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生物醫(yī)藥領(lǐng)域的“小”趨勢(shì)

作者:ICT動(dòng)態(tài) 來源: 頭條號(hào) 119601/04

引入贅述了對(duì)生物醫(yī)藥領(lǐng)域“小”趨勢(shì)的理解。這里的“小”既代表本文關(guān)注的領(lǐng)域相對(duì)較小,也代表生物醫(yī)藥變革需要對(duì)越來越小的系統(tǒng)做越來越精細(xì)的操作。開端電影《星際穿越》中,當(dāng)承載人類最后生存希望的飛船飛向太空,Brand教授吟出“Do not g

標(biāo)簽:

引入

贅述了對(duì)生物醫(yī)藥領(lǐng)域“小”趨勢(shì)的理解。這里的“小”既代表本文關(guān)注的領(lǐng)域相對(duì)較小,也代表生物醫(yī)藥變革需要對(duì)越來越小的系統(tǒng)做越來越精細(xì)的操作。

開端

電影《星際穿越》中,當(dāng)承載人類最后生存希望的飛船飛向太空,Brand教授吟出“Do not go gentle into that good night”的詩句,表達(dá)人類對(duì)命運(yùn)的抗?fàn)?。這像極了遠(yuǎn)古人類與自然的生存抗?fàn)?,人類先后學(xué)會(huì)了使用火、建造房子、馴化動(dòng)植物,也開始利用植物治療疾病,醫(yī)藥幾乎貫穿整個(gè)人類文明的歷史?!渡褶r(nóng)本草經(jīng)》和《本草綱目》等傳統(tǒng)藥物著作記錄了眾多植物的醫(yī)藥用途,《千金方》中甚至包含接種“人痘”預(yù)防天花的記錄。

早期疫苗

現(xiàn)代藥物開發(fā)是以天花疫苗的出現(xiàn)為起點(diǎn)。1665年,列文虎克的“驚鴻一瞥”,打開了人類探索微生物世界的大門,微生物培養(yǎng)技術(shù)快速發(fā)展。1796年,一位英國的醫(yī)生發(fā)現(xiàn)讓人先接觸到毒力不那么強(qiáng)的牛痘病毒之后,就可以自然地抵抗天花病毒。以此為理論指導(dǎo),結(jié)核疫苗、白喉疫苗和狂犬疫苗都于19世紀(jì)相繼問世,并得到廣泛應(yīng)用,有效提高了人類對(duì)傳染病的抵抗能力。不得不驚嘆,當(dāng)時(shí)的人們只是通過顯微鏡看到了微生物的輪廓,僅能對(duì)微生物進(jìn)行今天看來非常簡(jiǎn)單的分離培養(yǎng)操作,就實(shí)現(xiàn)了疫苗的研發(fā)。

早期化學(xué)藥

19世紀(jì)是有機(jī)化學(xué)的開端,化學(xué)提取技術(shù)快速發(fā)展,人們通過萃取等手段分離植物中不同的組分。他們還沒有形成化學(xué)分子結(jié)構(gòu)的概念,但并不妨礙他們把嗎啡(1805年)、奎寧(1823年)和阿托品(1834年)從常見的藥用植物中分離出來,并鑒定出各自的功效。

19世紀(jì)中期,化學(xué)結(jié)構(gòu)的概念開始形成,同期不少理論提出化合物分子不是由原子和官能團(tuán)隨機(jī)堆積而成,而是由原子通過化合價(jià)連接構(gòu)成,具有特定的三維空間結(jié)構(gòu)。而人類真正“看到“分子的結(jié)構(gòu)是在60多年之后,通過解析化合物晶體的X射線衍射圖案,科學(xué)家重建出分子的微觀三維結(jié)構(gòu)。有了化學(xué)三維結(jié)構(gòu)的概念,化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物活性之間關(guān)系的理論開始出現(xiàn),19世紀(jì)90年代,人們提出了具有生物活性的化合物分子在生物體內(nèi)有特定分子受體,類似于“鎖和鑰匙”的關(guān)系。有研究者將物理性質(zhì)(油:水分配系數(shù))與生物活性(麻醉效果)建立聯(lián)系,定量地描述化學(xué)結(jié)構(gòu)與生物活性的關(guān)系,是歷史上第一個(gè)構(gòu)效關(guān)系(結(jié)構(gòu)-效用關(guān)系)模型。

