搜狐科技《思想大爆炸——对话科学家》栏目第158期,对话百嘉医疗董事长何为无。
嘉宾简介:
何为无(Wei-Wu He),美国贝勒医学院(Baylor College of Medicine)分子生物学博士,美国梅奥医学中心(Mayo Clinic)、哈佛大学医学院附属麻省总医院(MGH)博士后,美国宾夕法尼亚大学沃顿商学院工商管理硕士,百嘉医疗(Human Longevity)董事长。
划重点:
1.人工合成细胞SpudCell是里程碑式的突破,首次将生物大分子组装成可复制的体系,是理解生命本质的重要一步。
2.人生像泰坦尼克号从伦敦出发,本来目标是纽约,可以活100岁,但路上有冰山。精准医疗就是在船出发前装上雷达和GPS,AI一算就能知道冰山在哪儿,什么时候会撞上。
3.你只有遭受了这些行业磨难与挫折,在实践中积累不可替代的经验与判断力,摒弃短期功利思维,才能进步。
出品|搜狐科技
作者|周锦童
生命的诞生与迭代,是科学界最宏大也最神秘的命题。长久以来,科学家们一直在探索如何依托纯粹的化学物质,从零复刻生命的完整运转逻辑。
近期,美国明尼苏达大学的科研团队交出了突破性的答卷,他们成功打造出全球首个具备完整生命周期的人工合成细胞SpudCell(土豆细胞),颠覆了传统合成细胞的技术边界。
不同于以往仅能实现单一生命功能的人造细胞,这款全新合成细胞完全由非生命化学成分自下而上组装而成,不需要天然生物的原料加持,就可自主完成营养摄取、个体生长、基因复制以及细胞分裂的全套生命过程,甚至还可以实现多代繁殖与种群竞争。
这项研究意味着什么?距离真正自主存活的合成细胞还有多远?有什么不足之处?带着这些问题,搜狐科技对话了百嘉医疗董事长何为无博士。
SpudCell是里程碑式的突破
何为无首先提到了自己导师克莱格·文特尔(J. Craig Venter)当年那场著名的实验。2010年,文特尔团队把一套完全化学合成的DNA装进了一个已有的细菌空壳里,让细胞“活”了过来,但那只能算是“借壳上市”,因为骨架是现成的,只是换了DNA。
随后他们又探索“最小基因组”,试图弄清生命自主复制所需要的最少基因。因为我们人类从父母那里继承了约60亿碱基对,从单细胞分裂出完整个体,还能运转几十年,精密程度远远超过了人造机器。
在何为无看来,DNA就像我们手机的操作系统,而各种蛋白质则是运行在上面的App,肝脏有肝脏的功能App,免疫系统有免疫系统的App,我们人类一直想知道,究竟能不能从零开始制造一个“活”的东西。
“这次明尼苏达大学的突破算是往前迈了一步,以前我们通过雷电模拟实验,仅能合成简单氨基酸、脂肪等基础生物分子,始终无法培育出完整活细胞,而此次研究通过极简的基因指令、搭配人工合成脂质细胞膜,成功组装出具备基础生命活性的细胞,算是对生命底层原理的一次探索。”何为无解释道。
不过,何为无也坦率地指出,SpudCell离真正意义上的“自主生命”还差得远。“因为它只能复制5到10代就停止了,无法实现持续传代增殖,还不如大肠杆菌这种最简单的细菌,像大肠杆菌一晚上就能长几公分。”
“而且细胞分裂机制缺乏真核细胞成熟的分裂调控体系,无法自主合成核糖体、ATP等核心功能物质。要知道,核糖体是蛋白质合成的核心机器,SpudCell既不能制造新的、也无法清除老化的核糖体,还必须持续从外部‘喂养’。”何为无补充道。
因此,这也说明我们人类还没搞清楚到底要加什么关键信号进去,才能让它一直“活”下去。尽管如此,何为无认为这仍是里程碑式的突破,首次将生物大分子组装成可复制的体系,是理解生命本质的重要一步。
至于伦理问题,何为无的看法也很明确:合成细胞离克隆人还差着十万八千里。“造把枪和造颗原子弹,伦理等级完全不同。合成细胞目前最大的应用也就是当个生物发酵罐,用来生产药物小分子,这跟编辑人类胚胎完全不在一个量级。”
AI会重构合成生物与精准医疗的未来范式
如果说合成细胞是科学家在试管里“造生命”,那人工智能就是让这件事从碰运气变成有章可循。
