科學(xué)是社會(huì)進(jìn)步的基石。從茹毛飲血的石器時(shí)代，到萬(wàn)物互聯(lián)的數(shù)字時(shí)代，這種翻天覆地的變化建立在人類(lèi)對(duì)科學(xué)的無(wú)止境探索以及若干重大科學(xué)突破上。

1895年，科學(xué)家威廉·倫琴發(fā)現(xiàn)X射線(xiàn)，不久后被用來(lái)做醫(yī)療診斷；

1929年，細(xì)菌學(xué)家弗萊明發(fā)現(xiàn)青霉素，這是人類(lèi)發(fā)現(xiàn)的第一款抗生素，由此揭開(kāi)了用抗生素治病救人的序幕。

這樣的案例不勝枚舉，我們今天看到的每一項(xiàng)便利，幾乎都能追溯到某一次科學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)中。

今天，人類(lèi)社會(huì)面臨更多挑戰(zhàn)：新型冠狀病毒、全球氣候變暖、海洋污染以及癌癥等等。我們比以往任何時(shí)候更需要科學(xué)家。我們需要支持他們，鼓勵(lì)科學(xué)工作者發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題并且找到答案。正如卡爾·薩根所說(shuō)，“判斷我們是否進(jìn)步，要看我們是否有提問(wèn)的勇氣以及解答問(wèn)題的深度…”

對(duì)抗超級(jí)細(xì)菌

眾所周知，抗生素的耐藥性問(wèn)題已經(jīng)成為全世界最緊迫的公共威脅之一。多重耐藥菌有一個(gè)更通俗的稱(chēng)呼——超級(jí)細(xì)菌，每年死于超級(jí)細(xì)菌感染的人高達(dá)數(shù)十萬(wàn)。

細(xì)菌對(duì)抗生素產(chǎn)生耐藥性主要有兩個(gè)途徑。一是自然獲得，二是人類(lèi)濫用抗生素變相賦予了細(xì)菌抗藥性。濫用抗生素是主要原因，這使得戰(zhàn)勝超級(jí)細(xì)菌的斗爭(zhēng)變得更復(fù)雜、更艱難。

超級(jí)細(xì)菌｜tuchong.com

這不僅是一個(gè)科學(xué)問(wèn)題，也是一個(gè)商業(yè)難題。開(kāi)發(fā)一種新的抗生素，平均需要十幾年；而細(xì)菌只需要兩三年就能對(duì)抗生素產(chǎn)生抗藥性。這意味著研發(fā)新抗生素成本高昂，但是回收成本周期卻很短。因此，一方面，根據(jù)國(guó)際制藥商協(xié)會(huì)聯(lián)合會(huì)（IFPMA）的估計(jì)，在最差的情況下，預(yù)計(jì)到2050年全球每年會(huì)有1000萬(wàn)人口死于耐藥菌；另一方面，開(kāi)發(fā)新抗生素正面臨資金短缺和技術(shù)瓶頸。

世界衛(wèi)生組織抗菌素項(xiàng)目負(fù)責(zé)人馬克·斯普林格博士曾說(shuō)，“如果你看一下新抗生素藥物上市的時(shí)間表，已經(jīng)有將近30年的空檔期了”。解決這個(gè)難題的核心在于，要支持醫(yī)藥企業(yè)和科學(xué)家進(jìn)行新型抗生素研究，為他們提供便利。

在這種背景下，多家國(guó)際藥企聯(lián)合成立AMR行動(dòng)基金，在IFPMA的領(lǐng)導(dǎo)下，提供10億美元風(fēng)險(xiǎn)資本用于抗生素研發(fā)。預(yù)計(jì)在未來(lái)10年，它們會(huì)資助生物醫(yī)藥公司開(kāi)發(fā)出2-4種抗生素并提供給患者。

慕尼黑工業(yè)大學(xué)的有機(jī)化學(xué)教授斯蒂芬·西貝爾（Stephan Sieber）正在帶領(lǐng)他的研究小組對(duì)抗超級(jí)細(xì)菌。由于其在該領(lǐng)域的做出的貢獻(xiàn)，2020年西貝爾被授予未來(lái)洞察獎(jiǎng)（Future Insight Price）。（復(fù)制鏈接了解更多未來(lái)洞察獎(jiǎng)：https://www.emdgroup.com/en/news/future-insight-prize-2020-13-07-2020.html）該獎(jiǎng)項(xiàng)由全球領(lǐng)先科技公司默克（Merck）在其成立350周年之際設(shè)立，從2019年開(kāi)始，持續(xù)35年。該獎(jiǎng)項(xiàng)著眼于解決那些人文科學(xué)領(lǐng)域的大問(wèn)題（greatest problems），旨在促進(jìn)健康、營(yíng)養(yǎng)和能源領(lǐng)域的突破性、創(chuàng)新性的科學(xué)研究，獎(jiǎng)金為100萬(wàn)歐元。除此之外，西貝爾還榮獲了諸多重磅獎(jiǎng)項(xiàng)，其中就包括德國(guó)最重要的科學(xué)獎(jiǎng)之一， Klung-Wilhelmy科學(xué)獎(jiǎng)以及旨在鼓勵(lì)新藥物研發(fā)的Klaus Grohe科學(xué)獎(jiǎng)。

