B*D
发帖数: 5016 | 1 从北朝转的
http://www.cctvdream.com.cn/bbs/forum.php?mod=viewthread&tid=51
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注：由于之前实验室有同事认为本文对之前实验室的研究细节有泄密嫌疑，因此文章做
了删节处理。当然，公开发表的文献懂行的读者能猜出这些此处已删除的背面都是什么
，就请大家给个面子，不要人肉了。前面一段主要是让大家直观了解一下现代尖端生物
研究中上下游的长度，QA，QC的复杂性和研发技术平台的长期性。花十年，2-3代博士生
打造世界一流技术平台的艰辛，真的很不容易。这也从一个侧面阐述了“引进即落后，
追也追不上”的怪圈的产生原因，并通过一个例子来讲述怎样打破怪圈，建立世界一流
技术平台。
小议生物学研究中的技术平台的作用
上个月，我以前的实验室（后文为了描述方便，称为北大实验室）发表了一篇Cell的封
面文章，这是一个非常难得的成果。关系挺铁的哥们发了好文章，让人激动不已。关于
这篇文章的科学意义，Cell有专文评述，网上也有很多文章讨论，这里就不多谈了。笔
者特别欣慰的是，这篇文章标志着北大实验室相关技术平台达到世界一流水平。这个技
术平台，凝聚着十几年来几代博士博后的心血。这个技术平台成熟的意义，并不亚于发
现了跷跷板模型。笔者借此东风，讨论一下生物学基础研究中技术平台的意义和面对的
挑战。
这篇文章应用了“此处已删除”方法，简单的说，此处已删除。这个方法在生物学应用
很广泛，可以说是每个生命科学本科生都应该熟知的方法。但是，广为人知并不代表着
简单，成功的应用此处已删除依赖于每一个步骤都有非常高可靠性和可重复性，同时还
要有非常灵敏的检测方法。哪怕最微小的技术细节没有考虑到都会对试验造成重大不良
影响。邓博（我以前老板）曾经讲过一个故事，他当年在发现CCR5是HIV共受体之一的试
验（Science 文章，与其他HIV突破共同被Science评为1996年十大科学进展）中采用了
此处已删除方法，但一名技术员不理解管子的标注方法，把一个此处已删除和此处已删
除混在一起，结果几次重复试验都有此处已删除，直到有一天技术员无意中说道：“诶
，我看这俩管子名字差不多，就混在一起了，没问题吧？”大家才发现了问题所在，最
终克隆到CCR5。10年之后，当我们在北大实验室寻找人重编程因子的研究中，构建候选
基因中有一个叫此处已删除，此处已删除。这个基因的cDNA比较长（此处已删除），PC
R几次之后只有这三个克隆，偏偏它们在相同位置全有一个核苷插入“突变”。考虑到这
个“突变”是移码突变，我们只好忍痛放弃这个基因，扔掉了所有样品。直到后来有人
检查了原始序列，才发现当出从NCBI数据库中拷贝序列的时候，操作人员不小心少粘贴
了一个碱基。导致正确序列被错误的判定为有插入突变。还好后来证明重编程不依赖外
源此处已删除表达 ，否则全组几十人的心血就会全部毁于一旦。亡羊补牢，为时未晚。
从此之后我们实验室获取序列都此处已删除，通过优化流程彻底杜绝了类似错误发生的
可能性。
北大实验室在此处已删除上能达到现在的技术水平，是邓博带领下几代博士博后经过十
几年咬牙吐血攻关的成果。 邓博96年在美国成功应用了此处已删除克隆了HIV共受体CC
R5，之后某年左右回国，白手起家建立实验室。当时组里没有技术梯队，邓博就亲自教
学生做实验，来不及买人血清，就抽自己的血。当时在传说中的小白房条件也差，网线
还是架在树杈上拉过来的。结果一个雨天网线引雷，把坐在电脑前工作的D老师（时任生
科院院长）给炸个满脸黑。终于在某+4年邓博带领W博士等人世界上第二个克隆了SARS病
毒受体，发表在某期刊上。这篇文章的影响因子并不高，但却是某技术平台在北大实验
室的首次成功应用，初步验证了整个平台的可用性。随后北大实验室某组Z博士和Y博士
用表达克隆系统对某共受体进行了长期的研究，在此处已删除方面进行了大量优化，积
攒了丰富经验。最终证明某是某共受体之一，发表在某+7年的Journal ofVirology上。
该文章相当多的数据是在春节假期突击完成的，这种突击证明当时实验室此处已删除平
台已经相当可靠，此处已删除已经完全符合单基因此处已删除试验的需求。
某+6年左右，邓博组建重编程组，准备用此处已删除技术探索人胚胎干细胞的重编程因
子。这对此处已删除技术平台提出了新的挑战。首先，此处已删除，需要建立相应的备
份机制和质量控制体系。重编程过程需要多个因子协同作用，含有每个因子的假病毒必
须进入同一个细胞才能得到相应的表型。因此此处已删除的效率必须比单个基因的此处
已删除实验更高更稳定。第三，还需要建立从最初步的AP检测到三胚层分化表面标记物
，分化后细胞功能性检测。干性基因表达检测，Chip检测组蛋白甲基化，畸胎瘤和胚胎
注射等不同层次的一整套多能性检测技术。为此，实验室专门建立了负责构建的支持性
小组（“此处已删除”），此处已删除建立了一整套通用标准化的此处已删除的技术方
案，并且建立了覆盖整个流程的质量控制机制。特别是此处已删除手段极大地方便了设
计质控实验，确保了此处已删除。此处已删除开始逐步优化实验体系，为批量构建做准
备的同时，某组就开始此处已删除。在这个过程中，Q博士，Y博士，L博士，ZH博士提供
了他们之前在某组进行类似研究的宝贵经验，最终把系统的某效率稳定在很高的水平。
