Dr. Roger Kornberg:困擾人類健康下一步的三大“老問題”,“新方法”近在眼前|BEYOND Expo 2022-肽度TIMEDOO

科技創(chuàng)新和社會影響力始終是 BEYOND Expo 的焦點所在。9 月 21 日上午 8:45-10:00,第二屆 BEYOND 國際科技創(chuàng)新博覽會(以下簡稱 “BEYOND Expo 2022”)開幕式于BEYOND Metaverse 中重磅舉行。

圍繞 BEYOND Expo2022 開幕式主題——“What’s Next?”,組委會邀請到 2006 年諾貝爾獎得主,世界頂尖科學(xué)家協(xié)會主席,中以海德創(chuàng)始人 Dr. Roger Kornberg ;中國建筑集團(tuán)有限公司董事長、黨組書記鄭學(xué)選;西湖大學(xué)校長,中國科學(xué)院院士施一公;寧德時代創(chuàng)始人、董事長及 CEO 曾毓群;高瓴創(chuàng)始人張磊;默克中國總裁、默克電子科技執(zhí)行副總裁安高博;滴灌通集團(tuán)創(chuàng)始人、主席李小加齊聚 BEYOND 元宇宙,就行業(yè)最新趨勢及最前沿科技創(chuàng)新理念及科技在未來生活的世界中的影響等熱點話題分享了真知灼見,一同暢談全球的科技創(chuàng)新未來。

其中,針對人類健康的未來發(fā)展可能,Dr. Roger Kornberg 圍繞這一領(lǐng)域中的三個由來已久的歷史性問題,通過主題演講簡要介紹了當(dāng)下科技行業(yè)與社會中的一些潛在的應(yīng)對方案。

Dr. Roger Kornberg:困擾人類健康下一步的三大“老問題”,“新方法”近在眼前|BEYOND Expo 2022-肽度TIMEDOO

Dr. Roger Kornberg 首先表示,這些長期存在的挑戰(zhàn)體會現(xiàn)在以更低的成本和更快的速度生產(chǎn)出更好的藥物、未來的大流行防備、預(yù)防這三大方面。

具體而言,他指出,現(xiàn)階段,在藥物研發(fā)方面,由于這一過程中往往需要無數(shù)嘗試來進(jìn)行不斷優(yōu)化,整個過程會非常受限于時間和金錢的制約,并且甚至?xí)?jīng)常無法通過臨床試驗。

面對這一問題,先進(jìn)運(yùn)算可能會是一種良好的解決策略。不過目前,無論是通過化學(xué)力量還是量子力學(xué)力量的計算均存在相應(yīng)的弊端,很難在準(zhǔn)確性和效率方面達(dá)成平衡。然而,一種新的基于量子力學(xué)計算法的先進(jìn)運(yùn)算方法的出現(xiàn)或許能很好的兼具這兩方面的需求。

其次,他講到,在大流行的防備上,新冠疫情的出現(xiàn)顯然讓這一挑戰(zhàn)更為外界所重視。為此,一種基于核糖核酸(RNA)的療法便很有可能成為解決這一問題的良策。他進(jìn)一步指出,這種療法并不是利用信使核糖核酸產(chǎn)生疫苗,而是通過小干擾核糖核酸阻止病毒性感染的進(jìn)程,干擾導(dǎo)致細(xì)胞瘋狂繁殖或發(fā)展癌癥的途徑。

此前,這一療法會受限于小干擾核糖核酸的自身體積過于微小,帶電荷太高的問題。不過,近期業(yè)界卻發(fā)現(xiàn)了一個潛在的應(yīng)對可能。而這種方法已被用于研發(fā)治療新冠病毒的藥物,并取得了一定的成果。

第三,Dr. Roger Kornberg 指出,在預(yù)防層面上,以環(huán)境污染問題為例,這一問題每年會造成幾萬億美元的損失。然而,人們對此也并非束手無策,一種基于手機(jī)上的音頻和視頻功能監(jiān)測環(huán)境參數(shù)的手機(jī)軟件可以幫助人們對此做出應(yīng)對。并且,這項技術(shù)就能夠創(chuàng)建出一個可觀的信息數(shù)據(jù)庫。這對于人類健康,對于保險預(yù)防疾病和其他環(huán)境造成的后果都具有極大的價值,市政當(dāng)局也能夠利用數(shù)據(jù)庫打造智慧城市甚至做更多的事情。

