生命科学走上融合之路

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生命科学走上融合之路% H) Q' p: H3 `. b5 h8 |, g: h
作者：   来源：中国科学报   发布者：张荐辕   日期：2015-06-02  ! N  }: h. h' r' f+ R
  
2 n1 B8 o+ w# Q  g. y& Y0 j: n我们要抓住这个契机，积极参与其中，努力成为第三次生命科学革命的领导者。
' Q$ |3 x- K( ~* r“利用微能量医学治疗疾病必将是继药物治疗和手术治疗后的另一类治疗领域。它不仅可治疗明确的疾病，还可能将治疗前移，做到疾病预防、亚健康治疗，这将是健康事业的革命性进展。”在近日举办的第二届北京国际生物医学峰会上，中国工程院院士、北京大学第一医院名誉院长郭应禄如是表示。  e7 E" M+ m3 ~# f! q
郭应禄认为微能量医学是融合科学的范例，也是协同创新转化医学的具体成果。生命科学、物理学、工程学的融合，正在促使生命科学迎来第三次大发展阶段。
3 A# T! t& B9 ]. u( O! h6 A4 B生命科学第三次大发展来临+ P0 b9 {; Y9 {
“微能量包括：冲击波、超声波和旋磁。如今，冲击波的治疗领域已包括：泌尿系结石、骨科、心血管疾病、抗炎、伤口愈合、整形外科，以及神经科等。”郭应禄指出，要深刻理解大科学概念，通过大协作，进行微能量医疗的基础与临床研究，建立人体器官功能修复医学。( Y. W9 i1 r  ?+ k7 W
融合科学是生命科学第三次大发展的基础，郭应禄指出，分子生物学的创立和发展被认为是生命科学的第一次革命，主要发生在20世纪70年代和80年代；它又直接催生了第二次革命，即基因组学的创立和发展。
5 ^4 g4 g6 A8 S据了解，奠定这两次生命科学革命基础的，是两次被认为20世纪最伟大的生命科学研究成果，一是根据弗兰克林和维尔金斯的DNA衍射图谱推断出DNA双螺旋的正确结构；二是佩鲁茨和肯德鲁对血红蛋白和肌红蛋白三维空间分子结构的解析。* [- G: q% A( w) j/ q2 H5 W
DNA双螺旋的发现标志着现代生物学的开始，而血红蛋白分子结构的解析则标志着分子生物学的开端。“这两次生命科学的革命，均来源于生命科学与其他学科的交叉。”郭应禄说。
+ b$ W' K1 L5 q麻省理工学院原校长苏珊•霍克菲尔德就曾表示，物理学家进入生物领域对分子生物学的创立和发展至关重要。* ]5 _0 N+ r- \0 o
物理学家不仅带来了强大的计算工具和理论，而且发展、改进了各种分析仪器，比如电镜、高速离心机等等，使得在分子水平理解DNA、蛋白质成为可能；而没有数学家、计算机科学家的积极参与，基因组学难以创立。2 d  E% U5 t4 Y, ?
“生命科学发展到今天，任何一个实验室都在做着交叉学科的工作——当一项新技术进入新领域并成为交叉学科后，它将引发一场革命并不断演绎出新成果。”中国科学院院士、清华大学生命科学学院院长施一公在清华大学首届生命科学前沿交叉学科论坛上说道。$ V* Z7 S5 A3 _" p' N, J; _1 d
“在过去生命科学的两次大发展中，工程与物质科学主要是为生命科学提供技术支持，而现在工程、物质科学与生命科学正在多方面融合、相辅相成，第三次生命科学大发展时期已经来临。”郭应禄说。' v  ~* U8 r4 j* o. z
微能量医学具明显优势
5 y7 B+ D, C5 d. u2 L7 B作为融合科学的具体成果，微能量医学中利用内源性干细胞实现组织修复再生，已成为生命科学的热门话题。- }% H5 S) ~' H& D. V4 x
郭应禄解释说，激活或动员干细胞归巢机体内源性干细胞来修复病理状态的组织器官，可能是最安全有效的方案，为肾脏、心脏、胰腺等危害人类健康常见病的治疗带来了新的契机；有关研究利用低能量冲击波治疗将内源性干细胞激活和吸引到病变部位，无疑将对相关疾病治疗产生革命性的意义。
9 {! Z4 g' \9 U% N郭应禄告诉《中国科学报》记者，现在发现微能量不仅可以改善血液循环，让新的神经末梢长出来，还可以激发新的干细胞、调动远方干细胞、邻居干细胞，一起来修复病理性组织器官。“微能量医学的主要任务，就是快速启动人体的细胞活力，从而达到健康的目的。”
  T9 [. A( }- o; K. e. A( T& x2 C北京旋磁医疗设备有限公司旋磁康复中心负责人向《中国科学报》记者介绍旋磁设备的优势时说，与现在使用的最先进的肿瘤治疗设备直线加速器相比，大型旋磁治疗机有着无可比拟的优越性：旋磁治疗整个过程中不会产生任何痛苦；旋磁治疗机因不带有射线，对人体没有任何伤害，反而有固本保健的功效；旋磁治疗机因无任何副作用可同时对患者进行全身治疗，癌细胞转移的任何部位都在治疗范围之内，所以在很大程度上保障肿瘤患者不会复发。
& c- t  |, _. M0 y“微能量医学是运用高科技的尖端技术，使这种高效自然能量服务于人类的生命健康。”郭应禄介绍说，这不但能摒除药物日积月累的副作用，更能迅速与生命体本身的生物能相呼应，提高生命体的免疫力和自愈力。" }( L! H+ P# g6 V/ b
抓住改革契机 生物力学对生命现象的影响已经受到世界科学界的广泛重视，去年的美国科学年会明确了该领域的发展已经成为生命科学的第三次革命,并发表了一份白皮书，提出生命科学、物理学、工程学的融合将会改变世界。( m( K% P$ }- }* f$ A
“面对拉开序幕的第三次生命科学革命，我们应该、也必须迅速应对，迎头赶上。”施一公表示。8 E% V- O; {4 }5 l; f7 k
他认为我国的生命科学研究基本处于跟随国外潮流的阶段，缺乏创新性、革命性，面对第三次生命科学革命的到来，中国如何应对是一个重要的问题。& g- o% [# m" A3 e1 j8 Q; z' R
苏珊•霍克菲尔德提出的四点倡议或许具有很好的参考意义：( {) T% v7 A* G+ Q
首先，鼓励年轻人进入交叉学科。在本科教育中鼓励学生接受包括生物学、计算机科学、数学和工程在内的宽口径、多学科教育，使他们可以理解彼此的语言，增加今后广泛交流合作的机会。, _' P% N& H  O0 ~2 K7 M$ T4 h2 L
其次，建立新型的融合多学科的研究中心。例如，上海交通大学Med-X研究院正在对这一建议进行具体实践，该研究院依托交大强大的工科和医学背景，着力培养在生物、医学、工程技术领域中具有开展交叉研究能力的创新型科研后备人才。& p# _% I9 k& t9 I( b/ k
第三，经费支持倾斜，有意识地鼓励学科的交叉合作。施一公认为，在我国，做到这点似乎不难，大家也应该比较容易达成共识，而如何让这些经费真正支持有创新性的跨学科研究则需要提前做好功课鉴别。
& l- N" T1 G2 @2 @第四，建立政府部门间的联合，支持多学科交叉。
9 p  D% r1 D! O“我们要抓住这个契机，积极参与其中，努力成为第三次生命科学革命的领导者。”郭应禄说。1 k  Q* [' u8 r- R: ~