劉江研究員：夫勇者，敢為天下先

編者按：有一顆單純、專注、好奇的心。他守自己的心，如青燈黃卷伴更長，花落銀釭午夜香。又見劉江，10年前的笑容，仍掛在行路人臉上，單純美好；10年前的激動興奮，已化為腳下踏踏實實的路。

攝影/劉孜銘

乘電梯登上中國科學院北京基因組研究所的大樓，穿過大廳最中央寬敞的研究生辦公區域，便可以徑直來到與之相通的中國科學院大學博士生導師、中國科學院北京基因組研究所研究員劉江的辦公室。走進門，墻上一幅《細胞（Cell）》雜志封面圖引人注意，這是這幅封面在這面墻上懸掛的第十個年頭。2013年，劉江帶領的團隊在DNA甲基化的遺傳領域中取得的突破性進展被頂流期刊《細胞》收錄，并被選為封面文章。這也是《細胞》上發表的第一篇所有通訊作者和第一作者都是中國人的封面文章。

這只是劉江和他的團隊在這一科研領域開拓疆土時捧得的第一座獎杯。自2013年至今，劉江已經以通訊作者的身份在《細胞》和《自然（Nature）》上發表了5篇文章。2021年劉江獲得教育部高端人才計劃特聘教授稱號，又于次年獲得了中國科學院大學（以下簡稱“國科大”）頒發的領雁金獎。然而這些榮譽加身卻并未讓劉江這支“利刃”變鈍，他以對科學研究的好奇初心為礪石，十年如一日地打磨著自己的劍鋒。

夫勇者，敢為天下先

“我有一個習慣，會時常靜下來反思，自己做的事情是真正想做的嗎？是真正有價值的嗎？有沒有在追名逐利？是不是為了解決感興趣的科學問題？是否能夠服務于人類？這些事情的價值，在我看來是比在《自然》《細胞》上發表文章要更大！”

2009年，劉江回國，那年他34歲，風華正茂。從美國回北京的第二個星期天早上，他就騎著自行車去找房子，當晚就簽了買房協議，徹底在北京安家，之后立刻展開研究工作。劉江深知，熱門領域的科研工作，每一分一秒都彌足珍貴，容不得他半點怠慢。

“劉老師是一個對科學有著執著追求的人。”師從劉江的研究生姜珊說道，“他總是說——要做就做別人做不了的。”對于劉江來說，基礎科研問題始終撩撥著他的好奇心，剛回國的他所面對的，便是表觀遺傳信息如何跨代遺傳的問題。

表觀遺傳是在不改變DNA序列的情況下，可隨細胞分裂穩定保持的調控基因表達的方式。早先科學家們一直認為DNA中堿基序列就是編碼遺傳物質的唯一決定因素，生命活動就像計算機運行軟件一樣穩定而精準——DNA序列信息轉錄為RNA然后表達成蛋白質——這套軟件系統會從父母身上直接遺傳給子女。然而自上世紀80年代起，一些遺傳學家發現基因組一些功能的改變并不涉及DNA序列的變化。引起這些變化的就是表觀遺傳信息，包括DNA甲基化。

DNA甲基化類似于基因表達的開關，雖然DNA序列并沒有發生變化，但是由于甲基化狀態會影響轉錄因子和DNA分子的結合，從而影響基因的轉錄表達，因此也會對生命活動產生影響。因為這種分子層面的變化直接出現在DNA分子上，所以或許可以直接遺傳給后代。在這個猜想的鼓舞下，劉江和學生立即全身心投入到斑馬魚的DNA甲基化圖譜實驗中。

“我們是全球最早進行表觀遺傳基因組跨代遺傳研究的團隊之一，雖然斑馬魚作為模式生物結構很簡單，但畢竟這類實驗以前沒有人做過。所以開始時，大部分實驗都是以失敗告終的。”幾年的時間里，劉江的實驗記錄本上記滿了“失敗”二字。

但是，命運之神總樂意垂青那些敢于披荊斬棘的勇者。功夫不負有心人，2012年，劉江團隊發現精子的DNA甲基化圖譜被完整地遺傳給子代胚胎，而卵子的甲基化圖譜在細胞分裂過程中被稀釋而拋棄。該研究揭示了DNA甲基化在脊椎動物的跨代遺傳和早期發育重編程的規律——這是足以改寫教科書的重大發現！他把每個學生都拉到辦公室，手舞足蹈地給學生講這個重大發現，講他的思維邏輯，講這一發現的意義。2013年，《細胞》雜志上刊登的這篇封面文章讓劉江一鳴驚人。

