问题重要还是技术重要?科学家北大“论剑”-深度-知识分子

问题重要还是技术重要?科学家北大“论剑”

2019/11/25
导读
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9月7日,未来科学大奖科学委员会在北京公布2019年获奖名单。北京大学校友、北京生命科学研究所学术副所长邵峰因其发现人体细胞内对病原菌内毒素LPS炎症反应的受体和执行蛋白的贡献摘得“生命科学奖”。这是北大校友第一次获得未来科学大奖“生命科学奖”。

11月16日下午,“生命的礼赞”——北京大学理学部与未来科学大奖联合学术报告会在北京大学举行。报告会分为主题演讲、对话讨论两个环节。在对话环节,重磅科学家同台“论剑”,围绕世界前沿免疫学研究、学科交叉与融合、新药研发、科学家精神等热点话题展开讨论。

主持人

谢晓亮,北京大学理学部主任、美国国家科学院院士、美国医学院院士


对话嘉宾

邵峰,北京生命科学研究所学术副所长

王晓东,北京生命科学研究所所长

董晨,清华大学医学院院长

饶毅,首都医科大学校长、北大教授

刘勇军,赛诺菲集团全球研究部总裁


以下为对话环节文字实录(节选)


谢晓亮:饶毅对中国科学的贡献有目共睹,比如说未来科学大奖,他就是发起人之一。三年前,在北大举行的第一次“生命的礼赞”联合学术报告是饶毅主持的,我那时还没有回北大,有幸被他邀请作为讲演嘉宾。我记得很清楚,他介绍我的时候说,我是一个化学家,不懂生物。我当时反击他说,饶毅在大学的时候,数理化没学好。可现在他用很多的化学方法,研究神经科学的问题,号称目前比我用的化学还多。邵峰的大学也是学的化学。那么饶毅,今年邵峰得了未来科学大奖,你能不能谈谈感想。

饶毅:有一个非常有趣的现象。勇军和董晨是免疫学家,他们也要用其他的方法来做免疫学,但是他们的核心问题是以免疫学的问题出发。邵峰、晓东和晓亮是以化学或者生物化学为主要的研究途径,来研究不同的生物学问题。那么,这两类出发点是很不一样的:一类是自己有一个问题的学科,然后用技术来解决问题;一类是有技术,然后来找问题解决。所以这跟很多同学以后决定怎么样做研究,关系很大。


我比较中庸,我们以科学问题出发,原来技术很弱,于是花了十几年的时间,主要建设实验室的技术。刚才他们说我的实验室的强项,外面不会有人会知道,我只私下给他们看些结果,是激励他们做好科学的一种方法,我们那些结果还没发表。


我的化学的确很差,大学没学数学,自学的高等数学。化学只学了一个学期,另一学期装病逃课,有机化学就没学,直接考试。后来发现化学非常重要,我实验室专门建立了方法,来分离脑里面新的化学分子。我们现在分子已经拿到了,碰到一个巨大问题是这分子不同于已知分子。化学对我们是刚需。


生物化学也一样,邵峰做了很多生物化学我们都看到了,晓东以前以生物化学为特长,目前他做了一个kinase,就只做磷酸化位点,不找它上面的激酶,这样的生化比我们做得差。我们在细胞里面发现有新的蛋白激酶,作用于特定的位点。我们用生物化学分离纯化到的。我们是全套做了一遍生物化学。


这一套生物化学方法并不是天上掉下来的,是王晓东的学生的学生。因为那个学生跑了,学生的学生做鸟兽散,把最好的学生交给了王晓东,把当时认为不是很好的学生就交给了我的实验室。我发现里面有很厉害的学生,所以我的生物化学也是从晓东那儿学来的。

但我们青出于蓝胜于蓝,我们在生物化学方面特别年轻,很自豪。王晓东的问题我们也能解决,我们实验室是全世界少有的有全套蛋白激酶的cDNA。

用方法找问题和用问题找方法都是非常重要的,这两个事情都应该做好,例如我实验室。

作为饶毅的好朋友,我和大家说,他确实在过去十年里积累了很多化学的手段。比如我的实验室想做single cell proteomics,我们刚买了一台质谱议,后来我才发现,他最近刚买了好几台,用质谱议找neural transmitter。我印象非常深刻。但是饶毅,我也经常想起毛主席说的一句话:虚心使人进步,骄傲使人落后。


