的检测对象和样品特性建立匹配的技术方法。即便如此，由于质谱仪器的稳定性相对要弱一些，检测过程中仍可能会出现意料外的问题，需要及时进行相应的调整。如此一来，想要通过简单培训上岗操作肯定是不行的。可以说，仪器和人员都是质谱技术推广的瓶颈。”正因如此，乍一看到数十台质谱仪时，陈芸的震撼才会来得那么强烈。

　　随着项目开展，陈芸对业界的了解也越来越深入。她发现，电化学检测和毛细管电泳技术在当时美国制药企业中的应用场景较少，而质谱技术则往往是更好的选择。她决定将精力投入质谱技术的研究与应用中。对于这种改变，陈芸并没有太大压力，求学阶段，她也经历过具体研究方向的调整，其博士导师更是具有化学和生物医学工程多学科背景。“导师会教育我们将眼界放宽，发展好的技术方法，为解决医学、生命科学领域的问题而服务。这也是我一直都在贯彻的科研逻辑。”

　　2008年回国后，陈芸研究质谱的信念更加坚定了。“现在我国三甲医院中质谱仪的普及率很高，但18年前，三甲医院里几乎都没有。”见证过质谱技术的实力后，陈芸认为，她有责任推动质谱技术在国内的发展，并且培养相应的质谱人才。在她看来，未来10到20年，质谱技术将迎来快速发展和广泛应用的重要时期，她要做更多被国家和社会所需要的事。

化学深度与医学温度

　　作为一所以临床医学为中心的高校，南京医科大学的学科体系都围绕医学服务展开。2008年初到岗时，陈芸难免有些“水土不服”，一个重要问题摆在她面前：如何在以医学为主的环境中，找到自己的定位？

　　“疾病本质上是分子水平的异常过程，如果用化学的定量化与结构化思维去理解疾病发生发展机制，可以探索更精准的诊疗方法。”陈芸说。开通双重视角后，面对医学问题，她会去探索背后的疾病分子特征变化，而开发新型检测方法时，她又会思考医生真正想解决的问题。既有化学的研究深度，又有医学的应用温度，令陈芸带领团队多有建树。多年来，围绕疾病的特征性分子，他们基于质谱开发了一系列极具特色的分子检测技术和方法。

　　陈芸团队基于质谱技术的研究分为3个阶段。在靶向蛋白质组学直接检测阶段完成积累后，他们将研究推进到间接检测，进行准靶向蛋白质组学研究。这一阶段，他们设计、合成了一系列具有自主知识产权的新型质谱探针，将蛋白质组学的高特异性和定量能力与质谱探针的信号放大功能结合在一起，从而实现对活细胞中低丰度分子的检测，这对药物靶标和生物标志物的定量分析起到了至关重要的作用。而随着研究的不断深入，陈芸团队将研究对象扩展到微量反应中间体和微量生物临床样本上，并针对细胞在疾病进程中的异质性问题，持续开发基于质谱的新型单细胞技术方法。这也是他们至今所处的阶段。

　　“单细胞技术为我们提供了前所未有的视角。”陈芸强调。基于此，她和团队自主搭建了单细胞采样和质谱定量检测平台，以便对微量反应体系进行更加精准的分析和调控，并为疾病的早期诊断和个体化治疗提供新思路和新方法。同时，他们还构建了一套闭环式的临床疾病特征分子检测体系，通过结合转录组学、蛋白组学和代谢组学，联合人工智能技术，建立数据评估模型，构建全面的生物学网络，在疾病机制解析、个体化诊疗的研究方面提供了丰富的信息，助力精准医疗高质量发展。以“单细胞代谢组学定量研究疾病分子特征”研究为例，陈芸团队在研究中聚焦于一个极具挑战性的临床难题：如何更精准地预测结直肠癌的转移风险。“临床上，循环肿瘤细胞（CTCs）数量曾被作为癌症转移风险指标，但单纯计数并非最佳指标。”他们敏锐地洞察到，真正的转移风险可能源于CTCs中一个具有特殊转移潜能的亚群，而非全部CTCs。为此，他们通过自制的单细胞质谱定量检测平台，证实了这一判断，并建立了一套从基础代谢发现到临床预测模型转化的完整范式，真正实现了从实验室研究到临床初步应用的跨越。

　　多年来，陈芸团队的工作得到国家自然科学基金优秀青年科学基金项目、国家自然科学基金面上项目、江苏省重点研发计划等各级项目的支持。基于此，陈芸以通讯/第一作者在《自然·通讯》《自然·细胞生物学》等高水平期刊发表论文60余篇，技术方法被国内外多家实验室借鉴和采用。而她也申请了包括“核酸适配体-多肽复合物探针及其制备方法和应用”在内的10项专利，其中6项获得授权，部分成果在多家企业和三甲医院得到推广应用。

　　攻关前沿方法，解决实践问题，陈芸以十数年如一日的行动践行着这一准则。通过跨学科合作，她将化学分析技术与生命医学应用需求结合起来，带领团队实现了从单一技术平台到综合性团队合作的转变，将“开放、协作、高效”刻进团队的精神面貌中。

携手并进向未来

　　“科研不仅是一个技术性工作，更是一种人文关怀的体现。”在陈芸心目中，“教”“研”应该是齐头并进的。“习近平总书记曾明确指出，培养什么人、怎样培养人、为谁培养人是教育的根本问题。而我的目标就是培养社会亟需的复合型质谱人才。”

　　陈芸注重因材施教。每位学生进组后，她和团队成员都会根据学生的研究兴趣和特长共同为其制订个性化规划，从课题选择、实验设计到结果分析，都给予细致入微的指导。“作为一名导师，我不仅要教会他们实验技巧、研究方法，更重要的是帮助他们培养创新性思维、独立解决问题的能力，以及团队协作的精神。”她说。而在科研之外，她也会及时关注学生的心理健康，并对生活上遇到困难的学生及时伸出援手。

　　到现在，团队已经培养了14名博士和52名硕士。他们相互信任、相互尊重，与团队的核心教师共同构建起一个温暖和谐的“大家庭”。“我们的毕业生很‘抢手’。”陈芸自豪地说。她热爱这个彼此激励、共同成长的团队，而能与年轻学者共同进步，也为她带来了无限的动力。