何为无举了一个例子:他的好朋友、诺贝尔奖得主Michael Levitt,1969年就写了一篇论文,提出只要知道氨基酸的排列顺序,就能算出蛋白质的三维结构。这个想法在当时近乎“天方夜谭”,直到AlphaFold的出现才把它变成现实,只需要输入序列,AI就能直接给出结构。
“以前我们做一个蛋白结构,晶体验证好几年就没了,现在AI几天就算出来了。放到合成细胞上也是一样的,SpudCell目前最大的限制之一,就是它不会自己合成核糖体,科学家得‘喂’它。但如果用AI设计一个‘核糖体合成模块’的App,就能直接写进它的DNA里。”何为无如是说。
谈及难度有多大时,何为无表示:“我觉得不难,所有细胞都有这种架构,从别的地方借一个过来就行,人工智能时代,这种设计比以前快太多了。”
此外,这种“AI设计、生物落地”的模式,也可以广泛应用于创新药研发领域。
以前我们找一个小分子来阻断某个受体,要做大量的实验筛选,需要几个月甚至几年,现在AI可以在数小时内生成上千组备选方案,并通过大数据预判药物毒性、筛选安全有效的靶向分子,极大降低研发成本、缩短研发周期。
“这就是AI带来的医疗效率革命。”何为无评价道。
不仅如此,AI与基因组学的深度融合,更能推动医疗模式实现颠覆性的变革,彻底告别传统“病后治疗(Sick Care)”的滞后模式,迈入“提前风控、源头干预”的精准预防时代。
何为无也抛出了一个他反复使用的比喻:泰坦尼克号撞冰山理论。
“泰坦尼克号从伦敦出发,本来目标是纽约。人生也一样,本来可以活100岁。但路上有冰山,以前是传染病,现在是心血管病、癌症、老年痴呆。冰山把你撞沉了,你就到不了终点。而精准医疗要做的事,就是在船出发前就装上雷达和GPS。”
要知道,人体各类重大疾病的发生,本质上都是基因底层风险和后天环境诱因的共同作用结果,都遵循典型的冰山理论。
“你的基因测一遍,我就知道你撞冰山的概率有多高。你的血脂、炎症指标、影像数据再往里一放,AI一算就能知道冰山在哪儿,什么时候会撞上,清清楚楚。”何为无如是说。
他还举了自己的例子:“AI告诉我前列腺癌风险几乎为零,PSA指标十年没变,核磁扫下来前列腺也毫无变化,所以那块冰山不是我的。但我的冠状动脉钙化指标五年间从3涨到了80,这才是我的冰山,我得防心血管疾病。”
“我希望你遭遇足够多的挫折”
此外,何为无还提到了中国在精准医疗赛道上的一个独特优势:数据优势。
不同于欧美基于白人数据研发的算法,我们国内依托庞大人口基数积累的本土临床数据,能优化出更适配中国人、印度人等亚裔群体的风险预测模型。可以精准预判个体心血管疾病、各类癌症的发病风险,识别低密度胆固醇、脂蛋白(a)、慢性炎症等核心高危指标。
因此,依托这套体系,医疗干预可以提前至青少年、青年阶段,在疾病尚未形成器质性病变的时候,就通过药物干预、生活方式调整、早期筛查等手段消除风险,从根源上延缓甚至规避重大疾病的发生。
对于那些深耕生命科学、人工智能、精准医疗领域的青年从业者而言,何为无也给出了他的建议。
“我觉得当下基础重复性的实验、编程、数据分析工作,正在快速被AI取代,所以年轻人不应该耗费精力钻研这些可以被机器替代的基础技能,而是应该聚焦复杂、有温度、具备人文与实践壁垒的核心能力。”
就像生命科学、医疗领域的核心竞争力,永远来自真实的行业经历、临床经验、对人体复杂系统的深度理解,以及对人性、社会、个体差异的感知能力,这些都是AI无法复刻的。
同时,何为无认为年轻人还需要树立长期主义的职业与人生价值观。因为前沿科技领域的突破从来不是一蹴而就的,无论是合成细胞的迭代优化,还是精准医疗体系的完善,都需要我们长期深耕、持续沉淀。
“I wish you plenty of suffering. 因为你只有遭受了这些行业磨难与挫折,在实践中积累不可替代的经验与判断力,摒弃短期功利思维,才能进步,才能在AI与生物科技融合的时代浪潮中,把握行业机遇,实现个人成长与社会价值的统一。”何为无如是说。