剛開始,人類只能提取自然中已存在的結(jié)構(gòu),到19世紀(jì)下半葉,化學(xué)合成技術(shù)日趨成熟,門捷列夫發(fā)布元素周期表,諾貝爾靠制造炸藥賺了很多錢,才有了后來的諾貝爾獎(jiǎng),那時(shí)的化學(xué)產(chǎn)業(yè)熱度堪比今天的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè),制藥業(yè)也進(jìn)入黃金時(shí)代。柳樹皮能止痛被廣為人知,但柳樹皮中提取到的水楊酸對(duì)胃有很大的刺激,1897年,拜耳公司利用化學(xué)合成技術(shù)對(duì)水楊酸進(jìn)行改造,得到我們現(xiàn)在還廣泛使用的阿司匹林(乙酰水楊酸)。同時(shí)期,磺胺類藥物、合成維生素、激素(腎上腺素、甲狀腺素、催產(chǎn)素和可的松類藥物等)、喹啉類藥物等現(xiàn)在依然常用的藥物都相繼被開發(fā)出來。

抗生素

1929年弗萊明觀察到一株青霉菌抑制了葡萄球菌的生長。1941年,科學(xué)家從青霉菌的提取物中分離出芐青霉素。經(jīng)過大量的化學(xué)合成和結(jié)構(gòu)改造工作,抑菌效果更好,更容易保存的青霉素被開發(fā)出來。對(duì)于當(dāng)時(shí)的人類,微生物培養(yǎng)和抗菌活性測(cè)定是如此得輕車熟路,使得很多抗生素被分離并被化學(xué)改造,其中包括鏈霉素(1944),氯霉素(1949)和金霉素(1949)等至今大量使用的抗生素。抗生素的出現(xiàn)極大降低了人類的死亡率,人的預(yù)期壽命從50歲上升到70歲。

分子生物學(xué)

1953年,沃森和克里克根據(jù)DNA晶體X射線衍射圖,創(chuàng)造性地構(gòu)建出DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)??死锟嗽?957年的一次演講中提出了生物分子的中心法則,相對(duì)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)了DNA、RNA和蛋白質(zhì)之間的關(guān)系,即在生物體中,DNA中的遺傳物質(zhì)先轉(zhuǎn)錄成RNA,RNA再翻譯成蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)行使各種生物功能。這標(biāo)志著人類在分子層面上對(duì)生命體有了認(rèn)知,分子生物學(xué)開始迅猛發(fā)展。

首個(gè)破10億藥物

1958年,通過X射線晶體衍射技術(shù),我們看到了血紅素與肌紅蛋白在分子層面的相互作用,人類對(duì)小分子與蛋白結(jié)合,進(jìn)而執(zhí)行生物學(xué)功能有了直觀的體驗(yàn)。進(jìn)入60年代,研究者開始基于組胺受體蛋白開發(fā)抑制劑,抑制組胺受體的生物活性,用于治療胃酸分泌過多導(dǎo)致的胃潰瘍。歷經(jīng)12年,到1977年,胃潰瘍藥物胃泰美上市,不久,胃泰美的年銷售額破10億美元,成為歷史上第一個(gè)blockbuster藥物,也為其發(fā)明者贏得了諾貝爾獎(jiǎng)。

生物大分子藥

1973年,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)限制性內(nèi)切酶可以剪下DNA片段并拼接到細(xì)菌的質(zhì)粒上,以此讓細(xì)菌來生產(chǎn)感興趣的蛋白質(zhì)。80年代,人們利用這種基因工程技術(shù)(重組DNA),從大腸桿菌中生產(chǎn)出高純度的人胰島素,這是人類歷史上首個(gè)生物大分子藥。通過基因工程的方法生產(chǎn)的人胰島素比從動(dòng)物胰臟中提取的動(dòng)物胰島素有更好的效果和更低的免疫源性,胰島素也不再昂貴。我們現(xiàn)在的單克隆抗體藥物,抗蟲、抗病、抗旱等特性的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物也都是通過基因工程的方法實(shí)現(xiàn)。

計(jì)算登場(chǎng)

1981年,美國財(cái)富雜志發(fā)表了題為“Next Industrial Revolution: Designing Drugs by Computer at Merck”的封面文章,計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)逐漸進(jìn)入大眾視野。圖片中,紫色的點(diǎn)是小分子藥物,每一條綠色的線代表蛋白結(jié)構(gòu)的一個(gè)狀態(tài)。1982年,第一個(gè)評(píng)估小分子是否能結(jié)合到蛋白上的分子對(duì)接算法出現(xiàn)了, 1990年,F(xiàn)riesner和Goddard成立薛定諤公司,開發(fā)應(yīng)用于材料模擬和藥物設(shè)計(jì)的計(jì)算化學(xué)軟件。