邵峰,你当时开场的时候说了一句话,我特别有感触。你说,每当你发表一篇文章的时候,就觉得还不够好,你就在想下一篇的文章是什么样。这使我想起晓东的博后导师的一句名言,用英文说,“You are as good as your next paper.”很残酷。他说这句话的时候,已经得了诺贝尔奖了。你能不能详述一下,你当时的这种心情或者说这种追求?你当时没有想,要能做出来得一个大奖吧?我想不是的。那么,你是不是和年轻的学者们分享一下你的这种经历。

邵峰:其实我自己是一个比较喜欢往前看的人,很多地方找我去讲以前的事,我都不太愿意去讲,也不太愿意回忆。其实我得过很多奖、证书,我拿了以后,就随便扔那儿,我办公室和家里到处都散落着奖杯和证书。我没有把任何一个奖状或者证书裱过,基本拿了以后就往那儿一扔。这是我的性格,我非常愿意一直往前看,不愿意回忆以前。


在学术上也是。在学术上要挑战,已经做完的东西当然就不能再带来这样一种应对挑战的感觉。我每次文章发完以后,做报告的时候再去回忆一下这篇文章的内容怎么讲,其他的时候不太愿意多想,总是想下面应该做什么。因为这样的一个原因,很快忘掉了过去,所以你想找下一站。当然在人生当中不能这样。科学上我觉得要有这样一个劲头,我自己是这样一个感觉。这也是为什么我们研究方向在不停的转。

其实我刚才也回忆一下做生化,实际上我认为,我最近有一点点感悟。我们不应该把自己贴成标签,我是一个免疫学家,我是一个神经生物学家。我后来领悟到这种标签贴完了之后,是固化一个学术领域,本质上你在回答问题,你只要感兴趣那个问题,就去回答那个问题,回答这个问题需要你干什么,需要你学习什么,你就去干什么,就去学习什么。


我不太喜欢看自己的过去,但是我喜欢看别人的过去,这好像是不太好的嗜好。看别人的过去或者看领域的过去,我经常看到领域的boundary阻碍了科学的发展。比如早年的细菌学家明明看到了细胞会死,他就觉得我是一个细菌学家,不能跃开我这个小圈子,实际上他错失了推动科学进步的机会。


本质上你就是回答问题的。你也可以说生化可以说是一根线,从细菌感染做到cell level,做到小鼠,现在也涉及到T细胞。我以前都没有做过这些东西,但是我觉得我下一个问题似乎看到了,让我感兴趣的一个问题,值得探索的一个方向,我就去做了。这个过程中,我们确实会学习很多。包括我们和刘世博的合作,我又回顾了一下什么叫脱硅的反应,在大学有机化学中用脱硅做保护化学反应催化的过程是什么。


在这里我可以贬低一下所谓的生物化学。我自己本质上是一个做生物化学的,因为绝大部分的生物化学的酶学反应,我都可以写出机制出来。什么样的基团进攻了什么样的基团,通过什么样的取代反应,我都可以不看教科书(写出来),不能说百分之百,百分之六七十都可以。所以我认为生物化学更多地是一种思维方式,而不见得是一种手段,这种手段总是照猫画虎来学习,更多是一种思维方式和感觉。

说得好,戴什么帽子不重要,解决什么问题最重要,提出什么问题、回答什么问题最重要。

基础研究不管是免疫研究,还是癌症研究,目的都是为了治疗疾病。正好这两天刷屏的新闻,都是中国自主研发的抗癌新药获批在美上市,可以说这是中国生物医药的一个历史性时刻,网上都这么说。我们都知道,新药研发是一个很难的事情,我们在座的勇军是制药的专家了。我就想问一下晓东,你是怎么选择做这件事的,谈谈你成功的感受。

王晓东:你的这个问题,我能不能稍微往后放一段再回答。我刚才听到邵峰的感悟,我也特别想和大家分享一下我这方面的感悟。


我觉得科学之所以这么有吸引力,其实是一个非常individual的事情。我和邵峰很不一样,邵峰是一个很勤奋的人,而且他究根问底,我这个人很懒。我虽然现在是清华的人,看到北大这些学子特别有亲切感,我内心是一个文科生。你看晓亮父母都是化学家,我母亲是文科生,我外公也是文科生,他们都是文科生。所以,我自己其实一直认为我是一个文科生。