有了這幾年的經驗積累，劉江和團隊勢如破竹，又攻克了哺乳動物模型中子代甲基化圖譜繼承和重編程的規律。這些工作成果的發表，引領了國際上對發育過程中，表觀遺傳信息繼承和重編程規律的研究。“這些研究都是從零開始的，能發現什么，一開始根本不可能知道。”劉江笑著回憶起始階段的陣痛。

劉江并未止步于此，在全新的科研領域開拓疆土的同時，他將目光轉向現代醫學：表觀遺傳信息的重編程規律，能否造福于人類呢？

夫仁者，己欲立而立人

使用試管嬰兒技術進行輔助生殖一直都是不孕不育患者的首選方案之一，然而成功率往往不到三分之一，甚至很多患者需要重復進行試管嬰兒胚胎培育和植入，孕婦往往要承受身體上的巨大痛苦。即使是胚胎植入成功，并且出生，也尚有5.6%的嬰兒具有先天缺陷，這份不幸甚至將終身伴隨孩子和父母。

2021年，一家名為“女媧生命”的公司悄然出現。它帶來了全新一代的試管嬰兒胚胎篩選技術——“PIMS”。“PIMS”的全稱為胚胎植入甲基化篩查技術（pre-implantation methylation screening），是一種全新的、基于表觀遺傳學進行胚胎植入前篩選的技術。很多人并不知道，“PIMS”技術問世背后，是劉江研究員所率領的團隊十幾年來堅持不懈攻堅的結果，他們最終成功將這項科研成果轉化為切實造福人類的應用產品。

這項技術可以針對體外培養階段的胚胎細胞進行檢驗，通過檢測胚胎中全基因組DNA甲基化圖譜，從甲基化狀態及染色體倍數兩個維度同時評估胚胎的發育質量，從而告訴醫生哪些胚胎更適合移植，更有可能誕生出健康的嬰兒。

以前試管嬰兒可能移植3次至4次才能成功，使用“PIMS”技術后可以使效率提高一倍。提及“PIMS”技術時，劉江銳利的目光中瞬間溢滿自豪之情，“有很多當前技術無法篩選出的出生缺陷，能通過‘PIMS’技術發現，從而有效降低試管嬰兒中出生缺陷的比率”。借助于“PIMS”技術，試管嬰兒的胚胎單次移植成功率，可以從以往的低于40%提高到70%，給無數渴望健康子女的家庭帶來了福音。

在哺乳動物模型上大獲成功之后，劉江和團隊意識到人類繁殖過程中也許存在著相似的遺傳規律，而DNA甲基化往往與眾多遺傳疾病或者胚胎發育問題直接相關，因此如果能夠建立起人類胚胎的DNA甲基化圖譜，并將之應用于胚胎檢查之中，或許能夠顯著提高胚胎健康的幾率。

“進行到人類胚胎的時候真的是遇上了非常大的困難。”劉江如今提起那段最艱難的經歷，已然不再眉頭緊鎖——不像斑馬魚、小鼠或者其他實驗生物，實驗人員可以通過多提取胚胎細胞來提高DNA分子的數量進行甲基化檢驗，“而人類胚胎檢測試驗最大的困難，在于我們只能提取出其中的1至3個細胞來進行檢測。因為剩下的胚胎要移植回媽媽的子宮，取的細胞數量越少，對胚胎的影響越少。這也就意味著單細胞級別的全基因組甲基化建庫難度非常大。”

“剛開始進行檢測的時候，我們測了幾百個樣本全部都失敗了，完全測不出任何有用的信息。之后，我們花了很長時間來尋找原因。”面對樣本信息淹沒在噪聲中的難題，劉江的第一個學生李國強率先發現了盲點：“會不會我們測到的都是細菌的DNA？”劉江馬上意識到，以往的實驗中，由于實驗樣本量足夠大，即使從實驗環境中混入了一些細菌也不太會影響最終的檢測結果，但只有一個細胞的人類胚胎則截然不同。于是他迅速采取措施，使用了滅菌更為徹底的實驗平臺，并在整個檢測程序中都盡可能避免細菌的混入，終于解決了單細胞DNA甲基化建庫的技術難題。

帶領團隊不斷攻堅、解決試管嬰兒技術難題和基礎科研問題之余，劉江也潛心任教，不斷培養新生為研究團隊注入新鮮血液。自劉江回國任教以來，他培養的碩士生、博士生約有20人，現在已有6人成立了自己的研究團隊，李國強現在也已是北京大學生物醫學前沿創新中心研究員。

“雖然畢業多年，但我從未和劉江老師斷了聯系，現在也經常會和劉老師討論一些課題和家長里短，我們就像是朋友。”現在李國強自己帶學生也是這樣。他還記得當時劉江剛做博士生導師時不知道如何和學生相處，就會找他聊怎么建立一個良好的師生關系。課題上指點迷津，課下更多是一種朋友關系，這點讓他受益良多。“這是一種師承。”

