非凡的跨越 | 面向人民生命健康 敢于“啃”硬骨头

　　央视网消息：“生命的长度由什么决定？”“智力又从何而来？”“癌症什么时候能够攻克？”“人机共生何时能够实现？”这一系列问题都指向一个与人类生命现象与本质息息相关的学科——生命科学。

　　新中国75年来，我国在生命科学领域的研究一路加速发展。新中国成立初期，我国关于生命科学的研究主要集中在药物、营养、传染病等有迫切应用需求的领域。

　　1950年到1970年，沙眼病原的发现、吗啡作用位点、人工牛胰岛素合成、青蒿素的发现等一系列重大科研成果使我国在世界生命科学研究领域格外耀眼。

　　上世纪八十年代之后，我国生命科学研究进入发展“快车道”。基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学等多组学分析与细胞图谱研究不断进步。

　　党的十八大以来，我国在生命科学的前沿领域不断探索，脑科学与神经科学研究持续推进，合成生物学在基因组设计与合成中实现突破，技术革新、学科融合推动表观遗传学快速发展，再生医学为重大慢性疾病的治愈带来希望，人工智能进一步渗透中国医疗健康领域……在生命科学领域，我国逐步实现从跟跑到领跑的跨越式发展。

　　合成生物 探索人类生命健康奥秘

　　合成生物学是生命科学领域的前沿热点。合成生物技术简单来说就是科学家将具有各种特性的细胞、基因片段、蛋白质等“零部件”有机地组合在一起，对生命体进行设计改造，乃至设计出全新的生命体。利用先进的合成生物技术，科学家们实现了哪些“不可能”？

　　在中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所材料合成生物学研究中心，经过基因改造后的益生菌，可以变成“智能活体胶水”。进入人体后，它能自发寻找肠道中的出血位置，并且封堵出血伤口，可以用来治疗肠道炎症性疾病。

　　合成生物学的核心在于精准地控制生物过程，进而探索生命运行的规律，并赋予其新的生命功能。近年来，我国科学家采用工程化设计理念，对生命体进行理性设计，促进了人类对生命体从认识、改造到合成、设计的质变。这在医疗、能源、环保、农业等多个方面具有巨大应用潜力。

　　深圳人民医院有一位患者，肺部感染了多重耐药的鲍曼不动杆菌，这意味着临床上常用的抗生素基本无效。如果利用合成生物技术，科学家可以重新编辑和改造了噬菌体基因组，赋予噬菌体更好的安全性和有效性，患者体内感染的多重耐药菌可以被成功清除掉。

　　2024年1月，我国科研团队突破抗癌药物紫杉醇的全人工合成。在此之前，另一个重要的抗疟疾药物青蒿素，也已经实现了人工合成。过去，青蒿素、紫杉醇等很多中草药中的活性成分都需要在植物中提取。现在，通过开发、设计新的微生物菌株，用合成生物技术就能“走捷径”得到同样的成分，而且效率更高、成本更低。目前，人工合成的抗疟疾药物青蒿素已经量产，解决了发展中国家每年数亿疟疾患者的用药问题。

　　青蒿素：中国献给世界的礼物

　　青蒿被称为“中国神草”，由它作为原材料研制而成的青蒿素是中国献给世界的礼物。

　　青蒿素早期的研究过程没有信息技术助力，为了得到对疟疾抑制率达到100%的青蒿乙醚中性提取物，屠呦呦团队进行了300多次筛选实验。为了能尽快把乙醚中性提取物拿到疟疾疫区试用，屠呦呦和研究组的成员只能“以身试药”。如今，用合成生物技术，100立方米工业发酵罐生产出的青蒿素，与5万亩农业种植获得的产量相当。

