飞龙在天:生物科研的夏天
如果说21世纪的科研是生物学的世纪,那一点都不为过,很热。
上世纪50年代,DNA双螺旋被确定,就像推倒了生物研究多米诺骨牌的第一张。随后RNA、蛋白质、中心法则等被相继确立,为生物研究奠定了坚实的基础。2000年开始,小RNA(microRNA)开始浮出水面,主导了以后将近10年的基础研究。2003年,人类基因组计划宣布初步成果,随后测序成本下降迅速。2006年,日本人Yamanaka发现了诱导性胚胎干细胞,成为又一个引领时代的新方向,吸引了大量基金和杰出的科学家。
就在前几天,Facebook的扎克伯格、Google的创立者Sergey Brin、苹果的Arthur以及其他风险投资人联合创立了生命科学突破奖,奖励那些在生命科学领域作出重大突破的科学家,每人300万美元。这是人类历史上最为奢华的奖励,几乎是诺贝尔奖的3倍。
中国的生物科研更是如雨后春笋。2005年饶毅在《细胞》上发表文章,被认为是改革开放后中国在生命科学领域取得重大突破的标志。同时一股回国潮汹涌澎湃,“百人计划”、“千人计划”、杰青等名头吸引了无数在国外取得重大成就的学者。王晓东、施一公等一大批知名科学家回国,甚至一些外国科学家也加盟中国科研。2012年,北京生命科学研究所研究员李文辉发表关于乙肝受体的原创性文章,成为本土原创性工作的里程碑。
毫无疑问,生命科学研究真是如飞龙在天,让其他自然科学学科难以望其项背。
生物产业:密云不雨,自我西郊
生物科研和生物产业本来应该是母亲和儿子的关系,所谓母壮子肥。然而事情不是那么简单。
这个儿子有点“挫”:基础研究勾画出了非常丰满的前景,生物产业目前还是很骨感。生物产业其实主要是生物制药,针对心脑血管疾病、癌症、糖尿病的药物占据了大部分生物产业。
从国家分布上看,生物产业几乎一色是欧美列强的天下,美国几乎占据全球最大的100家生物公司的80%,其他如加拿大、澳大利亚、比利时等都有大型生物公司。同中国快速发展的生物研究形成鲜明对照的是,中国只有一家生物公司(科兴生物)上榜,而且在100家公司中排名第96。
虽然生物制药主导了生物产业,但不可否认,一些新兴行业正悄然兴起,比如测序。
2010年,美国成立了一家叫做Foundation Medicine的公司。2011年,该公司推出了一款新产品Foundation One(号称第一款针对肿瘤患者的信息服务)。只要病人给公司提供大小合适的肿瘤病理切片,公司就会对肿瘤样本进行测序,从而发现病人特异的肿瘤基因组。然后,公司会根据病人独特的肿瘤突变,根据已有的文献,给病人提出最合适的肿瘤治疗方案。
Foundation One只是近年基础研究进步催生的科技服务之一。这个产品的背后是癌症研究领域热炒的所谓个性化治疗。而从根本上,个性化癌症治疗得益于日益低廉快速的基因组测序。
除了通过病理样品进行癌症基因组测序,还可以有更为简捷的方式。哈佛医学院的Daniel A. Haber一直致力于通过检测血液中痕量的癌细胞(circulating tumor cells)来早期检测癌症。对这些癌细胞进行基因组测序,可能比病理切片伤害更小,而且对某些无法获得病理切片的癌症(比如脑癌)意义重大。
基因组测序还有更为广泛的应用。其中之一是健康评估。现在很多同各种疾病相关的DNA序列(被称为SNPs)已经被鉴定出来,而且在未来的几十年中将呈井喷般的发展趋势。这些序列一旦达到一定数量,通过每个人的基因组序列来预测疾病的可行性和可靠性就大大增加。
如果说有朝一日,个人基因组测序被纳入美国的医疗保障,我一点都不奇怪。不但政府需要个人的基因信息,保险公司、医疗公司肯定对这些信息充满渴望。
所以,基于测序技术将会诞生很多新兴行业。目前基因组测序的价格正向1000美元/人这条路稳步前进,价格低廉的测序和对测序技术的改进本身就是一项产业,而且是一块非常巨大的蛋糕。