1995年,F(xiàn)DA批準(zhǔn)了碳酸酐酶抑制劑多佐胺,用于青光眼的治療,這是第一個(gè)開發(fā)者明確說是利用了計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行設(shè)計(jì)的藥物。計(jì)算輔助藥物設(shè)計(jì)更重要的案例是酪氨酸激酶抑制劑伊馬替尼的開發(fā)。伊馬替尼于2001年上市,得益于精準(zhǔn)的設(shè)計(jì),它能特異性地阻斷蛋白激酶的信號(hào)傳遞,抑制癌細(xì)胞的增殖而不影響正常細(xì)胞。這使得伊馬替尼相比傳統(tǒng)化療藥物,不但能有效控制慢性骨髓性白血病的進(jìn)展,而且?guī)缀鯖]有大的副作用,極大地改善了患者的生活質(zhì)量,甚至只要持續(xù)用藥,不影響壽命。

精準(zhǔn)醫(yī)療

2001年人類基因組草圖完成。當(dāng)時(shí)的人們野心勃勃,認(rèn)為只要測(cè)出了基因組,了解每個(gè)基因的功能,就可以打開人類所有的秘密。人類將輕易理解所有疾病的致病機(jī)理,找到從基因?qū)用娓蔚姆椒?。那時(shí)的生物技術(shù)是熱門學(xué)科,一度讓報(bào)考南開大學(xué)生物專業(yè)的張一鳴被調(diào)劑到計(jì)算機(jī)專業(yè)(才有了現(xiàn)在的字節(jié)跳動(dòng))。當(dāng)然,我們知道,基因組計(jì)劃并沒有像大家預(yù)期的那樣給生物醫(yī)藥帶來顛覆性的變化。因?yàn)樯w在進(jìn)化過程中有很多的冗余設(shè)計(jì),單個(gè)基因的功能放在整個(gè)生命體系統(tǒng)中起的作用是復(fù)雜多樣的,疾病涉及到的基因也是復(fù)雜多樣的。

雖然基因組計(jì)劃帶來的成果遠(yuǎn)不及預(yù)期,但基因測(cè)序的普及,加速了精準(zhǔn)醫(yī)療時(shí)代的到來。因?yàn)殡S著人類生活方式的改變和壽命的延長,人體內(nèi)細(xì)胞的基因突變被不斷累積,很容易癌變。研究者發(fā)現(xiàn),特定的藥物只對(duì)產(chǎn)生特定基因突變的病人有效,對(duì)腫瘤病人做基因分型可以幫助選擇潛在的適用藥物。比如,蛋白激酶抑制劑埃羅替尼只對(duì)EGFR基因發(fā)生突變的肺癌患者有效,能延長晚期患者的生存期6-18個(gè)月,甚至有些病人可以做到5年內(nèi)不復(fù)發(fā)(相當(dāng)于治愈)。

當(dāng)然,這類靶向特定蛋白的藥物,依然會(huì)作用于三維結(jié)構(gòu)相似,功能多樣的其他蛋白靶點(diǎn),從而產(chǎn)生很強(qiáng)的副作用。而且腫瘤細(xì)胞分裂活躍,很容易在復(fù)制過程中發(fā)生基因突變導(dǎo)致剛開始有效的藥物后來無效,患者因此經(jīng)常復(fù)發(fā)腫瘤。即使這樣,每款抗癌藥物每年依然可以為那些制藥公司貢獻(xiàn)約50億美元的銷售額,說明其中包含著巨大的未滿足的臨床需求。因此,根據(jù)基因的突變位點(diǎn)對(duì)藥物進(jìn)行更加精細(xì)的設(shè)計(jì),提高靶點(diǎn)特異性和抵抗耐藥突變依然是醫(yī)藥開發(fā)的熱點(diǎn),靶向治療的藥物也不斷更新?lián)Q代。2016年,IBM的Watson醫(yī)療團(tuán)隊(duì)推出過一個(gè)產(chǎn)品,根據(jù)腫瘤病人基因型、病歷信息和海量的醫(yī)學(xué)文獻(xiàn),推薦腫瘤的治療用藥組合,但是因?yàn)樯虡I(yè)模式等問題(要求患者付費(fèi)購買相關(guān)服務(wù)后,醫(yī)生用這個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行用藥決策的輔助),這個(gè)產(chǎn)品并沒有成功。