我经常有一点错位的感觉,在很多时候就稀里糊涂地做了一些事,放到了某种位置上。

我觉得做科研就像看侦探小说一样,我特别喜欢看悬疑、侦探、武侠,金庸的书我基本是可以给你重复出来的,各种人物和人物性格了如指掌,你们要是不信,一会儿可以问我。我对这种事情特别有兴趣。

那么一不留神,进了科学这条路,又跟像饶毅、邵峰这样的人混在一起,有时候也得做一些什么事,但是我觉得这种事压力特别大。像饶毅说要做世界上最重要的神经生物学的事,我一听,压力太大了。邵峰永远向前看,他本来今年又一篇Nature论文,每次一说,我都压力特别大。

我觉得做科研对我来说,最大的吸引力和最大的快感,就是像侦探小说一样,最好的问题最好是大家都没有想到有这样的问题,如果大家都想这是一个重要问题,我就想这个太累,交给饶毅做算了。


我们最近研究神经脱髓鞘,说多重要都是马后炮,其实我们碰到了,一看重要,就赶紧说重要,其实我以前不知道神经脱髓鞘是个问题。还有我们现在做的生殖系统的衰老,现在竟然让人开玩笑说“你现在是做老男人的问题”,其实我是做老老鼠的问题。我以前也不知道雄性老鼠和人的生殖系统衰老是有一个程序的,我们也是一不留神发现了这个程序。


其实问题本身谈起来,我就觉得累,但是有时候这个问题是偶然发现的,天上掉下来的,我觉得这种事情很有意思,一下子有点悬念。大家写悬疑小说一开始,总是月黑风高的夜晚,有一个人怎么怎么着了,这个问题出来了。让我最感觉好玩,最欣赏的科学问题就是这样的问题。


在这个过程中,偶尔的能有所得。最好是有很多的转弯:觉得是对的,结果一做就是错的;每次想的可能是这样,一下子错了,觉得心里特别高兴;试验又失败了,觉得特别高兴。不是变态,这是真的。但是我的学生们可能就要suffer。所以你看我业余是一个段子手,因为实验室经常需要我去cheer them up,天长日久就练出来了,最后就变成很自然的了。我对科学是这样一个想法和看法。


那么做实业更是这样了,其实做实业更麻烦。如果说做科学,比如我实验室的组织结构和严谨可能是1,饶毅可能是2.5,邵峰肯定是9.5,我可以感受到他的执行力是很强的。但是,我的执行力是很差的,饶毅经常知道,(我)不是迟到就是缺席。但是公司的话是需要执行力很强的,是需要组织结构、执行力都很强。


其实百济神州这个药在美国获批,从科学程度来说是有一些科学内涵,当时在研发的时候,如果这些科学上的坎儿过不去,也做不出今天这样的药。但是这个科学的内涵跟像邵峰他们要解决的这些科学问题比,那就是小儿科的问题了。但是从药的设计,从它的一个结构共结晶,到药化、药理、毒理,最后生产、临床试验,有一点像百米栏,都要一个个跨过去。也许这个栏没有那么高,但是每一个如果摔倒了,就过不去了。(我们)都是借钱开的公司,自己又没有挣钱,不像勇军公司是挣钱的,我们公司都是借的钱,如果做不出来,这个公司就解散了,还是有一定的压力。


第一个在中国原创的新药在美国被批了,它的意义在于百济能做,那意味着以后很多人都可以做。这个栏到底多高,如果百济没有做,大家不知道这个栏有多高,百济做出来了,大家就知道了这个栏并没有多高,董晨也可以跨过去。


从大的环境来讲,我觉得中国的生物医药的行业跟现在的经济发展和我们国家的综合国力,和老百姓的需求有很大差距。不是一点点差距,是很大的差距。我们这些都是学生物的,我们坐在这儿,总是别人要来问你,饶毅研究神经生物学的,Alzheimer为什么971做出来了,你的药呢?你还是脑科学的主任,国家给你投了这么多钱,你总是要面对。

他就是挖坑。GV971是真药的可能性低于5%,是一个弱药的可能性大概是5%,是一个真正强药的可能性是0%。   

我们有这么多的学生物的,以前出国的多,现在这么多人回国。我们制药行业最终的根本,就是平常在实验室做的这些东西,只不过是把这些东西稍微地程序化、规范化。这个套路我们一旦学会了,新药一起来,不光是对社会经济上有正反馈,同时也是对我们这些研究学习生物学的同学们、老师们,也是一个正面的促进。因为如果我们只是花钱,而且对社会没有产出,最后这个系统肯定也是不能持续的。