当某进入尾声，某实验开始步入正轨的时候，一部分某的同学就和各个某组的同学一道
，开始攻关某些技术。这些技术单个说来，都不是不可掌握的，但短时间内批量突破一
批某技术仍然给大家造成了很大困难。最终经过不懈努力，我们成功的实现了对人成纤
维细胞的6因子重编程，提示了UTF1和p53在重编程过程中起到了重要作用，这篇文章也
于2008年发表在Cell Stem Cell上。
除了突破一大批相关技术以外，这个课题留下的另一个宝贵遗产是一支能打硬仗的实验
团队。管理30多人的研究团队并行进行上下游不同阶段的研究是一个巨大的挑战。我个
人直到现在也想不清楚邓博和ZY博士是怎么把这么多人协调到一起去完成这个看上去不
可能完成的任务的。这种复杂的研究项目中，冲突和矛盾是难以避免的，尤其是上下游
配合的同学经常因为“接口”问题而吵得不可开交。但总体上大家还是为了共同的目标
而努力地工作。其中团队中资深成员就像定海神针，对稳定队伍鼓舞士气起了很大作用
。在美日团队发表用4因子对人成纤维细胞进行重编程的文章之后，大家的情绪一度有些
低落。是组里的老博士生，博士后们迅速从阴影中走出来，迅速投入到新的工作中去。
尤其Q博士在腰椎间盘突出发作时跪在地上仍然坚持工作，给笔者很大震撼。当时支撑笔
者前进的动力已经不再是科学探索的乐趣或者患者的期盼，而是同伴们在这么困难的情
况下仍然坚持前行，笔者不能抛弃他们做自己逃跑。在那个时候，这个研究团队产生了
一种灵魂，一种坚韧。就像百战之师都有足以自傲的军魂，一支自己独特灵魂的研究团
队往往能在逆境中爆发出力量，取得重要的突破。这种一代代研究者传承的坚韧，是攀
登科学高峰所必须的，是不亚于任何研究成果的重要遗产。
在人成纤维细胞重编程课题结束后，实验室苦心建立起来的人员队伍并没有解散，技术
平台并没有流失。某组的同学马上投入了此处已删除的研究中，而某组和某组则开始尝
试利用此处已删除，此处已删除虽然不需要构建大量载体，其某数量却远远超过山中伸
弥策略，组合数量爆炸性增长，是典型的高通量筛选问题。曾经有同学化用《游击队之
歌》，这么形容筛选此处已删除：“我们都是机械手，每一个枪头加一个此处已删除。
”他们成箱成箱的使用96孔板的样子给笔者留下了不可磨灭的印象。在这种情况下，固
化实验流程，保证一个人在实验不同时期甚至不同操作人员之间的结果能互相比较就是
一个必须解决的问题了。在某+10年他们发表了此处已删除文章，充分证明我们攻克了高
通量筛选的技术难关，彻底掌握了此处已删除技术平台的奥秘。从此，限制我们科研人
员成就的只有想象力。随后，此处已删除进行了高通量筛选，发现了此处已删除，发表
了这篇Cell文章。这篇文章中所体现的筛选通量（10080个基因）已经远远超过了06年山
中伸弥教授鼠iPS文章的通量（24个基因）和07年俞君英博士的人iPS文章的通量（<100
个基因），充分证明了中国研究者在国内的研究机构也能通过自己的努力掌握最复杂的
技术，建立世界一流的技术平台。即使像山中教授这种一人能干三人活，据说常年每天
只睡3小时的铁人也不是不可超越的，我们只要多堆几个人，投入更多的人员资源完全可
以做的一样甚至更好。当然，这几年其他国家的研究者也不是躺在故纸堆上睡大觉，新
的竞争已经在单细胞转录组分析，生物信息学深度数据挖掘，iPS 诱导分化，复杂组织
器官三维结构重建和大动物模型等领域悄悄展开。
技术平台的重要性不仅仅体现在我们一个实验室。很多时候，人们为了宣传需要，往往
突出成功的科研工作者的灵感或者个人天赋，而潜意识的否定技术平台积累对科研的重
要影响甚至决定性作用。与山中伸弥一同因为非洲爪蟾核移植实验而获得诺贝尔奖的Gu
rdon教授曾经提到，在他之前就美国科学工作者开展了两栖类核移植实验研究，但他们
遇到了一个问题：两栖类的卵有细胞壁。如果细胞体太薄，细胞壁会在受体受紫外线照
射去核的过程中破裂导致实验失败，细胞壁太厚则无法顺利将供体细胞核注射到受体卵
内。Gurdon开始相同研究之后，充分利用牛津大学丰富的博物学资源，尝试了大量不同
种类两栖类卵，最终发现非洲爪蟾卵细胞壁薄厚合适，取得了突破进展。从某种意义上
来说，这个诺贝尔奖奖章，有日不落帝国鼎盛时期，在全球搜刮各种物种来充实英国种
质资源的博物学家的一半。Ian Wilmut教授曾经在会上提到，他们在进行哺乳动物核移
植实验时发现受体卵的发育阶段对于实验成功非常重要。为了精确确定卵的发育阶段，
两到三名（此处记不太清了）高度负责的技术员24小时轮流呆在羊圈里，忍受着巨大的
骚味和与家人别离昼夜颠倒的痛苦，每半小时测量一次母羊的体温，通过体温精确推测
排卵周期，从而得到了符合要求的卵。在Wilmut教授进行研究的同时，世界上其他国家
也有研究人员进行着哺乳动物核移植研究，但是他们团队中没法发展精确获得特定发育
时期卵的技术平台，最终很遗憾的失败了。Austin Smith在回忆自己在爱丁堡大学的学
术生涯时，第一个提到的不是大楼或者先进的设备，而是Jane Ure女士和她建立起的基
因敲除小鼠模型技术平台，他认为当时的爱丁堡大学干细胞所是世界上不多的几个能用
基因敲除研究早期发育和干细胞干性的研究机构，正是这个技术平台高效率的提供了一
系列敲出小鼠，为Austin Smith教授早期的突破提供了物质基础。据说为了表彰Ure女士
的贡献，AustinSmith教授甚至从自己的专利收益中出钱奖励她。
甚至有些时候，一些没有取得突破性进展的研究项目，也能显示出技术平台的重要价值