夫智者，千里之行不忘初心

時光飛逝，劉江回國已有12個年頭，帶領團隊發表了幾十篇文章，但是始終掛在辦公室墻上的，卻只有2013年的第一篇封面文章圖。“雖然再發表文章時依然會很高興，但的確不會像以前那么興奮了。”劉江看了一眼墻上的封面圖片，“我不再把發一流的文章看得那么重了，我更在乎的是科學的價值和意義。”

即使目標明確，劉江也無法避免迷茫期的困擾，如一葉障目不見泰山，拘泥于一個趨于無限小的“我”，也讓他彷徨過。兩三年前，劉江覺得自己做的一些事是套路式或者范式，又恰逢“PIMS”技術的先驅成果亟須轉化，他不得不花費大量時間奔波于醫院和企業。

“年輕的時候科研激情高漲，而且可以全心全意投入，累了也可以直接睡到自然醒，能躺在床上天馬行空地想象。”隨著對外團隊合作逐漸增加，劉江面對的也不再只是單純的基因世界，“有時你會被很多的世俗利益腐化掉，讓你失去斗志，你得把自己掰回來。所以一定要不忘初心。”

即使事務紛繁，劉江也不忘他所追求的自由。“我們追求醫學的進步，為的是不受疾病困擾；發展遠程交流手段，為的是克服距離帶來的隔閡。也就是說我們追求科技的進步，本質上是為了擺脫自然界對我們的束縛，獲取精神和身體上的自由。”科學研究對于劉江來說，比起一份工作，更像是一種放松手段，在這里他可以自由徜徉在基因的海洋中，以敏銳的直覺洞悉遺傳過程中的復雜機理。

劉江也想將在這個基因世界里的所思所想傳授給學生們，就如2013年那樣手舞足蹈地給學生講他的重大發現，講他的思維邏輯，講這一發現的意義。

夜晚，國科大玉泉路校區，一間不大的教室里，劉江正在給十幾名學生講課，那一格窗戶從外面看去，在黑夜中十分明亮。劉江正講到斑馬魚的性別決定與性別分化機制：“我們通過這個圖表可以很明顯地發現DNA甲基化對于斑馬魚性別是有影響的，但它是通過什么路徑決定性別？我們又應該在哪些方面去觀測可能存在的效應來證明我們的猜想呢？效應由哪些基因造成的？過程機制又是什么？需要如何設計后續實驗？在哪些方面尋找哪些答案？”

劉江一連串的提問像是對眼前陷入遐思的學生們，又像是對自己。他的雙眼在帶領學生思考的過程中釋放著頭腦飛快運轉的光芒，語調也飽含興奮地上揚。沿著思維的路線帶著學生們推出最終結果時，他又滿足地釋然放松，恢復到溫和優雅的樣子。

這種專注執著的神態，在他的學生看來總是常態。劉江經常告訴學生：“你一旦決定做什么事，就不要想太多，不能左右搖擺，只要你執著堅定地做，再大的困難都能克服，目標總能實現。”

背燈和月就花陰，已是十年蹤跡十年心。與10年前的意氣風發相比，現在的劉江頭上多了幾絲白發，眼里更多了一份堅定。不張揚，不喧嘩，不爭奪，單純地享受內心的純凈和清冽。心中是開闊的，坦蕩的。

采訪手記：

現在距離上次采訪劉江研究員，已經是第十個年頭了。他的辦公室墻壁上，依然掛著那幅《細胞》封面圖片，雖然經過時間的沉淀，相框已然泛黃。它見證了劉江在這間辦公室工作的日日夜夜，仿佛感受到伏首案頭，已是十載青燈黃卷，螢窗苦勉旃。

再見時，劉江鬢邊幾絲白發和眼角的細紋給他的樣貌增添了幾分穩重。但未曾改變的，是他銳利的目光和對科研的一腔熱情，我們仍看到他堅守著一顆單純、專注、好奇的心。劉江從未高歌過對祖國如何深沉的熱愛，但當他決定歸國時，絲毫沒有拖泥帶水。提及回國搞科研時，劉江也只是笑著說，在國內做科研更舒心，因為是為自己做事。劉江相信每個人開始工作都有初心，他說如果能一直堅定，就不會感到焦慮，代價是要忍受挫折。或許正如劉江自己所描述的那樣，“我的初心是探索自然的奧妙，解決病人的疾苦，做真正有價值的事。”他說這番話時，笑得很真誠，很純凈，一如10年前那般。