董晨,你能不能谈一下免疫的这些新药,你一直在想这些方面的事情。

董晨:作为一个正规的免疫学家,(我觉得)免疫肯定还是很重要的,而且在人类疾病中也起着非常重要的作用。我们现在看到最早销售最好的药,TNFα blocker,就是治疗风湿性关节炎,后来被批治疗其他的适应症,销售非常好。后面的PD1,针对TH17和TH2的,都会陆陆续续批。


过去有人说过,也许在座的其他领域的人不一定同意,人类疾病90%以上都和免疫有关,因为有组织的损伤,需要修复,这些需要免疫系统和免疫细胞来参与的。如果它的调控不适当,就有可能形成慢性的病变,给组织造成永久损害。


为什么突然一下子出来这么多药?我觉得还是源于我们对免疫系统的了解越来越多,免疫细胞互相调控越来越清楚。另外还有一些技术的进步,比如单克隆抗体。下一个会是什么?比如免疫细胞的治疗是一个未来的增长点。通过CAR-T,gene editing,如果能够跟免疫细胞T细胞的生物学结合起来,我觉得将来不仅会治疗肿瘤,也(会成为)包括自身免疫疾病等等这些疾病的(治疗)手段。我们从小分子、从化学到免疫学抗体药,最后再回到T cell细胞治疗,这是从技术上不断进化和演化的过程。


对于细胞治疗来说还有很多规律,包括监管,包括生产技术、工艺等等,还有很多技术上的挑战。但是我觉得可以看到这个曙光,也会为整个生物界提供很好的机会。就像我们实验室还没有毕业的学生,通常会拿到百济的offer,还没有做完的博后会拿到百济的offer,虽然我们在做基础科学,实际上也间接地为产业的发展做了贡献。当然,希望这些去百济发财的同学,最后不要忘记自己的老师。

勇军,因为你是做药的专家了,有没有什么补充?

刘勇军:免疫学为什么对制药业贡献这么大,为什么出了这么多免疫药?实际上免疫学家运气非常好。

为什么这样说?想想整个免疫系统是两种communication model:细胞之间有remote interaction,通过细胞因子远距离移动到受体的互作;还有膜与膜的互作,像PD1和PDL1。实际上人的疾病非常复杂,比如说一个炎症,有很多细胞参与,有很多因子参与,但是免疫学家就是很幸运,比如抑制一个因子,就能造成很大的影响,改变了很多病人的生活。有一些人又抑制第二个细胞因子,第一次、第二次试验都失败了,第三次试验的时候,成功了。这个是治牛皮癣最好的药,也是几十亿的药。后来我们公司和Regeneron抑制另外一个因子,做成了非常大的药,对于过敏性皮炎、过敏性哮喘、过敏性鼻炎,都是非常非常好的药。所以我觉得免疫学家非常幸运,你抑制一个因子就是大药,你抑制膜上的分子PD1,就是今年Merck的销售,据说是100亿。


现在不是做免疫的人也都说自己做免疫。十年前,有一天我接到了王晓东的电话,他说,我想跟你谈谈。他领一个人来,说我们谈谈肿瘤免疫治疗,让我推荐一下做肿瘤免疫好的华人科学家。我说你找陈列平。我觉得免疫对医学的贡献最早是单克隆抗体是研究免疫研究出来的,所以你们要有兴趣的话,还是应该学习一点免疫。

我小时候也是这样认为,所以我有生以来第一次发表文章是一篇文献综述,1983年上海免疫学杂志,组织胺受体与免疫的关系。但是我花了很长时间想,对比免疫系统和神经系统,后来想来想去,觉得还是神经系统比较高级。所以我肯定觉得免疫重要,有可能是第二重要。


神经系统对于我们的思维,对于整个人类社会的重要性是没有其他任何系统可以替代的。没有神经系统,没有人的神经,根本不存在免疫学家这个名词。那么,除了深刻之外,它对于人类的进化、智力的提高,也很重要。有一位欧洲小孩子,8岁读大学,9岁大学毕业准备读研究生,人家肯定是脑袋好。如果免疫学的脑袋都可以那样,哪能不做生化学家呢,生化学家有那种脑袋,也足够做免疫学家了。(此处应有笑声)