。造血干细胞表面特异标记物是一个限制造血干细胞研究的重大瓶颈。全球范围内很多
实验室都尝试进行这方面的研究，但现有标记物组合很复杂，富集度也不很理想。东京
大学的中内咨光教授曾经来我现在呆的研究所讲座，展示了一张PPT，上面写满了不同的
表面标记物组合。中内教授指着那张幻灯，十分自豪的说：“我们有一个非常优秀的技
术员，苦心干了好几年，证实这些标记物组合全部不能用来富集造血干细胞！”笔者当
时看了之后彻底被震撼，直接悄悄吐粗口：“鬼子为啥能拿诺贝尔奖，就因为有这么NB
的技术员就能拿诺贝尔奖！”也许这个研究本身没有取得重大成果，但这种对世界前沿
重大问题锲而不舍的精神和将复杂分选移植体系做精作稳定的技术水准，是取得高水平
原创突破的充分条件。只要一个研究机构掌握先进技术平台的还踏实的人足够多，没有
任何理由不能取得重大原创突破。无论那个机构在美国，中国，日本，还是新加坡沙特
。
然而，当我来到英国之后，也见到了很多苦心发展出来的技术平台因为种种原因 停滞甚
至崩解的例子，可谓触目惊心。笔者到英国之后发现新实验室进行DNA构建的计算机辅助
设计能力还不如国内北大的实验室，还停留在用不同颜色来标记不同功能的DNA序列的水
平上，负责构建的博后忘记了一些序列的意义，好几次险些造成构建错误，我们两人反
复比对搜索才确认构建方案的正确性。事实上，有几次构建实验已经开始，相关片段甚
至已经安装到位，我们只是从手中几种类似DNA片段中恰巧选中了我们需要的那个版本。
而且我所对于构建用的各种常用载体也没有周期性的测序验证序列正确性。以至于迷信
洋人科研质量的笔者因为别人提供的载体实际序列和图谱序列不一致白白浪费了4个月的
的时间（要知道这边博士总共只有至多4年！）。所里曾经让AustinSmith教授骄傲的敲
除小鼠技术平台在Jane Ure女士离职之后经常不稳定，以至于研究人员把一部分高难度
敲除的DNA样品送到筑波大学的合作伙伴那里进行胚胎注射。样品在筑波制成敲除小鼠之
后，进口进英国，检疫和检查基因型，低温冷冻胚胎之后再在洁净度高的动物房内重新
怀孕生出来配种。整个过程费时费力不说，我们还失去了独自做出重大原创性突破的能
力。我现在的实验室曾经有世界一流的离心聚合共培养进行造血干细胞胚胎发育研究的
实验体系，现在却因为周期性的实验动物或者实验体系问题而经常被迫返工，研究人员
大量精力浪费在重复失败的实验上。老板雄心勃勃引入的鼠胚胎干细胞分化平台也在4年
的努力之后陷入困难，原因与之前的例子类似：实验体系没有摸清，长期出现可重复性
问题，大量实验在分化途中效果不好被迫放弃，或者走完试验全程之后，结果无法做出
科学解释。除了敲除小鼠所里公用技术平台以外，其他技术平台也遇到了或多或少的困
难。公共生物信息学平台不再拥有GeneSpring的license，使得普通实验生物学工作者无
法对芯片数据进行简单分析，必须依赖公用生物信息平台的专业人员。这涉及到人员借
调协调，实际上提高了芯片数据分析的门槛。曾经是英国最先引入的多激光流式细胞仪
随着长期超负荷使用出现可靠性下降问题，甚至连非常普通常见的公用qPCR都有较大的
系统误差，并且既无法要求生产商提供技术支持，又无法在所内推行必须的误差补偿实
验方案。直接点说，我所对公用qPCR平台的使用能力只能勉强接近我北大实验室2008年
左右的水平，出现了大踏步的倒退。
笔者面对这个令人绝望的现状，曾经气馁过。但是笔者的研究方向涉及到新技术平台的
开发。出于个人原因，笔者在这三年里不断尝试提高自己负责的实验技术平台的可靠性
，并且也在观察周围人员对实验技术平台的态度。总结起来，有几个原因导致目前这种
技术平台发展停滞甚至倒退的现状。而这种停滞和倒退是和英国政府压缩科研开支，各
个学校人员队伍建设处于停滞和倒退的状态紧密相关的，笔者认为其中非牛津剑桥的其
他稍差的所谓世界一流大学可能是最大的受害者。
技术平台的可靠性依赖于各个组成部分的內在可靠性。尽管英国在上个CSR（全面开支审
查）中削减了科研经费，尤其是基础科研设施投入，但各个学校仍然在尽量引入新的PI
，招收更多的学生，这使得人均公用仪器数量减少，使用强度变大。不可避免地造成仪
器的內在可靠性降低。举个例子笔者研究所是英国较早购买BD Fortessa多激光流式细胞
仪的，由于长期使用强度非常大（周一至周五每日超过10小时，周六周日每日约3-5小时
）引起仪器的连续无故障时间暴降，每使用10小时就有莫名其妙的无法启动故障。而笔
者恰好常常晚上做实验，因此不得不多次在深夜判读仪器故障诊断报告，试图分析隔离
故障源，熬夜摸索设备的冷却方案和开机启动方案，一次次看着Inspector panel上的“
fail to pressurize”“fail to start”的故障信息，很有《阿波罗13》中备用成员组
在模拟器摸索阿波罗飞船指令舱启动序列的感觉。颇具戏剧性的是，在笔者费尽艰辛摸
索出了正确的故障处理方案之后不久，所内Fortessa使用强度第二大的研究组被挖角去
了牛津。仪器的使用强度立刻降低到正常水平，再也没有复现那个奇怪的故障，排障方
案也就被诉诸高阁了。
除了设备的內在可靠性因为过度使用而降低以外，人的內在可靠性也是引起技术平台停
滞甚至崩解的大问题。个人认为，人的內凛可靠性降低问题可以归结为几个不匹配（mi
smatch）。随着现代技术的高速发展，实验科学已经从小作坊式纯手工操作向工厂化流
水线数据生产转变。数据生产的流程越来越长，使用仪器越来越复杂，参数越来越多，