“天價(jià)”丙肝藥

2013年,吉利德制藥公司上市了抗丙肝病毒藥物索菲布韋,售價(jià)1000美元一片,一個(gè)療程8萬4千美元。這款藥起初來源于一家名叫Pharmasset的小公司,于2011年被吉利德花112億美元收購。每當(dāng)說起這款藥物,藥明康德(全球第二大的CRO公司)的創(chuàng)始人李革都會(huì)扼腕嘆息。當(dāng)時(shí)那家小公司找到也還不算大的藥明康德做藥物化學(xué)合成外包服務(wù),因?yàn)橄胧″X,它向藥明康德提出,希望免除30萬美金的外包服務(wù)費(fèi),轉(zhuǎn)而共享藥物未來1%的權(quán)益,李革沒看上這款藥物,嚴(yán)詞拒絕。

如果按收購價(jià)來算,1%的權(quán)益后來值一億美金,翻了300多倍,如果看銷售額,就更可觀了,這款“天價(jià)”丙肝藥在2014年的年銷售額120億美元,在2015年的年銷售額達(dá)150億美元。風(fēng)頭正盛時(shí),吉利德公司也成了華爾街眼中最靚的仔,甚至有人預(yù)測(cè)它會(huì)是歷史上微軟之外,市值第二個(gè)破萬億美元大關(guān)的公司。始料未及的是,2016年后,該藥的銷售額持續(xù)下降,因?yàn)檫@個(gè)藥的效果太好,好到全球已經(jīng)沒有多少丙型肝炎病人,市場(chǎng)沒了,公司的股價(jià)也在3年內(nèi)腰斬。

更貴的細(xì)胞療法

2017年,首款CAR-T細(xì)胞療法在美國上市,它幾近治愈了一個(gè)女孩的白血病,而且臨床實(shí)驗(yàn)表明即使對(duì)于很多復(fù)發(fā)難治的白血病也有很好的效果。但是,這種療法定價(jià)37.3萬美元(約240萬RMB),只需打一針,而且只能打一針。如此貴的原因除了要收回高昂的研發(fā)成本,還因?yàn)樯a(chǎn)這款藥的成本也很高昂。CAR-T療法會(huì)將病人負(fù)責(zé)免疫的T細(xì)胞分離出來做基因工程改造,增強(qiáng)其殺傷力之后回輸?shù)襟w內(nèi)抗擊癌細(xì)胞,對(duì)生產(chǎn)質(zhì)控要求特別高。國內(nèi)首款CAR-T細(xì)胞療法阿基侖賽注射液于2021年6月獲批,定價(jià)120萬人民幣。事實(shí)上,除小分子藥物外,其他的像基因療法、細(xì)胞療法和單克隆抗體的生產(chǎn)成本都很高,而且沒有研發(fā)風(fēng)險(xiǎn),非常適合有錢的大公司投資和涉足,幾乎一本萬利,只要你能通過技術(shù)的手段降低生產(chǎn)成本。

藥物定制時(shí)代

2019年底,新英格蘭雜志報(bào)道了波士頓兒童醫(yī)院的一個(gè)罕見病治療案例?;純夯蜃儺愐l(fā)中樞神經(jīng)系統(tǒng)退化,醫(yī)生針對(duì)她的突變基因設(shè)計(jì)了一款反義RNA藥物,糾正了基因變異導(dǎo)致的選擇性剪切錯(cuò)誤。這是FDA歷史上第一次批準(zhǔn)為單個(gè)病人設(shè)計(jì)研發(fā)的藥物。這預(yù)示著藥物定制時(shí)代的到來,或?qū)?duì)整個(gè)生物醫(yī)藥領(lǐng)域帶來顛覆性的沖擊。我們知道,現(xiàn)在的醫(yī)藥是強(qiáng)監(jiān)管的,需要做很嚴(yán)格的臨床實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證藥物的安全性和有效性。在未來的藥物定制時(shí)代,怎么樣保證安全性?怎么樣保證有效性?付費(fèi)模式是不是要變?會(huì)不會(huì)引發(fā)公眾對(duì)醫(yī)療系統(tǒng)的信任危機(jī)?這一系列問題都沒有答案。

mRNA疫苗

2020年,新冠病毒席卷全球,刻不容緩,mRNA疫苗是潛在的開發(fā)周期最短的疫苗,全球只有BioNTech和Moderna兩家公司有能力開發(fā)。Moderna在沒有臨床實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的情況下,快速完成了美股歷史上最大生物科技公司IPO。一個(gè)生物醫(yī)藥公司還沒有臨床數(shù)據(jù),估值就達(dá)到幾十億美元,這放在以前是不可想象的事情,但Moderna做到了,創(chuàng)造了歷史。這得益于Moderna在mRNA領(lǐng)域持續(xù)的技術(shù)積累,在解決了穩(wěn)定性和遞送相關(guān)問題之后,開發(fā)周期短并且安全的特點(diǎn)被疫情無限放大。

