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系统生物学家，美国国家科学院院士，美国国家医学院院士，美国国家工程院院士，中国科学院外籍院士，美国艺术与科学院院士，美国表型组健康 （Phenome Health) 首席执行官。

1960年毕业于加州理工学院；1964年获得美国约翰·霍普金斯医院医学博士学位；1968年获得美国加州理工学院生物学博士学位；1975年任加州理工学院生物学系教授；1980年任加州理工学院生物学系主任；1981年任加州理工学院癌症研究中心主任；1982年当选为美国国家科学院院士；1992年创建华盛顿大学医学院分子生物技术系，任系主任；2000年创立美国系统生物学研究所，任所长；2003年当选为美国国家医学院院士；2007年当选为美国国家工程院院士；2019年当选为中国科学院外籍院士。主要从事分子免疫学及基因组学，系统生物学及P4医学的研究。1987年获拉斯克奖，2011年获美国国家科学奖章。

分子微生物学家，中国科学院院士，发展中国家科学院院士，美国微生物科学院院士。现任复旦大学生命科学学院微生物学和免疫学系主任；国科大杭州高等研究院生命与健康科学学院首席教授；中国科学院合成生物学重点实验室专家委员会主任。

研究领域涉及微生物基因组学、系统与合成生物学以及生物信息学等方面。曾参与启动中国人类基因组计划及相关生命“组学”研究，克隆若干遗传病致病基因；主持若干重要微生物的基因组、功能基因组、比较和进化基因组研究，解析SARS冠状病毒分子进化机制。在细菌蛋白质乙酰化组和肠道微生物组等领域作出若干开创性工作。组建并领导中国科学院合成生物学重点实验室，开展“合成生物学”发展战略研究，以工程科学理念为指导，融合系统、合成、定量、计算及理论科学方法，通过“设计-构建-测试-学习”的迭代研究，创建特定结构功能的、工程化生命系统的理论架构与方法体系。在产业化应用方面，致力于稀有人参皂苷CK （Compound K） 细胞工厂的构建与优化工作，实现CK的高速度、高产率、高质量制备，为开发其在生物医药方面新的应用场景提供了基本条件，体现了合成生物技术路径“建物致用”的价值。

清华大学生物医学工程学院讲席教授，生物芯片北京国家工程研究中心主任，中国工程院院士、国际欧亚科学院院士；中国生物医学工程学会会士、美国医学与生物工程院会士、中国医学科学院学部委员、中国中医科学院学部委员。

1992年在英国思克莱德大学化学系获司法生物学博士学位。从事基础医学和临床医学相关生物技术研究，在生物芯片研究中有重要建树和创新。站在国际生物芯片研究前沿并结合国情，主持建立了国内急需的疾病预防、诊断和预后分子分型芯片技术体系，领导研制了基因、蛋白和细胞分析所需的多种生物芯片，其中部分芯片已通过国家药品监督管理局认证、进入临床应用，实现了生物芯片所需全线配套仪器的国产化，并打造了以中医智能诊疗装备、分子本草和情志调理等中医现代化为核心的大健康管理平台。

在 Nature Biotechnology 等杂志上发表SCI论文180余篇，出版中英文专著8部，获国内外发明专利共390项。曾两次以第一完成人荣获国家技术发明奖二等奖等。

现任免疫与炎症全国重点实验室副主任，海军军医大学长征医院临床研究中心主任、大内科主任和风湿免疫科主任，兼任清华大学医学院教授，清华-北大生命科学联合中心临床研究员。是中组部“国家高层人才计划”特聘专家,  科技部“973 计划”首席科学家。

入选《 Nature 》2024年度全球十大科学人物和《 Science 》2024 年十大科学突破。荣获“谈家桢临床医学奖 ”、“人民名医•卓越成就奖” 、“仁心医者•上海 市杰出专科医师奖” 。荣立个人“二等功”一次，享受国务院特殊津贴。

曾任清华大学临床医学院常务副院长，清华大学临床医学学术委员会主任。历任中华医学会风湿病学分会副主任委员、中国医师学会风湿免疫科分会副会长、解放军免疫学专业委员会副主任委员、中国生物工程学会抗体生物工程专业委员会副主任委员、上海市医学会风湿病专科分会主任委员。现担任《中国内科年鉴》主编，《Annals of the Rheumatic Diseases》编委，《hLife》专栏主编，《International Journal of Rheumatic Diseases》副主编，《Frontiers in Immunology》副主编和《Frontiers in Medicine》副主编。

41年来执著医学事业，以临床实践为基础，开展自身免疫和感染免疫疾病 研究，在学术理论创新、临床转化诊疗、服务国家需求等诸多方面做出了重要贡献。他开拓了异体CAR-T治疗难治性风湿免疫病的临床运用 （Cell 2024） ，揭示了强直性脊柱炎的关键发病机制 （Ann Rheum Dis 2013, 2020, 2023） ，发现了类风湿关节炎多个易感基因和药物靶点 (Nature 2014) ，制定了风湿病第一个精准诊断标准 (Ann Rheum Dis 2021) 。他牵头了 32 项国内外多中心新药试验，包括生物类似药研究 (Lancet Rheum 2019) ，大幅度降低治疗费用，给广大患者带来福音。迄今发表学术论文 284 篇，包括 Cell、Nature、Nature Genetics、Lancet Rheum 等主流 SCI 杂志，其中14篇论文发表在风湿病顶刊 Ann Rheum Dis (IF 27.9) 。研究成果以第一完成人获得“教育部科技进步奖一等奖” 、“上海市科技进步奖一等奖” 、“上海市医学科技奖一等奖”和首届“上海市级医院临床创新奖”各一项。