这对于实验人员的知识水平提出了新的挑战。物理学家解决这个问题比较彻底，实验物
理学是一个专门的学科方向，有明确的培养目标和严格的评价体系。而在生命科学领域
，情况要糟糕的多。人员知识水平和技术平台发展需要不匹配问题很严重，相当多科研
人员没有起码的质量控制概念。他们不知道要考虑上游操作对下游试验的影响，更无法
发展相应数学工具来定量对影响做出估计，来辅助优化实验设计。一方面这是因为大多
数生命科学工作者没有起码的系统设计和可靠性分析概念（笔者对此的了解很多来自于
阅读网络上的航空航天工程方面的普及文章）。另一方面大多数生命科学研究人员的化
学（尤其是物理化学和分析化学）物理，数学，程序设计训练不够或者干脆忘光了。还
有一些人在接受本科化学和物理实验训练时，对于常见的物理和化学测量手段认识不足
，尤其对实验中误差的来源印象不深。到了博士期间见到了包装在铁壳子里的尖端科研
仪器，满脑子都是“虽然我不明白，但是觉得很厉害”的思想，把设备当黑盒，完全忘
记了尖端设备也是基本检测手段的排列组合，不去思考设备的原理，不敢探索，迷信前
人设置的参数，迷信仪器的读数。实话实说，笔者在北大上学期间数学，物理和化学基
础课成绩相当糟糕，在实际工作中也曾经感觉到自己数理化基础不足，限制了对仪器极
限性能的挖掘。因此在一些问题上会采取近似模型来评估系统性能和准确度，并且尽量
适当放宽安全余量。然而到这里发现对仪器有深刻认识的伙伴并不多，其中有几位还因
为各种原因离开，竟然生出了一种孤独求败的寂寞。笔者遇到的相当多研究人员由于基
础知识限制，完全无法理解误差的来源，估计误差大小。他们也不做误差估计和系统可
靠性验证，大刀阔斧拿样品上机器，胡乱得到几组读数就开始做PPT解释数据了。这种试
验结果往往可重复性非常低，给后续研究人员跟踪验证造成极大困难，危害很大。
举一个最简单的例子，PCR是生命科学中应用最广泛的化学反应之一，是一个典型的指数
扩增反应。大多数详细介绍定量PCR（qPCR）原理的文献中都会提到利用PCR反应进行定
量时扩增效率对于定量结果有重大影响。因此必须对PCR的扩增效率进行测定，如果不能
直接测定也要通过种种技术手段进行猜测。这个并不是一个非常深奥的问题，我北大实
验室的技术员(非北大毕业)都能正确理解这个问题并且通过实验结合软件来监控实验中
的扩增效率偏移，进行修正或者重复误差较大的试验。但笔者在国外遇到的大部分欧洲
人都对这个问题没有定量概念。他们大多直接默认所有引物的扩增效率都是2，并且在不
同试验之间保持不变。笔者曾经与剑桥大学的某知名教授讨论他的single cell试验结果
，当笔者问起在single cell实验中PCR底物浓度实际上跨越了很大区间，如何保证扩增
效率的一致性（即标准曲线在低浓度下不弯曲）时，他直接回答，“F公司说了可以这么
干，你去看手册吧”，完全没有意识到预扩增也是基于PCR原理的。经过预扩增的高浓度
产物标准曲线不弯曲（扩增效率稳定）不代表在低浓度下的预扩增反应仍然能维持一样
的效率，否则qPCR还要threshold干嘛？而且当十几对不同引物和对应模板同时反应时，
因为共用反应物偶联起来的反应速率关系非常复杂，单一引物对时能扩增效率稳定不代
表把把十几个引物混在一起时仍然能维持效率的稳定。真要确实弄清楚这个问题，需要
在确定单个引物高浓度下效率稳定的情况下，对在将已知浓度的cDNA稀释到极低浓度后
用全部引物一起进行预扩增，之后进行常规qPCR做标准曲线，来评估预扩增反应的扩增
效率稳定性。然后将预扩增效率过低的引物对剔除或者将具有类似预扩增效率的引物对
分组进行试验来保障结果可靠性。如果说那位知名教授进行本科学习的时候qPCR技术还
未兴起，不理解还情有可原。可笔者带的刚从剑桥毕业的博一新生仍然不能达到深刻理
解指数扩增体系。笔者需要估计qPCR系统的定量准确度与扩增效率准确度的关系，简单
的说，由于专利壁垒等原因，罗氏的LightCycler qPCR系统不能像ABI的类似系统那样实
时确定某个well的PCR扩增效率，因此需要对扩增效率的真实值（E）进行估计。这时就
需要研究一个简化问题：在t cycle时，对E的估计误差ΔE，能引起多大的绝对定量误差
？（当然实际问题更复杂，由于quantification point的不同，需要知道在t1和t2 cyc
le时，对应的ΔE1和ΔE2引起的相对定量误差有多大。这也不是个不能解的问题。只是
限于数学水平，在实际处理时笔者将reference gene参数代入已知值并且假定ΔEref =
0）这个简化版问题实际上是个我国高中会考难度的数学问题，直接将指数扩增公式变换
成所需形式，然后代入求解就好了。但我的“真?世界一流大学”高材生徒弟对于这个问
题的简单形式的公式无法直接理解，需要我在Excel作图直观解释。笔者曾尝试与她讨论
实际中相对定量误差的相关推导，发现她数学比笔者还菜，只得作罢。当然，不是每个
研究人员都缺乏对这个问题的认识，笔者发现亚洲人的数学和物理功底明显要好一些，
几位来自大陆和台湾地区的同事就普遍对PCR原理和扩增效率引起的误差有较为深入的认
识。一位来自京都大学山中实验室的日本博后甚至能够进行一定的定性定量分析，给出
了她认为的引物扩增效率和ΔE的安全区间。
而且笔者发现很多学校的物理，化学基础实验训练很弱。学生对于基本的测量工具，测
量方法缺乏感性认识。大学认真上物理实验的同学恐怕都对光学实验中调光路有深刻印