　　敢于“啃”硬骨头 方能成就大学问

　　中国献给世界的礼物远远不只青蒿素。一代代科学家，以敢啃硬骨头的精神，为世界生物学领域做出了巨大贡献。

　　在中国科学院分子细胞科学卓越创新中心，一台老柜子与高科技的实验场景显得格格不入。正是这个老物件记录了中国在世界上首次人工合成蛋白质——牛胰岛素的激动瞬间。

　　1965年9月17日，随着这台柜子里的小白鼠发生惊厥反应，实验室也沸腾了起来。历时近7年的牛胰岛素人工合成研究工作终于获得成功。

　　1958年夏天，时任中国科学院生化所所长王应睐带领团队确定了一个大胆的研究方向——合成一个蛋白质。在那个年代，世界上还没有任何国家成功合成过蛋白质。当时，生化所选定胰岛素作为合成对象，但找不到有相关经验的科研人员，仪器设备几乎完全空白，就连合成胰岛素所需的原料——氨基酸也非常匮乏。

　　没有氨基酸，就自己动手研究生产。1958年底，东风生化试剂厂组建完成，这是我国第一个专门生产氨基酸的工厂。次年1月，胰岛素人工合成工作正式启动。

　　此前，学界普遍认为，天然胰岛素的二硫键被拆开、重新组合后，无法重现生物活性。研究员反复实验了600多次，终于在1958年10月，将拆合后的生物活性稳定恢复到原有活力的5%至10%。然而，更大的困难还在前方等着他们。胰岛素分子的全合成涉及200多步化学反应，任何一步反应产物不纯，都会影响下一步的合成与最终的结果。在大兵团作战期间，研究人员每天除了睡眠时间，几乎都在实验室。

　　为了加快科研进度，生化所、有机所和北京大学达成协作。正式协作两年之后，终于迎来胜利的曙光。1965年9月17日，人工合成牛胰岛素在一片欢呼声中问世。这是世界上第一次人工合成与天然牛胰岛素分子化学结构相同并具有相同生物活性的蛋白质，标志着人类在探索生命奥秘的征途中迈出了里程碑式的一步。

　　然而，为世界首次人工合成蛋白质——牛胰岛素工作作出巨大贡献的协作组组长王应睐坚持不在任何一篇论文上署名。

　　那个当年在人工合成蛋白质——牛胰岛素论文中空缺的署名、在报奖中主动划去的名字，如今在长空中熠熠生辉。

　　编号355704，这是我国紫金山天文台近年发现的一颗小行星。2023年，这颗小行星被国际天文联合会正式命名为王应睐星。在长长的绕日轨道上，王应睐先生的名字伴随着这颗小行星永远闪烁在璀璨星空之中，也激励着一代又一代的科学家勇毅前行。

　　面向人民生命健康 筑梦求索 逐梦前行

　　党的十八大以来，我国在脑科学、免疫学、再生医学等前沿领域持续进步。面向人民生命健康，广大科技工作者筑梦求索、逐梦前行。

　　在怀柔科学城，“十四五”国家重大科技基础设施——人类器官生理病理模拟装置HOPE已经开工建设。未来，“HOPE装置”可以规模化扩增千亿级细胞，一体化制备大尺度器官，模块化连接多器官元件。多场景、高效模拟生理功能和病理状态，为前沿研究、药物研发、再生医学提供“一站式”的开放平台和开发环境。

　　在中国科学院精密测量院，研究团队攻克了新一代肺部成像快速采样技术，将采样时间由原来的6秒缩短到3.5秒。并显著提升图像空间分辨率，让曾是磁共振成像“盲区”的人体肺部，正变得越来越清晰。

　　党的十八大以来，我国医疗装备总体规模以远超全球医学装备和我国制造业的平均增长速度持续发展。高端医疗装备发展尤为突出，医用重离子加速器、磁共振、彩超、CT等高端医疗装备取得重大进展。

　　面向人民生命健康，我国已建立50个国家临床医学研究中心，累计研发成功87个一类新药，科技为人民生命安全提供了有力保障。