神经系统和疾病的关系非常大,因为实际上销量最大的药不是免疫系统的药,是神经系统的β受体阻滞剂,这是神经支配心脏和血管发明的药。这个药不仅在六十年代做出来以后,成为全世界原创发明的药,阿司匹林是个意外,这个是研究出来的药,是历史时间和用处和药厂关心收入最大的药。到今天为止,像我这样的人都在吃这种药。

另外,它的好处是大部分疾病是治不好的,所以药得不断重新推出来,过一段时间来了一个安眠药,可以不断地推进。


大家都有各种各样的痛,这个痛就是神经系统的事情了。神经系统有一个奇妙的事情,是有一个发现,所有的痛在神经上传导都是用同一种纤维,都需要同一个钠通道,而且这个钠通道在其他感觉系统里不用。所以如果谁能生产出阻断这个钠通道Nav1.7的话,那所有的痛都没了。这个实验已经做过了,这个基因在人里面突变的时候,所有痛觉都没有了,这比免疫系统神奇的多很多,完全无痛是个什么感觉。

另外还有一些很重要的疾病,我们老了以后最大的问题就是老年痴呆。解决老年痴呆是一个很重要的事情,但是目前都是一些骗子在瞎说,真正有突破的时候,肯定是比免疫系统显得还重要。

我同意神经系统比免疫系统重要,但是免疫学家比神经学家更有achievements。

在座的很多年轻学者,你们可能要做决定以后是做神经还是做免疫。饶毅教授经常说的要有批评精神,不能光听某一个人的。我很快地说一下我的看法,因为我要是从头开始的话,我想做神经。但是神经科学现在的挑战是手段还不够好。对于发育生物学、免疫来说,我们还有双螺旋,有中心法则,神经科学现在还没有一个中心法则,这对年轻人是一个机会。挑战是要有单细胞的精确度,要有空间和时间的分辨率,所以美国脑计划在做技术,当然肯定会有的。但是很难说什么比什么更重要,免疫学、发育生物学和很多疾病都有关系,所以已经做了免疫的,或者在做比较传统的生物化学,大家也不要觉得特别depress。

提问:请问邵峰老师,您刚才提到您对生化理解更多的是一种思维,而不仅仅是一种手段,而且我也看到说,有些人对您的评价,您对酶学以及蛋白的功能有一种人工智能般的理解。我们很好奇,您是怎么做到如此的一种这么强的能力?像我们这样的学生怎样可以通过化学或者生物化学这样一种思维方式去达到这样一种对问题的解决?

这跟我以前学化学的转过来有关,而且我硕士阶段又是做蛋白结构的,我自己的一个坚信的东西,everything has to make sense down to bottom,就是说不能说22000个基因,我突然发现这个基因可能有这个功能,这个基因必须在它的结构和序列上能够满足这样的功能。

生物学很多地方出问题的原因就在这儿,有些文章一看就是不可能的,因为那个分子不可能做那样的事情,那个分子就是那些氨基酸,它的性质就是这样的,不可能有那个魔力。所以我总是抱着这样一个比较严谨的态度,因为我是做机制的,所以我们在分子水平一定要讲得通。


另外一个原因,因为我喜欢追这样的东西,所以我最后所有的东西都是有逻辑的,有逻辑就容易记得住,没逻辑的就容易记不住。我现在第一个容易忘的就是人名,因为这个没有逻辑。

每个学科领域做到一定程度迟早大家都会有很好的sense,他是化学出身,对生物的sense会有。同样免疫、神经做久了,对自己的领域也会有sense。我觉得我的sense还可以,95%的时候是对的,5%的时候是对的。如果GV971是真药,那就是我5%错的时候,我认为它几乎不可能是一个真药。如果是我错了,我20年以后再到这里道歉一次。

我想补充一下。刚才王晓东跟你打了一套醉拳,这个醉拳里面深藏的功夫你应该理解到。科学家的sense在很重要的情况下,就是机遇来了你能够抓住机遇。实际上这些科学高手,可以给年轻的科学家创造了一个非常自由的环境,很高的技术平台,让他们发现。但是机遇来的时候,你应该把握住。你看晓东的myelination是人类整个的神经退行疾病最重要的一个问题,如果能把这个问题解决了,对人类的贡献(就非常大),特别是现在人活得越来越长,老年性疾病是最重要的问题和机遇。
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