象，有时候无意中的轻微震动就会影响仪器的读数或者观察到的图形。甚至生活中的常
识告诉我们，敲一下灯罩灯的影子会晃动。然而总有那么几个胆大的研究人员，每次进
行流式细胞分析时都直接照搬原来的全套设置（激光能量，检测器放大参数甚至补偿矩
阵），而不检查细胞群位置和补偿是否正常。甚至在大幅调整了激光能量和检测器放大
参数之后仍然沿用原来的补偿矩阵。为了消灭这种低级错误，Fortessa配套的FACS Div
a软件强制设置了补偿矩阵与能量和放大参数之间的一一对应关系。于是总有人问：“我
调了参数，怎么原来的补偿矩阵消失了？”或者干脆一次分析中有两三个参数组和对应
的补偿矩阵在FlowJo上花花绿绿一大片，还一头雾水：“为什么我这个细胞群在两个样
品中的位置不一样呢？”其实流式细胞仪作为一种复杂光学检测设备，其本质与本科物
理实验中遇到的光学仪器并没有太多不同，遵循一定思路，大多数人都能调整好它。只
是有些人没掌握这个思路，让人很遗憾。第二个不匹配是经费支持方式和技术平台发展
需要不匹配。技术平台的发展实际上是一个工程性问题，追求在保证高可靠性，高稳定
性的前提下尽量减少开销，加快速度。工程学是完全不排斥可靠够用的低技术手段的。
而在目前科研经费紧缩的情况下，西方研究所曾经引以为傲的所内公共技术平台机制正
在受到挤压。英国上一个CSR就采取了砍基础建设（包括大型设备，研究所资助）而保研
究项目经费的方法，并美其名曰“科研投入不是造大楼用的”。而美国在现在经费越来
越紧张的情况下，仍然不断增加授予的RPG数量，恐怕背后也有减少center grant数量和
规模的手段。在这种情况下，技术平台的研发和维持逐渐从技术发展客观规律牵引改变
为项目牵引。尤其是对那些原理已经比较清楚，无法在新颖性上取得重大突破的技术平
台。
“项目（型号）牵引”这个词，恐怕很多关注我国航空航天事业发展的读者都不会陌生
，其中的苦涩，体验过才真知道难受。因为课题需要，笔者曾经花费几个月时间优化针
对分选后的小细胞群电转的实验步骤。最终做到了成功电转一千多个细胞，并且电击数
百个细胞24小时后仍然有阳性细胞存活，可以说这个方法继续研究下去是很有希望的。
正当笔者准备进一步优化条件的时候，导师认为现有细胞系已经足够多了，调整了研究
方向，于是后续优化试验全都停止。笔者因此有机会体验了一把“研制成功就下马”的
感觉，那真是把亲生孩子扔进垃圾桶般的痛苦。在随后的科研过程中笔者建立了一系列
的技术和数据处理方法，进行了大量质量控制试验。然而都在产生数据之后被束之高阁
，花费了不少功夫建立的大量中间产物和阳性对照就扔在冰箱里慢慢降解。这极大的打
击了笔者的科研积极性。
更要命的是，全球主要科研资助单位（除了NSF以外）都不要求研究人员费力保留科研中
产生原始数据和原始方法的记录，尤其是在以前试验中遇到异常现象时的应对方法和试
验细节。这种细节记录起来很繁琐，还要定期花费大量时间整理，但对于后人重复试验
至关重要。可惜的是，由于记录这种细节只对后来人有利，而对实验者本身几乎没有任
何好处，导致大多数人都不会认真记录细节，甚至不认真填写实验原始记录，使得其他
人无法根据上下文推断实验过程。（曾经有资深博后对笔者说：“你把实验记录写的那
么细就是浪费时间”）往往一个研究者离开后，留给后人仅仅是是天书般不可解读的实
验原始记录和高度精炼“可发表”的最终图表。于是一代代研究人员重复面对相同的技
术问题，一次次发明出略有不同的解决方法。浪费了大量时间精力，还降低了技术平台
的稳定性，使得前后获得的数据难以比较。这其中最突出的例子恐怕就是DNA构建的信息
缺失了。DNA构建是现代分子生物学的基础，但是由于其技术已经成熟，所谓“无聊”，
构造DNA构建的详细方法和最终构建的序列及各个功能部件的注释，在学术论文和博士毕
业论文中往往被有意无意的忽略。笔者听到过导师明确的告诫：“不要在中期报告里写
这么多构建细节！读起来像屁股长痔疮了一样痛苦（a pain in the ass）。”其他同学
也有过类似经历。这种忽略使得科研文献和实验室内部资料充斥着错误的DNA构建资料。
这些错误使得后来人做出错误的实验计划，无论怎么尝试都不能达到预期目的。甚至有
笑话说“如果一个人没被错误的质粒图谱坑过，那他做构建的资历一定不够长。”尽管
DNA构建文档错误造成了大量精力和经费的浪费，在现在这个经费受限的时代造成的危害
越来越严重。但仍然仅有很少的实验室和质粒库认真采取措施来存储详细构建信息，消
灭文档错误。每天都有大量的DNA构建详细信息因为项目结束而被删除，扔进垃圾箱（尤
其是引物合成报告和测序报告）从而永远消失。剩下大量模糊的，错误的，“可发表”
的构建简图等待着坑害下一个上当者。
另一方面，当技术平台发展变成“项目牵引”型之后，决定技术平台发展时间节点就不
再是技术发展的客观规律，而是项目验收的流程规章。从某种意义上来说，这就是有西
方特色的“献礼工程”。当技术平台发展所需的时间较长，或者项目启动不顺利 时，这
种问题就更加严重。笔者的技术平台研发是英国某机构（某）支持的，由于之前项目换
人耽搁了一些时间，导致我从构建开始只有一年多时间就要面对中期评审。为了赶上中
期评审，所有节点时间大幅提前，为了保节点 ，很多该做的优化都没有完成。最终这种
强行揠苗助长的试验非常不完整，除了进入中期报告的几张预实验数据图表和照片以外
，产生的细胞系没有继续研究的价值。中期评审之后笔者还是老老实实进行平台优化，