斯蒂芬·西貝爾（Stephan Sieber）｜慕尼黑工業(yè)大學(xué)

西貝爾等人的核心策略是在細(xì)菌代謝中尋找潛在目標(biāo)。他們需要確定對(duì)細(xì)菌生存至關(guān)重要的蛋白質(zhì)，然后設(shè)法破壞它，最終殺死細(xì)菌。他們使用了一種名為PK150的藥物，這是一種改良后的抗癌藥，能夠同時(shí)以?xún)煞N方式攻擊細(xì)菌：阻礙能量代謝同時(shí)破壞細(xì)胞壁。簡(jiǎn)單地說(shuō)，首先，該抗生素可以干擾細(xì)菌的能量代謝；其次，它會(huì)增加信號(hào)肽酶的活性，導(dǎo)致細(xì)菌破裂。

西貝爾教授表示，由于PK150這兩種攻擊細(xì)菌的方式同時(shí)起作用，這使得細(xì)菌很難對(duì)其產(chǎn)生抗藥性，因?yàn)椤皟蓚€(gè)突變發(fā)生在同一個(gè)細(xì)胞中的正確位置，這種概率要低得多?！?/p>

目前，PK150已經(jīng)處在臨床前研究階段。科學(xué)家正在測(cè)試抗生素對(duì)其他類(lèi)型細(xì)菌的有效性。如分枝桿菌和革蘭氏陰性細(xì)菌。

將廢棄塑料轉(zhuǎn)化為可食用蛋白質(zhì)

在當(dāng)前人類(lèi)面臨的諸多緊迫性議題中，有兩個(gè)看似不相關(guān)的領(lǐng)域，卻被科學(xué)家的一項(xiàng)研究成果聯(lián)系了起來(lái)：用微生物降解塑料，再?gòu)慕到鈴U物中生產(chǎn)可食用蛋白質(zhì)。這項(xiàng)技術(shù)為解決全球塑料污染和糧食危機(jī)提供了新方案。

塑料污染，尤其是泄露到水生生態(tài)系統(tǒng)中的塑料污染在近幾年急劇增加，預(yù)計(jì)到2030年將增加一倍以上，對(duì)人類(lèi)健康、全球經(jīng)濟(jì)、生物多樣性和氣候造成可怕的后果。對(duì)人類(lèi)自身而言，最直接的危害來(lái)自于塑料分解物，他們通過(guò)食物鏈最終富集到人體，這可能導(dǎo)致荷爾蒙變化、發(fā)育障礙、生殖異常和癌癥。此外，在塑料的遮蔽下，海洋中的珊瑚、紅樹(shù)林被垃圾淹沒(méi)，無(wú)法獲得氧氣和光線(xiàn)，這對(duì)海洋生態(tài)穩(wěn)定性造成了嚴(yán)重影響。

海邊的塑料垃圾｜tuchong.com

另一個(gè)與人類(lèi)息息相關(guān)的議題是糧食危機(jī)。2020年諾貝爾和平獎(jiǎng)授予了世界糧食計(jì)劃署（WFP），表彰其在全球范圍內(nèi)與饑餓作斗爭(zhēng)的努力。然而，饑餓并未真正離人類(lèi)遠(yuǎn)去。反而隨著人類(lèi)面臨的挑戰(zhàn)越來(lái)越多，糧食供應(yīng)面臨更大威脅。WFP的一項(xiàng)分析顯示，全球平均氣溫如果比工業(yè)化前上升2攝氏度，全球增加1.89億饑餓群體。如今，由于新冠疫情影響，全球饑餓狀況急劇惡化，多家聯(lián)合國(guó)機(jī)構(gòu)撰寫(xiě)的《世界糧食安全和營(yíng)養(yǎng)狀況報(bào)告》估計(jì)，前年（2020年）全球大約有十分之一的人口（8.11億人）面臨食物不足的困境。

科學(xué)家們正在行動(dòng)。

今年7月，2021年度未來(lái)洞察獎(jiǎng)授予了伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校生物工程學(xué)教授 Ting Lu 和密西根理工大學(xué)生物科學(xué)副教授 Stephen Techtmann（復(fù)制鏈接閱讀更多課題詳情：https://www.emdgroup.com/en/news/future-insight-prize-2021.html）他們創(chuàng)造了一項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性技術(shù)，即用微生物降解塑料，然后利用廢物生產(chǎn)蛋白質(zhì)和燃料。該技術(shù)有望同時(shí)解決糧食短缺和塑料垃圾增加兩個(gè)難題。