最后,他也呼吁到,“我給出的三個例子都已經(jīng)發(fā)展成熟,可以隨時投入應(yīng)用。在未來的幾十年時間里面我們會擁有成本更低、效果更好的藥物;應(yīng)該不會再出現(xiàn)大流行病;最后我們應(yīng)該能在一種個人警告系統(tǒng)的保護(hù)下遠(yuǎn)離危險,遠(yuǎn)離有害環(huán)境?!?/p>

以下是演講全文:

我想跟大家聊聊人類健康的下一步是什么,我會提到一些老問題和新辦法。所謂老問題是久遠(yuǎn)的挑戰(zhàn),今天圍繞三個挑戰(zhàn)來說,所謂的新辦法浮現(xiàn)出來的可能解決這些重大問題的技術(shù)。

這些長期存在的挑戰(zhàn)包括以更低的成本和更快的速度生產(chǎn)出更好的藥物,其次,未來的大流行防備。最后就是預(yù)防,預(yù)防當(dāng)然勝于治療,俗話說得好,預(yù)防為主治療為輔。毫無疑問,如果能夠預(yù)防一種疾病,肯定比任其發(fā)展再努力醫(yī)治更好。

關(guān)于第一個挑戰(zhàn)以更快的速度和更低的成本研究更好的藥物,我解釋一下,當(dāng)下藥品開發(fā)的最佳途徑需要一款侯選藥物的分子結(jié)構(gòu),與靶蛋白相契合,基于結(jié)構(gòu)侯選藥物會被重新設(shè)計提高與目標(biāo)的契合度,然后被優(yōu)化過的設(shè)計要接受化學(xué)合成和測試。這一過程要重復(fù)無數(shù)次以優(yōu)化進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)確立,分子設(shè)計、合成及測試要重復(fù)很多次。這個過程既費(fèi)錢又費(fèi)力。需要耗費(fèi)大量的資金投入大量的時間。整個過程要受限于時間和金錢,結(jié)果這樣研發(fā)出的藥物常常無法通過臨床試驗。這個問題的解決辦法就是要引入先進(jìn)的運(yùn)算。許久以來,我們都希望計算機(jī)輔助藥物設(shè)計能夠改善這一過程,問題是直到現(xiàn)在都無法或難以達(dá)到我們想要的效果。這是因為通過計算手段確定的計算方法,潛在藥物與靶點之間的相互作用強(qiáng)度受到計算能力的限制。

在理想狀態(tài)下,其一動用全部化學(xué)力量計算,其二動用量子力學(xué)力量計算??上У氖?,用這種方法為一個分子的設(shè)計進(jìn)行全面計算至少需要一萬億年。當(dāng)前可用的辦法速度更快,數(shù)分鐘內(nèi)就可以完成,可是卻不能達(dá)到所需要的準(zhǔn)確度。所謂的新辦法就是一種量子力學(xué)的計算方法,不僅速度快準(zhǔn)確度也能滿足要求。有了剛剛投入應(yīng)用的新辦法我們將有可能以更快的速度花更少的時間制造出更強(qiáng)大的分子,最終不再需要任何合成或試驗。

我想談的第二個久未解決的挑戰(zhàn)就是未來大流行的防備。顯然在我們才經(jīng)歷的新冠大流行之后這就變得非常重要了。這個問題的解決方法來自于核糖核酸療法,我指的不是利用信使核糖核酸產(chǎn)生疫苗,而是小一百到一千倍的核糖核酸分子,其長度僅僅只有 20-25 核糖核酸構(gòu)建結(jié)構(gòu)或核苷酸,這些被稱為小干擾核糖核酸。如果將他們引入細(xì)胞會導(dǎo)致信使核糖核酸中的基因序列得到識別,與小干擾核糖核酸中的基因序列相對應(yīng),一個完美的配對會引導(dǎo)信使核糖核酸走向死亡。

以這種方式即將小干擾核糖核酸引入細(xì)胞可以阻止病毒性感染的進(jìn)程,干擾導(dǎo)致細(xì)胞瘋狂繁殖或發(fā)展癌癥的途徑,這種方法的問題就在于小干擾核糖核酸的長度約為 20 到 25 個核苷酸,體積實在還是太大了,帶電荷又太高無法進(jìn)入細(xì)胞,無法穿過表面,無法穿過每個細(xì)胞周圍的細(xì)胞膜。