然后进行了相当程度的返工。最终大部分的揠苗助长的产物就静静的躺在液氮罐里沉睡
。笔者的例子并不是最凄惨的，毕竟最后项目成功通过中期审查。最近NIH为了在总经费
不变的情况下，增加项目资助数目，削减了部分科研项目的经费。坊间传言最极端的例
子是原本NIH同意资助五年的项目，在第三年时通知将停发第五年经费，导致有的研究小
组刚刚完成技术平台攻关，还没来得及生产数据就失去经费支持，功亏一篑被迫解散。
最后一个不匹配是科研人员评价体系和个人职业发展和技术平台发展需要不匹配。虽然
生命科学随着技术的进步已经进入了流水线化的数据批量生产时代，要求实验体系明确
，质量控制贯穿始终，量化可控，尽量减低操作人员对实验体系的影响。最好做到人员
的任意替换性（人员无关性），即可以由任意受过基础训练的实验人员直接重复实验结
果。但科研评价体系仍然停留在工业革命前流传至今的小作坊式标准，这种小作坊式的
标准突出实验者作为人的作用，更注重独特性，新颖性，而实际上对于文章的可重复性
几乎没有考察。虽然最近几年学术界也推出了MIQE，MIME这样的质量控制标准，和各种
质量控制倡议。但事实是一些世界一流实验室在发表成果时总可以不遵守相关标准和倡
议，并且不受惩罚。这使得标准的严肃性成了笑话，比如有统计显示，在MIQE标准推出
之后，75%的文献仍然不遵守它，尽管这些文献相当一部分是发表在所谓要求作者符合M
IQE标准的期刊上。
对于处于博士，明星博后，副教授，教授等“研究者”（researcher）身份，准备攀登
学术阶梯（academic ladder）研究人员来说，在现在经费非常紧张的情况下，年轻研究
人员要想晋升必须每2-3年内拿出至少一篇高水平文章，成功晋升“卡位”，否则很容易
被淘汰（对我的同龄人来说，博士后的turnover rate只会越来越快，大多数人不会有机
会做千老的）。这种情况下，发现新奇的结果来满足评审的好奇心是第一重要的。如果
不能保证足够快的发文章，工作有再大的科研价值也是给后来人做嫁衣。笔者的博士课
题发展了一个业内很多人都认为十分有意义的技术，在2002年被一个荷兰研究小组进行
了原理性验证，之后的7-8年一直没人继续深入研究。开始这个课题时，笔者曾经窃喜，
感觉其他研究人员看不到这个明显的科研方向有点傻，自己捡了个“漏”。后来笔者发
现，傻的不是别人是自己。这个技术平台并不需要什么技术突破，只要把已有技术组合
起来，耐心调整优化就能运行，既没用碳纳米管，又没有量子效应示踪，并不吸引眼球
。偏偏上下游实验步骤很多，调整时间要1-2年。如果没有马上发现什么突破性的新东西
就会卡位失败，无法前进到下一个阶梯。笔者不是捡了“漏”，而是送了别人一个“漏
”。现在笔者建立的技术平台，在两个不同国家的多个研究组中被应用于多个不同方向
。但问题是光有技术平台很难发表什么好文章，而笔者已经没有时间再去应用平台，得
到好成果了。一方面，笔者作为一名科研工作者，很欣慰自己发展的方法能在不同实验
室开花散叶；另一方面，笔者作为一个年轻人，对自己不小心把自己苦心准备十几年的
职业规划给葬送了，实在是郁闷压抑的很。这种情况并不是笔者自己所独有的。笔者实
验室的鼠胚胎干细胞分化体系是一个南非博后从其博士实验室带来的，她在我们实验室
又和一个博士新生花费两年拼尽全力来完善这个体系，可谓知无不言，尽到了一个师傅
的责任。这个体系建立前前后后花费5年多，虽然对我们实验室技术平台发展有重大意义
，却没有产生什么好文章，对那个博后个人职业发展没什么意义。甚至由于她认真带了
徒弟，连保住她饭碗的功能都没有。据说当导师要她开发另一种十分有意义的新兴技术
的时候，她十分感慨的说：“这是我的技术，我再也不教给任何人了。”这位博后也曾
经在很多技术上给笔者指点，曾经是一位乐于提拔后学末进的好师傅。她现在说出这样
的话，让人不得不扼腕叹息。前文提到的那个京都大学山中实验室来的日本博后，用了
三年时间在我所建立了single cell技术平台。固然有了《自然》的三作文章，但实际上
也把自己固定在了一个精通single cell技术的高级实验员身份，只能辗转于世界各地不
同实验室，无法爬上下一个学术阶梯，获得一个更稳定的工作。前车之鉴，后事之师。
见识了无数这样血淋漓的例子，新入行的年轻研究人员自然会选择短平快项目并且降低
质量标准来加快出成果的速度，规避风险。就像笔者所带的新博士生，当笔者要求她完
成必要的质量控制试验时，她直接明确回答：“我觉得应该把精力集中在生产更有意思
的数据上。”
当这种放松质控的行为被默许甚至因为产出数据速度加快而被鼓励的时候，整个技术平
台的数据可靠性和一致性就成了问题。一段时间之后，如果有研究人员提出加强质量控
制或者改进平台，就会造成前后数据不一致，甚至严重一点会造成已经发表的论文需要
勘误。这时候组里往往选择压住内部质疑，息事宁人来维持数据一致性。如果涉及到多
个小组公用的技术平台，甚至涉及到发表在顶级杂志上的文章就更复杂。很多时候，哪
怕一个小小的质量控制改进或者误差修正都要科研人员坚持不懈的不断努力甚至变成人
民公敌，付出相当代价才能得到推进。由于种种原因，笔者在这里不能详细展开，但是
必须说“多做多错”，不是中国的专利；也不是只有日本人会“默杀”；如果触动了学
生大佬的利益，那些冠冕堂皇的委员会也不能保证基层研究人员的合理权益。有些事情
，基层科研工作者不是不知道，但只能选择视而不见，能做到洁身自好就很不容易。相
反一些欣然接受“小错”的研究人员，却因为生产数据速度较快甚至数据较“好”（当