探尋生物學(xué)的“元素周期律”

在歷史的宏大敘事中,生物醫(yī)藥總在一個(gè)不那么起眼的角落,沒有太多的波瀾壯闊,有的只是那些偶發(fā)的,些許改變了人類命運(yùn)的現(xiàn)象級(jí)事件。相對(duì)于技術(shù)進(jìn)步這種必然,一款好藥,一種新的治療方法的發(fā)明更具偶然色彩,具有不可復(fù)制性。不可復(fù)制的原因在于當(dāng)代的新藥開發(fā)基于的生物學(xué)功能機(jī)制研究不夠魯棒。當(dāng)代的生物學(xué)研究絕大多數(shù)只是利用還原論的思想抽絲剝繭,找到宏觀生命現(xiàn)象的微觀分子機(jī)制。

這種做法的局限在于,每個(gè)研究者都能找到特定視角下的微觀分子機(jī)制,但這些分子機(jī)制可能只是眾多相互交織的功能機(jī)制中的表象,類似于盲人摸象。當(dāng)代生物學(xué)缺乏強(qiáng)有力的從海量的微觀分子數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律,構(gòu)建對(duì)宏觀現(xiàn)象洞察的系統(tǒng)化理論,生物學(xué)也亟需類似于化學(xué)元素周期律這樣的系統(tǒng)化理論來統(tǒng)領(lǐng)。我們可能沒法預(yù)知生物學(xué)的“元素周期律”是什么,但我們可以預(yù)想它能用來干什么,其預(yù)見性和指導(dǎo)意義會(huì)在哪。相信500年后的人類看待我們當(dāng)代的生物學(xué)機(jī)制研究無異于我們看待神農(nóng)嘗百草和星象占卜。

疫苗

滅活疫苗、病毒載體疫苗、mRNA疫苗、減毒疫苗、多聯(lián)疫苗、多價(jià)疫苗

小分子

DNA編碼庫、共價(jià)抑制劑、變構(gòu)抑制劑、PPI調(diào)節(jié)劑、Protac、分子膠水

大分子

單克隆抗體、偶聯(lián)抗體、雙特異性抗體、納米抗體、Probody

基因療法

基因編輯、堿基編輯、干擾RNA、信使RNA、反義RNA、核酸適配體

細(xì)胞療法

CAR-T、通用CAR-T、CAR-NK、TCR-T

其他

噬菌體療法、溶瘤病毒、腸道菌群、生物相變

表中列舉的是當(dāng)代藥物的分類以及每一類包含的主要技術(shù)方法,其中的每一項(xiàng)技術(shù)即使概念不同,引起的生物學(xué)效應(yīng)不同,但它們有一個(gè)共同點(diǎn),那就是都涉及到對(duì)生物大分子的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),進(jìn)而逆轉(zhuǎn)疾病進(jìn)程或防患于未然。這樣的共同點(diǎn)是因?yàn)樯飳W(xué)一個(gè)非常重要的共識(shí)是結(jié)構(gòu)決定功能。

當(dāng)然,功能反過來也篩選了結(jié)構(gòu),因?yàn)槟切]有實(shí)現(xiàn)特定功能的結(jié)構(gòu)被自然選擇濾除了。對(duì)于仰望過星空,窺探過基因的人類來說,自然選擇算法并不高效,有時(shí)對(duì)于個(gè)體甚至是災(zāi)難的。人類生存抗?fàn)幍哪_步永不停歇,我們需要改造或設(shè)計(jì)生物大分子的能力,以此實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的生物學(xué)功能,更好地適應(yīng)環(huán)境。

為了達(dá)成這一愿景,我們需要回答兩個(gè)問題:1)實(shí)現(xiàn)特定功能需要什么樣的結(jié)構(gòu)?2)如何優(yōu)化結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的功能?這兩個(gè)問題都沒法直接從物理學(xué)或化學(xué)層面簡(jiǎn)單解釋,而需要生物學(xué)“元素周期律”來解答。

