搜狐科技《思想大爆炸——对话科学家》栏目第158期,本期嘉宾是百嘉医疗董事长何为无。
嘉宾简介:
何为无(Wei-Wu He),拥有美国贝勒医学院分子生物学博士学位,曾在梅奥医学中心及哈佛大学医学院附属麻省总医院从事博士后研究,并获宾夕法尼亚大学沃顿商学院工商管理硕士学位,现任百嘉医疗(Human Longevity)董事长。
划重点:
1. 人工合成细胞SpudCell被视为里程碑式的突破,它首次把生物大分子组装成能复制的体系,让人类离理解生命本质更近了一步。
2. 人生就像泰坦尼克号从伦敦开往纽约,原定航程可活100岁,但途中总有冰山。精准医疗的作用,就是在船出发前装上雷达和GPS,借由AI计算,提前知晓冰山的位置与撞击时间。
3. 唯有历经行业磨难与挫折,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,方能取得真正进步。
出品|搜狐科技
作者|周锦童
生命的诞生与迭代,始终是科学界最宏大且神秘的命题。长久以来,科学家们致力于探索如何仅凭纯粹的化学物质,从零开始复刻生命完整的运转逻辑。
近期,美国明尼苏达大学的科研团队交出了一份突破性答卷。他们成功打造了全球首个具备完整生命周期的人工合成细胞SpudCell(土豆细胞),这一成果直接颠覆了传统合成细胞的技术边界。
这款全新合成细胞与以往仅能实现单一功能的人造细胞不同。它完全由非生命化学成分自下而上组装而成,无需天然生物原料加持,便能自主完成营养摄取、个体生长、基因复制及细胞分裂全套流程,甚至实现了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?存在哪些不足?带着这些疑问,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
何为无首先回顾了自己导师克莱格·文特尔(J. Craig Venter)当年那场著名的实验。在2010年,文特尔团队将一套完全化学合成的DNA装入已有的细菌空壳中,让细胞“复活”。但这在当时只能算是“借壳上市”,因为骨架是现成的,只是替换了DNA。
随后,团队转向“最小基因组”的研究,试图弄清生命自主复制所需的最少基因数量。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后还能运转数十年,其精密程度远超任何人造机器。
在何为无看来,DNA如同手机的操作系统,而各种蛋白质则是运行其上的App。肝脏有特定的功能App,免疫系统也有专属App。人类一直想知道,能否从零开始制造一个真正的“活物”。
“明尼苏达大学的这次突破算是往前迈了一大步。”何为无解释道,“此前通过雷电模拟实验,我们仅能合成氨基酸、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,这是对生命底层原理的一次重要探索。”
不过,何为无也坦率指出,SpudCell离真正意义上的“自主生命”尚远。“因为它只能复制5到10代便停止,无法实现持续传代增殖。这还不如大肠杆菌这种最简单的细菌,后者一晚上就能长几公分。”
“此外,该细胞的分裂机制缺乏真核细胞成熟的调控体系,无法自主合成核糖体、ATP等核心物质。”何为无补充道,“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,必须持续从外部‘喂养’。”
这说明人类尚未完全掌握让其长期存活的关键信号。尽管如此,何为无认为这仍是里程碑式的突破,毕竟这是首次将生物大分子组装成可复制体系,为理解生命本质迈出重要一步。
关于伦理问题,何为无观点明确:合成细胞离克隆人还差着十万八千里。“造枪与造原子弹,伦理等级截然不同。目前合成细胞最大的应用仅是作为生物发酵罐生产药物小分子,这与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”,那人工智能则让这件事从碰运气变为有章可循。
何为无举了一个例子:他的好友、诺贝尔奖得主Michael Levitt在1969年发表论文,提出只要知道氨基酸排列顺序,就能算出蛋白质三维结构。这一想法当时近乎“天方夜谭”,直到AlphaFold出现才成为现实。只需输入序列,AI即可直接给出结构。
“过去验证一个蛋白结构,晶体验证耗费数年便作罢。现在AI几天内就能算出结果。”何为如是说,“放到合成细胞上亦然。SpudCell目前的限制之一是不会自己合成核糖体,需科学家‘喂’它。若用AI设计一个‘核糖体合成模块’的App,直接写入其DNA,问题便可解决。”
谈及难度,何为无表示:“我觉得不难。所有细胞都有类似架构,从别处借用即可。在人工智能时代,这种设计速度比以往快太多。”
这种“AI设计、生物落地”的模式也可广泛应用于创新药研发。
以往筛选一个小分子以阻断特定受体,需大量实验筛选,耗时数月甚至数年。如今AI可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,极大降低成本、缩短周期。
“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,更能推动医疗模式发生颠覆性变革,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,目标是纽约。人生亦然,本可活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。冰山将你撞沉,你便到不了终点。精准医疗要做的事,就是在船出发前就装上雷达和GPS。”
人体各类重大疾病的发生,本质上是基因底层风险与后天环境诱因共同作用的结果,均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。结合血脂、炎症指标、影像数据,AI一算就能知道冰山在哪儿,何时会撞上,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指标十年未变,核磁扫描前列腺也无变化,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,何为无提到了中国在精准医疗赛道上的独特优势:数据优势。
不同于欧美基于白人数据研发的算法,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。这可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。
依托这套体系,医疗干预可提前至青少年、青年阶段。在疾病尚未形成器质性病变时,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发生。
对于深耕生命科学、人工智能、精准医疗领域的青年从业者,何为无给出了建议。
“当下基础重复性的实验、编程、数据分析工作正快速被AI取代。年轻人不应耗费精力钻研这些可被机器替代的基础技能,而应聚焦复杂、有温度、具备人文与实践壁垒的核心能力。”
正如生命科学、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树立长期主义的职业与人生价值观。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,都需要长期深耕与持续沉淀。
“I wish you plenty of suffering.”为何为无如是说,“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机遇,实现个人成长与社会价值的统一。”