实验体系不稳定时，往往数据波动幅度较大，可以挑选出“有意思”的数据）而发表更
好的文章，更有可能爬上下一阶阶梯。久而久之，各种技术平台就从探索未知的工具逐
渐蜕变成了生产某些研究人员所期望数据的“魔镜”，而科研论文也因此渐渐丧失可重
复性。
人员梯队中的另外一个组成部分是各种技术员们。西方研究机构中一个巨大的优点就是
他们有先进的core facilities（所内公共技术平台），大批技术员专门负责开发维护某
一种技术平台，经过长年累月达到了很高的水平。这些公共平台极大地将博士生和博后
从繁杂的预实验中解放了出来，数据的质量和实验效率都很高，有效的支持了过去几十
年里西方科学的大发展。但是近几年，随着西方科研经费逐渐收紧，一些研究机构的技
术员队伍不再增长或开始缩减，甚至将一部分技术员所需要的工作分配给博士博士后和
年轻PI（科研组长，老板）。处于这样位置的研究人员，他们的工作一般不受单个研究
项目资助变化影响，而是与研究机构共同经费的变化相关。英国在上一个CSR中削减了科
研基础建设的投入，使得技术员队伍变得更加脆弱。首先就是人员老化问题。笔者刚来
英国时就发现一个奇怪的现象：与中国年轻技术员比较厉害的情况相反，英国高水平的
技术员往往是头发花白的老年人。而且还见到了几个技艺精湛的老年人退休了，而新招
来的年轻人没有继承老年人手艺，导致整个技术平台无法使用的情况。随着观察的深入
，笔者发现并不是每个新进来的年轻技术员都是菜瓜，但由于经费发展停滞，没有工资
增长，也没有晋升机会的我们留不住人。经过一两年甚至更长时间训练的有经验中青年
技术员经常被外国和英国国内其他仍然在扩张的学校挖角。这使得所里的技术员团队从
高级技术主管道最底层的技术员始终处于一种缺员状态。剩下的技术人员，不仅好几年
没有工资增长，还因为缺员而被迫承担更多的工作。更要命的是，由于现在PhD生产过剩
，技术主管类职务往往必须要求博士学位，这直接堵住了底层技术员的晋升之路。这样
，一个工作，一辈子没法升职（5-60岁的老动物房杂工在这边不少见），工资不涨，工
作量还越来越大，当然很难有士气。这种情况下要求技术人员刻苦学习基础知识，稳定
提高技术平台的水平是不现实的。
经费不增涨对英国科研的影响短期内并不容易显现。因为各种评审机构本身就是由互相
认识的教授们组成，自然在评审的时候你好我好大家好。文章照发，评估照做，一片歌
舞升平。但是这种经费不增涨对现行西方科研体系的长期影响却很坏。对于牛津剑桥还
有其他几所在经费不足的大环境下仍然能维持扩张的学校来说，他们可以通过扩张和挖
角来补足人员流失，技术平台人员老化问题并不严重。他们主要面对的问题是由于竞争
越来越激烈，on grant的工作人员和博士生开始放松技术平台的质量控制建设来加大数
据产出，导致发现的可重复性下降。这些超一流大学采用高投入高回报模式，负担着为
英国和欧洲企业提供能产生巨大利益的高新技术的重大责任。如果实验结果可重复性下
降，将导致业界研发难度增加，最终使得业界无力开发下一代生物技术产品的lead。现
在科研文献重复性很低问题已经严重影响了新药前期研究，甚至出现一些世界排名前20
的公司因为研发成功率太低削减研发开支的事情。如果这个趋势不能被扭转，那么科研
界在争取经费时将丧失最重要的支援之一，后果相当严重。对于那些在经费冻结中苦苦
挣扎的大学来说，他们的研究生生源和博后暂时还可以靠第三世界支撑，但技术员团队
老化问题很难解决，没有强力的技术员团队支持，这些学校会逐渐丧失自己仅有的科研
领先项目。更恶劣的问题是，技术员团队损失将影响科研技术平台的传承，会导致这些
大学教学质量的下降。当老师都搞不懂复杂尖端仪器设备的使用方法时，怎么能教学生
呢？学生不掌握先进的仪器和技术手段，又怎么能从事高技术产业的工作呢？现在西方
动辄宣传加强高技术产业优势，没有大量合格的本科毕业生，没法支持高技术产业的进
一步发展。甚至笔者说句极端点的话，如果大学既不能提供高回报的新技术，又不能提
供掌握相关领域先进技术手段的有竞争力的毕业生，却每年要花费巨量经费来维持，供
养大学这个吞金兽何用？当政治家们也开始这么想的时候，大学的好日子就到了头。
英国在生物科研技术平台上遇到了重大问题，也非常值得我国科研人员和科研管理人员
警醒借鉴。一方面，我们要充分认识到我国现在技术人员团队人员结构要远好于英国，
他们最优秀的技术人员接近退休，我们最优秀的技术人员还在青壮年期，还有上升空间
。而且随着经费的迅速增加，我国科研硬件和相应的材料积累也在迅速增加。这使得我
国在生物相关技术平台的发展潜力上要远远超过欧洲，我们不能妄自菲薄。在这方面BG
I就是一个很好的正面例子，它证明了我们中国人在足够的经费支持下照样能做出 |
c*******0
发帖数: 190 | |
p*******r
发帖数: 4048 | 3 我个人心路，我个人以前还是很看重技术，最近到没那么感冒了。因为毕竟科学问题是
更重要的。
从国内的现实角度来说，技术平台要真正超过美国还是很难。一般来说也就是接近美国
+人海战术。
我现在觉得在国内要成功，恐怕就还是要象Yamanaka那样，认准一个科学问题，坚定不
移地走下去，不跟风。
士生
【在 B*D 的大作中提到】
: 从北朝转的
: http://www.cctvdream.com.cn/bbs/forum.php?mod=viewthread&tid=51
: ge%3D1
