生物医学想象空间有多大?看青年科学家用计算机开发抗生素,将古疗法融入可穿戴
2020-11-01
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  青年科学家用五分钟时间在线讲述自己的最新研究成果,顶级科学家来提问,线上“答辩”碰撞思想火花,为生物医学带来更大想象空间。昨天下午,第三届世界顶尖科学家论坛青年论坛之生物医学会议上,来自全球7位青年科学家从各自领域入手,阐述或微观、或跨界的生物医学研究,令观众大开眼界。“科学无国界”跨越几千公里,将地球连成一个村落,探索医学科学浩瀚海洋中每个“隐秘的角落”。

  培育计算机开发抗生素能力

  美国宾夕法尼亚大学精神病学助理教授塞萨尔,正在研究一个新鲜有趣的方向——通过计算机来找到新类别的抗生素。“到2050年,全球会有大量的人因没有足够抗生素而丧生,如何提供合适的抗生素?我们该怎么办?”塞萨尔说,“过去10年来,人类甚至没有找到有效的新型抗生素,这是个亟待破解的问题。”

  那么,计算机是否可以应用起来?塞萨尔将化学经验提炼为0和1,以此教会计算机一种“搞化学”的能力。“你该怎样让计算机去研究抗生素?”面对顶尖科学家、2016年拉斯克医学特别成就奖得主布鲁斯·阿尔伯茨的提问,塞萨尔侃侃而谈:先教会计算机进化理论,从自然界提取分子,并让计算机来完成变异;再通过创新方式和不断迭代,他惊喜发现:计算机的预测居然与现实发生的一模一样!而今,塞萨尔将这种算法应用于人体蛋白质,并发现了4.3万个加密抗生素,他用“amazing”(令人惊喜的)来形容这样的发现。事实上,这些“自然抗生素”一直存在于人体的免疫系统,促进了人体心血管和神经系统的健康。

  阿尔伯茨说,如今通过计算机来优化抗生素方案治疗肺结核等传染病,已经有所尝试,“你是否考虑发现抗生素与优化抗生素之间有所结合?”对此,塞萨尔信心满满地说,这样的进展正在推进。传统的抗生素与计算机开发出来的分子结构,两者之间结合效果十分好,目前正着手根据研究成果撰写论文。此外,如何提升微生物的活性,让抗体更为高效,极大提高人体免疫功能,也将是他接下来逐步拓展的方向。

  融合古疗法追求个性化诊治

  古印度疗法阿育吠陀,与现代的可穿戴技术,两者之间有何联系?来自印度科学与工业研究理事会—中央电子工程研究所高级首席科学家巴拉副教授,讲述了有趣的尝试:通过结合阿育吠陀和可穿戴技术,将医学需求跟上时代变化。在他看来,人的电生理是动态的,如果医生可以实时获取心率等个人指标,将对疾病的诊断十分有用。

  巴拉目前正在研发一种数字化平台,“数字化医疗可以带来很多好处,可以说智能手机已经成为医生的延伸。”他形象举例,病人将手指放在手机上,触屏就能获取一系列生理指标,追踪病人的疾病变化。巴拉的妹妹患有糖尿病,“如果这项应用可以实践,那么我妹妹就能实时监测生理变化数据,实现对疾病的最好管理。”值得一提的是,可穿戴设备非但能监测心率等,还可以放在时间轴上,看到过去14天、28天的心率变化率,“我们将这样的实践与阿育吠陀相结合,探索疲劳对人体的影响,结果发现,同一压力下不同人群所感受到的疲劳程度各不相同。”

  印度阿育吠陀疗法讲究个体化治疗,这样的理念在现代医学中会有怎样应用?面对2012年拉斯克基础医学研究奖得主迈克尔·希兹的提问,巴拉说,阿育吠陀结合可穿戴已拓展出疲劳人群分类治疗管理模式,经过一系列电生理指标,科学家已确定出七种分类。此外,在新冠疫情流行期间,针对重症呼吸系统并发症等,临床发现死亡率较高的原因,主要在于病人免疫应答不一;而不同人群患病,所给的药物剂量也应各有侧重。“估计再有两个月左右的研究,我们的成果将更为精准。”巴拉最后表示。

 

作者:顾泳

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