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拉斯克奖揭晓!专家详解

  拉斯克奖是医学领域顶级奖项,也被誉为“诺贝尔奖风向标”。仅在过去20年时间里,包括中国科学家屠呦呦在内,一共有32位拉斯克奖得主随后拿到了诺贝尔奖。

  今年,拉斯克奖共设立三个奖项——基础医学研究奖、临床医学研究奖和医学科学特殊成就奖。它们的得主分别为谷歌DeepMind的研究人员、光学相干断层成像技术的发明者,以及在癌症研究领域奋战50余年的荷兰科学家。

  AlphaFold是一种人工智能(AI)系统,解决了从蛋白质氨基酸的序列预测蛋白质三维结构这一长期难题。凭借出色的创意、不懈的努力和精湛的工程技术,Demis Hassabis博士和John Jumper博士带领AlphaFold团队将结构预测的准确性和速度提升到了前所未有的水平。这种变革性的方法正在迅速推进基本生物过程的理解,并促进药物设计。

  拉斯克奖官方评语中这样写道:通过放飞想象力和才华,Hassabis、Jumper和他们的团队完成了让科学家困惑了半个世纪的任务。这一胜利开启了研究和操纵蛋白质的新时代。它已经催化出了实质性的进步,随着众多领域的工作者想方设法挖掘其潜力,它的影响力和范围有望爆炸式增长。

  作为支撑人体基本生命活动的物质,蛋白质由20种氨基酸呈念珠状连接形成三维形状,而形状本身决定了蛋白质的功能,所以研究蛋白质形状一直是医学领域的热门方向。

  1972年,凭借蛋白质折叠研究荣获诺贝尔奖的美国生物化学家克里斯蒂安·B·安芬森,在发表获奖感言时曾表示,总有一天,我们大家可以仅凭借氨基酸的序列来预测任意蛋白质的三维结构。而他提出的设想终于在机器学习和人工智能的时代实现了。AlphaFold名字里的Fold,就是取自这里的“折叠”之意。

  在今天,过往需要X射线、低温电子显微镜、核磁共振等技术耗费数月、甚至几年的事情,最短只需要几分钟就能得出准确性相当高的结果。

  澳门科技大学医学院副院长、讲座教授张康认为, AlphaFold通过大量数据的训练,能够基于氨基酸序列信息准确解析、预测蛋白质的三维空间结构,解决了生物学方面的非常非常重要的问题,具有突破性、划时代的意义。

  首先,该系统将结构预测的准确性进行了大幅度提升,从60%提高到90%多;其次,该系统能够在广泛领域进行蛋白质结构的预测,将两亿多蛋白的三维结构全部都预测出来了,这在结构生物学中是最重要的里程碑的贡献,对后续蛋白质结构及功能研究具有开创性意义。

  该系统不仅在基础研究对蛋白质结构折叠研究有着最重大突破,而且在应用层面,特别是对生物制药的推动作用巨大。AlphaFold的研究思路为后续的蛋白质研究提供了新的范式,其应用的技术和方法也为研究者提供了崭新的思路。

  对于该成果未来是否有望斩获诺贝尔奖,张康表示:“诺贝尔奖很重要的一点——它一定是‘0到1’的理论和技术突破,并引领了新的领域。”

  在他看来,AlphaFold和OCT技术(详见后文)两项成果都达到了这个标准。“基于诺贝尔奖可能更重视基础研究,我认为AlphaFold的AI蛋白结构预测获奖的几率应该非常大。”

  “AlphaFold是生物学近五十年来取得最重要的里程碑,它去年还获得了美国科学突破奖。我个人觉得,它是非常有希望获得诺贝尔奖的。”张康补充道。

  他们在上个世纪90年代通过将光学、电信工程和医学结合在一起开发出了OCT技术,随后成立了一个企业以推动该技术的普及。1996年,第一台用于眼科诊断的商用OCT设备进入了临床。随着该技术的广泛应用,医生们能快速检测并治疗视网膜上那些会损害视力的疾病,从而挽救了数百万人的视力,为眼科的诊断和治疗带来了革命性的变化。

  张康教授介绍道,OCT技术使用光束来可视化人体组织(如视网膜)内的微观结构,对眼科疾病的诊断意义重大。

  该技术可直接在几分钟之内,对眼睛的视网膜组织形成几万的成像,检测精度达到了前所未有的微米级的水平,能清楚看到以前看不到的结构。而且由于该技术的使用是无创,还非常便宜,因此应用广泛。现在平均世界上每一秒钟就有一位病人接受OCT检查。

  此外,它对黄斑变性,糖尿病视网膜病变,青光眼等常见眼科疾病的诊断和相关的治疗起到了决定性的作用,拯救了上百万人的视力。

  现在,OCT检查慢慢的变成了了眼科标准治疗中的一环,且其医疗用途还在逐步扩大。全球的专家和实验室研究人员正在探索其在众多医疗领域中的潜力,包括心脏病学、手术引导、消化内科和皮肤科等等。工程师已经将OCT整合到能进入循环系统的探头中,心脏病专家正在利用这些工具检查动脉。此外,OCT所具有的体内观察能力还为进行光学活检而无需切除组织进行组织活检提供了可能。未来,OCT技术的影响区域与影响力还将不断增长。

  张康认为,OCT技术摘得诺奖,也是当之无愧的。在他看来,OCT技术的应用场景范围非常广,而且它确实是医疗变革的一项非常大的突破,就像CT和MRI一样,也是革新性技术。

  医学科学特殊成就奖被授予荷兰癌症研究所的Piet Borst博士,以表彰他在医学研究领域50多年来的非凡职业生涯。

  Piet Borst博士多次大胆尝试新领域,并在多个领域都取得了开创性发现:他的研究揭示了寄生虫是如何躲避人类免疫系统的,并深入揭示了导致癌症耐药性的分子泵;他揭示了一条意想不到的新陈代谢途径,发现了一种新的DNA构建模块,并指出了一种遗传性疾病的生化基础。

  他还以远见卓识和坚韧不拔的精神,带领荷兰癌症研究所跻身世界一流水平,领导了欧洲和别的地方的著名科学组织和奖项委员会,并培养了数十名享有国际声誉的研究人员。

  此外,他在教学、外部机构指导、公众教育等领域也都取得了卓越成就。返回搜狐,查看更加多