近期發(fā)現(xiàn)的一個極小的變化解決了這個問題。一種小分子可以附著于核糖核酸上面幫助其快速地突破,小干擾核糖核酸的快速突破和累計能夠破壞細(xì)胞當(dāng)中的病毒或其他惡意分子的蛋白,這種方法被用于研發(fā)治療新冠病毒的藥物,這種新冠藥物取得巨大的成功,這種藥物成功的滅殺了一只被感染的動物體內(nèi) 99.9% 的病毒。

這種方法的重要性不僅在于其良好的效果,在我提到的例子當(dāng)中或者其他的例子當(dāng)中有所體現(xiàn),并且能夠立刻消滅任何新出現(xiàn)的病毒,或者任何一種現(xiàn)存病毒的變種,這種病毒的基因組序列僅需一頁就能夠被鑒定出來。

小干擾核糖核酸的對應(yīng)序列在機(jī)器上自動生成,所以從新病毒的出現(xiàn)到治療藥物的誕生僅僅只需要幾天的時間。還必須要提到的是,小干擾核糖核酸長時間停留在細(xì)胞當(dāng)中,所以小干擾核糖核酸藥物不僅有治療效果還具有防護(hù)的功效,它能起到防護(hù)的作用,能幫助人體抵御感染長達(dá)數(shù)周或許更久,這顯然是解決的辦法,不僅能夠應(yīng)對未來的大流行做好防備還能夠應(yīng)對病毒性疾病和許多其他的疾病,這是一種才開始投入應(yīng)用的神奇的新方法。

最后來講講預(yù)防。預(yù)防的形式多種多樣的,我引用最近出現(xiàn)的重要的例子,這個例子涉及到空氣污染,我們知道這是讓全世界都非常煩惱的緊迫問題,每年的空氣污染造成的死亡人數(shù)達(dá)到數(shù)百萬,而令成千上萬的人因生病無法繼續(xù)工作或者開展其他的活動,每年世界產(chǎn)生的損失大概幾萬億美元。

這個問題的解決辦法是研發(fā)出一款探測軟件,用于暴露在空氣污染中的個體提供警示,于是一種新的,我應(yīng)該說” 神奇的” 軟件誕生了。它可以被安裝在任何的手機(jī)里面,最簡單的老頭機(jī)也可以用。這款軟件是使用手機(jī)上的音頻和視頻功能來極為精確地測量每個環(huán)境參數(shù),包括空氣當(dāng)中的顆粒物質(zhì)的濃度,尤其是 PM2.5 顆粒,這種顆粒造成了最嚴(yán)重的空氣污染危害。不過同樣,我剛剛提到的軟件還能通過手機(jī)測量個人周邊的溫度,誤差不超過 1℃,還能夠測量濕度、風(fēng)向和你想知道的一切,它能估算紫外線暴露量、有害噪音的暴露量,手機(jī)這時候變成警告系統(tǒng)針對所有潛在的環(huán)境危害發(fā)出警示。

當(dāng)人們帶著這個手機(jī)的時候,手機(jī)就能夠阻止人們接觸到可能致病甚至于致殘的環(huán)境,其實還能夠幫助節(jié)約能源,這也是全世界面臨的緊迫的問題,也就沒有必要給整棟房子或者給房屋或建筑物的某一部分裝空調(diào),只需要關(guān)注個人身邊的高溫或者低溫環(huán)境就可以了。

最后也是最重要的一點,這個軟件被安裝到數(shù)以百萬計的手機(jī)上之后,這項技術(shù)就能夠創(chuàng)建非凡的數(shù)據(jù)庫。一個龐大的信息數(shù)據(jù)庫,對于人類健康而言具有極大的價值,對于保險預(yù)防疾病和其他環(huán)境造成的后果都具有極大的價值,市政當(dāng)局能夠利用數(shù)據(jù)庫打造智慧城市甚至做更多的事情。

總結(jié)一下,我描述的三個長期未能被攻克的挑戰(zhàn),他們是研發(fā)更好的藥物、未來大流行的防備、疾病的預(yù)防而無需動用更好的藥物。解決的方法近在眼前,我給出的三個例子都已經(jīng)發(fā)展成熟,可以隨時投入應(yīng)用。在未來的幾十年時間里面我們會擁有成本更低、效果更好的藥物;應(yīng)該不會再出現(xiàn)大流行?。蛔詈笪覀儜?yīng)該能在一種個人警告系統(tǒng)的保護(hù)下遠(yuǎn)離危險,遠(yuǎn)離有害環(huán)境。謝謝!

編輯:李麗