現(xiàn)在的結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究已經(jīng)通過X射線、核磁和冷凍電鏡等技術(shù)手段解析出越來越多的具有特定生物功能的大分子結(jié)構(gòu)。值得一提的是,2020年初,冷凍電鏡解析生物大分子的分辨率可達(dá)1.2埃,也就是能區(qū)分氫原子所在位置。分辨率提高之后,冷凍電鏡在生物大分子結(jié)構(gòu)解析上相比其他方法具有不可比擬的優(yōu)勢(shì),因?yàn)槔鋬鲭婄R只需要將生物樣品冷凍到玻璃體的狀態(tài),這是比晶體更接近生理的自然狀態(tài),而且比晶體更容易制備。

在一定程度上,生物分子的三維結(jié)構(gòu)解析可以類比化學(xué)發(fā)展早期做元素的提取鑒定,冷凍電鏡作為一種顛覆性技術(shù)手段也迎來了爆發(fā)時(shí)刻,已經(jīng)在幫助快速解析越來越多接近生理狀態(tài)的生物大分子結(jié)構(gòu)。但是相對(duì)于生物大分子龐大的結(jié)構(gòu)空間,光靠實(shí)驗(yàn)的手段解析生物大分子結(jié)構(gòu)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

2020年底,DeepMind利用先進(jìn)的AI算法AlphaFold和龐大的算力在有著28年歷史的蛋白結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)比賽中取得了第一名,得分遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩開其他隊(duì)伍,被譽(yù)為AI在解決科學(xué)問題上的最重要成果。AlphaFold把人類基因組中所有的功能蛋白結(jié)構(gòu)都預(yù)測(cè)一遍,模型對(duì)其中58%的蛋白結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)有比較高的置信度,說明預(yù)測(cè)結(jié)果大概率可靠,而此前人類花了60年的時(shí)間只解析出人類基因組17%的蛋白結(jié)構(gòu)。當(dāng)然,AlphaFold預(yù)測(cè)的另外42%的人類基因組蛋白置信度很低,其結(jié)果依然有待通過X射線、核磁和冷凍電鏡等手段去驗(yàn)證。有了AlphaFold的預(yù)測(cè)結(jié)果,這些蛋白結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)解析將變得更加容易。

如今,基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步給了我們海量的數(shù)據(jù),信息技術(shù)的發(fā)展讓我們實(shí)現(xiàn)了算力自由,人工智能的爆發(fā)提供了算法保障,我們?cè)跓o限地靠近生物學(xué)“元素周期率”的奧秘。但是,當(dāng)前這種只是在“吃”數(shù)據(jù)與算力的AI算法或許還不能幫我們完全揭開生物學(xué)”元素周期律“的面紗,生物學(xué)的“元素周期律”應(yīng)該像物理學(xué)和化學(xué)的基本定律一樣簡(jiǎn)潔。所以,我們需要更優(yōu)雅的數(shù)學(xué)工具,生物大分子折疊成特定的三維結(jié)構(gòu),或許只是一系列給定了邊界條件和初始值的微分方程的解的要求。200年后,未來的人類回望這段歷史,或許也會(huì)驚嘆現(xiàn)在的人類竟然靠著如此粗暴的算法開啟了生物醫(yī)藥的大航海時(shí)代。相信在不久的將來,我們可以像做建筑設(shè)計(jì)一樣去設(shè)計(jì)用于抗擊疾病的生物大分子。

后記

我時(shí)常會(huì)思考,新冠病毒是否會(huì)像中世紀(jì)的黑死病帶來文藝復(fù)興一樣,給社會(huì)帶來顛覆性的影響?如果會(huì),這種影響是什么?是人類的數(shù)字化孿生,人性的進(jìn)一步解放和生物技術(shù)突破倫理限制后的突飛猛進(jìn)嗎?道金斯在《自私的基因》一書中以基因?yàn)橹黧w看待生命,所有生物,包括人類,只是幫助基因擴(kuò)散的載體。當(dāng)我們認(rèn)為人是目的,就好像基因認(rèn)為基因的復(fù)制是目的一樣。事實(shí)上,人可以是手段,技術(shù)遲早如同操作基因一樣操作人,你根本不需要擔(dān)心你還是不是你,你要相信,進(jìn)化之后,你會(huì)是有更高級(jí)自主意識(shí)的你。

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