: 注：由于之前实验室有同事认为本文对之前实验室的研究细节有泄密嫌疑，因此文章做
: 了删节处理。当然，公开发表的文献懂行的读者能猜出这些此处已删除的背面都是什么
: ，就请大家给个面子，不要人肉了。前面一段主要是让大家直观了解一下现代尖端生物
: 研究中上下游的长度，QA，QC的复杂性和研发技术平台的长期性。花十年，2-3代博士生
: 打造世界一流技术平台的艰辛，真的很不容易。这也从一个侧面阐述了“引进即落后，
: 追也追不上”的怪圈的产生原因，并通过一个例子来讲述怎样打破怪圈，建立世界一流
: 技术平台。
|
t**r
发帖数: 93 | 4 这个作者显然还没有摸到做research的要领，他没搞明白，不同层次的研究者做的是不
同层次的工作。让高端的研究员把大量时间耗费在防止低端的小概率错误上，那是杀鸡
用牛刀。对基层实验员的要求，是不适用于全行业所有层次的研究者的。 |
x********e
发帖数: 35261 | 5 这是我师兄写的啊
士生
【在 B*D 的大作中提到】
: 从北朝转的
: http://www.cctvdream.com.cn/bbs/forum.php?mod=viewthread&tid=51
: ge%3D1
: 注：由于之前实验室有同事认为本文对之前实验室的研究细节有泄密嫌疑，因此文章做
: 了删节处理。当然，公开发表的文献懂行的读者能猜出这些此处已删除的背面都是什么
: ，就请大家给个面子，不要人肉了。前面一段主要是让大家直观了解一下现代尖端生物
: 研究中上下游的长度，QA，QC的复杂性和研发技术平台的长期性。花十年，2-3代博士生
: 打造世界一流技术平台的艰辛，真的很不容易。这也从一个侧面阐述了“引进即落后，
: 追也追不上”的怪圈的产生原因，并通过一个例子来讲述怎样打破怪圈，建立世界一流
: 技术平台。
|
T****u
发帖数: 424 | 6 虽然看得断断续续，但看得出原作者对一些问题有思考。
邓博做的工作在国内而言确实是mission impossible.
记得邓博在求是颁奖礼上访谈时反复强调他的体会，其实就四个字，“追求卓越”，我
觉得他当得起这几个字。
没有卓越的管理能力和科研布局，是无法做出他现在的工作的。
在国内的接触过的很多实验室，放到他的位置，同样的条件都无法完成他现在的工作。
也许是我孤陋寡闻。
士生
【在 B*D 的大作中提到】
: 从北朝转的
: http://www.cctvdream.com.cn/bbs/forum.php?mod=viewthread&tid=51
: ge%3D1
: 注：由于之前实验室有同事认为本文对之前实验室的研究细节有泄密嫌疑，因此文章做
: 了删节处理。当然，公开发表的文献懂行的读者能猜出这些此处已删除的背面都是什么
: ，就请大家给个面子，不要人肉了。前面一段主要是让大家直观了解一下现代尖端生物
: 研究中上下游的长度，QA，QC的复杂性和研发技术平台的长期性。花十年，2-3代博士生
: 打造世界一流技术平台的艰辛，真的很不容易。这也从一个侧面阐述了“引进即落后，
: 追也追不上”的怪圈的产生原因，并通过一个例子来讲述怎样打破怪圈，建立世界一流
: 技术平台。
|
T****u
发帖数: 424 | 7 科学问题和技术都很重要。
【在 p*******r 的大作中提到】
: 我个人心路，我个人以前还是很看重技术，最近到没那么感冒了。因为毕竟科学问题是
: 更重要的。
: 从国内的现实角度来说，技术平台要真正超过美国还是很难。一般来说也就是接近美国
: +人海战术。
: 我现在觉得在国内要成功，恐怕就还是要象Yamanaka那样，认准一个科学问题，坚定不
: 移地走下去，不跟风。
:
: 士生
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x********e
发帖数: 35261 | 8 “卓越的管理能力和科研布局”笑尿了 你知道日常的邓lab是怎样的吗？
【在 T****u 的大作中提到】
: 虽然看得断断续续，但看得出原作者对一些问题有思考。
: 邓博做的工作在国内而言确实是mission impossible.
: 记得邓博在求是颁奖礼上访谈时反复强调他的体会，其实就四个字，“追求卓越”，我
: 觉得他当得起这几个字。
: 没有卓越的管理能力和科研布局，是无法做出他现在的工作的。
: 在国内的接触过的很多实验室，放到他的位置，同样的条件都无法完成他现在的工作。
: 也许是我孤陋寡闻。
:
: 士生
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z*t
发帖数: 863 | 9 不过国内做个东西真心要费不少心思。。。实验室很多都是学生毕业了不少相关实验的
trick也没有了...美国这边分工比较细，很多事情都不要你管。而中国则是神马都要学
生（或者+老板）操心
【在 p*******r 的大作中提到】
: 我个人心路，我个人以前还是很看重技术，最近到没那么感冒了。因为毕竟科学问题是
: 更重要的。
: 从国内的现实角度来说，技术平台要真正超过美国还是很难。一般来说也就是接近美国
: +人海战术。
: 我现在觉得在国内要成功，恐怕就还是要象Yamanaka那样，认准一个科学问题，坚定不
: 移地走下去，不跟风。
:
: 士生
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