2021年度Future Insight Price獲獎(jiǎng)?wù)撸⊿tephen Techtmann 與Ting Lu）

這項(xiàng)技術(shù)最初由美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）資助，研究改進(jìn)一種將塑料廢物解構(gòu)為蛋白粉和潤(rùn)滑劑的方法。在目前的工藝下，研究人員將塑料解構(gòu)成一種油狀化合物，然后喂養(yǎng)給食油細(xì)菌群落。細(xì)菌吃“油”，大量增殖，產(chǎn)生更多的細(xì)菌細(xì)胞，其中含有55%的蛋白質(zhì)。通過(guò)這個(gè)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了塑料-蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)化。

科學(xué)家甚至設(shè)想了一個(gè)現(xiàn)實(shí)中可應(yīng)用的系統(tǒng)。人們將塑料垃圾或者不可食用的生物質(zhì)扔進(jìn)“垃圾桶”，廢物進(jìn)入處理反應(yīng)器，加熱分解，送入食油細(xì)菌群落，然后把細(xì)胞干燥處理，得到蛋白粉。

更進(jìn)一步，研究人員正在通過(guò)設(shè)計(jì)細(xì)菌，讓產(chǎn)生的蛋白質(zhì)更加豐富：含有特定的氨基酸和不飽和脂肪酸。另一方面，他們使用合成生物學(xué)方法增加益生菌，從而改善生成的“食品”質(zhì)量。

兩位獲獎(jiǎng)?wù)逿echtmann和Ting Lu的合作既有偶然性，也有戲劇性。Techtmann的研究集中在塑料的生物性降解，Ting Lu的專(zhuān)長(zhǎng)在于工程益生菌領(lǐng)域。二人幾年前在一次會(huì)議上相識(shí)，當(dāng)時(shí)Techtmann正專(zhuān)注于如何用細(xì)菌清理漏油，Ting Lu則在研究通過(guò)基因改造生物來(lái)增強(qiáng)人類(lèi)健康，比如抑制抑制食源性病原體的生長(zhǎng)。兩個(gè)人的領(lǐng)域結(jié)合在一起，形成了這項(xiàng)極具潛力的技術(shù)。

好奇心是科學(xué)的先決條件

#Always curious# 正如愛(ài)因斯坦所說(shuō)，“我沒(méi)有特別的才能，只有強(qiáng)烈的好奇心。永遠(yuǎn)保持好奇心的人是永遠(yuǎn)進(jìn)步的人?！爆F(xiàn)在，全球步入新冠疫情已經(jīng)兩年，人類(lèi)的好奇心消失了嗎？疫情是否讓人類(lèi)變得更加封閉、保守？作為全球領(lǐng)先的科技公司，默克在中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)做了一項(xiàng)關(guān)于“好奇心”的問(wèn)卷調(diào)查，統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示出了疫情下人類(lèi)的韌性和無(wú)法壓制的好奇心。

63%的受訪者認(rèn)為，疫情改變了他們的日常生活；同樣地，63%的人表示他們更愿意嘗試新的事物；61%的人認(rèn)為自己的工作效率提高了；74%的人堅(jiān)信，危機(jī)中孕育著希望。

這份調(diào)查報(bào)告，或許與個(gè)人的感知不符，但卻符合人類(lèi)發(fā)展的歷史。不論是戰(zhàn)爭(zhēng)、疾病抑或是自然災(zāi)害，處在其中的個(gè)體或許有消沉、沮喪的情緒，但最終一定會(huì)走出陰霾，這便是人類(lèi)社會(huì)進(jìn)步的邏輯。例如在第二次世界大戰(zhàn)中蓬勃發(fā)展的雷達(dá)技術(shù)和聲吶技術(shù)，現(xiàn)在在遙感領(lǐng)域、海洋探索領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用；疫情中誕生的mRNA疫苗，成為了人類(lèi)對(duì)抗傳染病的強(qiáng)大武器…

根據(jù)相關(guān)報(bào)告顯示，新冠疫情將生物醫(yī)藥行業(yè)的數(shù)字化進(jìn)程提前了至少5年。這種加速轉(zhuǎn)型對(duì)于改善患者護(hù)理、提高成本效益、提高透明度、改進(jìn)生產(chǎn)和藥物開(kāi)發(fā)至關(guān)重要。

不只是科學(xué)家，每個(gè)人都需要保持開(kāi)放，保持對(duì)外界探索的欲望，保持好奇心。這是科學(xué)的先決條件，亦是人類(lèi)進(jìn)步的動(dòng)力。

原標(biāo)題：《覆蓋中、美、德三國(guó)調(diào)查問(wèn)卷：疫情之下，人類(lèi)變得更加開(kāi)放、好奇與自信》

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