顏寧回國的創建醫學科學院前景如何？核心科研方向正被AI取代？

記者 | 李科文

11月2日，知名科學家顏寧在微博公開回應回國加盟深圳醫學科學院創辦一事。顏寧表示：“行勝於言，歡迎持續關注深圳醫學科學院（SMART）……關於接受深圳邀請，創建深圳醫學科學院的初心，已在演講開篇時表露——給年輕人創立最適合做科研的環境。”

顏寧表示，她能有今日的成就，並不一定是因爲更聰明、更勤奮，在很大的程度上是因爲過去20幾年很幸運地始終處在最適合做科研的環境裏，並且很幸運地前後獲得了以人爲本的幾項經費支持，可以讓她在最感興趣的科學世界裏自由探索，無拘無束。她很希望“能投桃報李將這份幸運複製延伸，讓更多的年輕人也能持續享受到同樣的幸運，能夠依靠內在驅動力而不是外界的各種誘惑，毫無後顧之憂地去發掘自己的潛力，從而去做出真正原創性的發現。”

就在前一日上午，在2022深圳全球創新人才論壇上，顏寧宣佈，即將辭去普林斯頓大學教職，歸國加盟深圳醫學科學院。此前，因選擇離開任教10年的清華大學到普林斯頓大學就職，顏寧曾遭受不少爭議。如今顏寧毫無徵兆的宣佈選擇歸國，再次引發網絡熱議，包括其主要研究方向是否已被人工智能代替等。

主要研究方向已被AI代替？

在近代生物學發展史上，有一個問題逐漸佔據了科學家的視野：蛋白質、核酸、多糖……這些構成生命活動基礎的大分子的微觀結構是什麼樣的？研究這類問題的羣體被稱爲結構生物科研工作者。顏寧便是其中的一員。她的主要研究領域爲重要膜蛋白的結構與功能機理。

結構生物學是生物物理學的一個重要分支。該學科主要應用物理學的思想與研究方式，採用X射線晶體衍射、核磁共振、冷凍電鏡成像等技術，精確解析蛋白質、核酸等生物大分子的三維結構及生物大分子之間的相互作用機制

諾貝爾獎獲得者費曼曾經半開玩笑地說，“許多基礎的生物問題是非常容易解決的——只要能看到它們就行。”

簡而言之，許多像顏寧一樣的結構生物學科研工作者，他們的日常工作便是幫助人類看清楚這些上述提及的構成生命活動基礎的大分子以及它們那更加微小和複雜的空間結構。

11月3日，一位生物醫藥從業人員向界面新聞表示，結構生物學是單純的學術研究，從事的科研工作並非發明，沒有明確實際的現實應用。

此外，結構生物學是藥物化學的重要基礎，涉及藥物配體與藥物蛋白受體結合等。因此，基於對結構的認知將極大地幫助人類在分子層面理解複雜的生命活動，並據此設計出阻止或加強其作用的藥物，特別是基於蛋白質結構的藥物研發——如因新冠病毒大流行而備受關注的新冠口服藥物。

目前解析生物大分子結構的主流實驗手段是X射線晶體學和冷凍電鏡。幾十年來，科學家們利用X-射線晶體學和冷凍電鏡技術解析了一個又一個蛋白的結構。

不過，近年來，隨着英國的人工智能公司DeepMind發佈的AlphaFold2，以原子水平的準確度預測了2/3的蛋白質結構，讓非機構生物學專業的公衆以爲AI技術已能代替結構生物學科研工作者的工作。在知乎上，還有人將AI技術AlphaFold2比喻爲珍妮紡織機，而把結構科研人員進行的結構生物學實驗則喻爲手工作坊。

多位生物醫藥行業人士在接受界面新聞記者採訪時候表示，任何一門科學都在進步，結構生物學科研工作不可能被AI技術代替。實際上，AI技術將大大促進結構生物學的發展，而不是使結構生物學科研工作者的前景萎靡。

實際上，結構生物學科研工作者的最終目標並不是將一個有一個蛋白結構觀察出來，而是尋出自然規律利用氨基酸序列直接預測蛋白空間構象，而以AlphaFold2爲代表的AI技術正是與前述兩種實驗手段相輔相成。

一位生物醫藥人士表示，以AlphaFold2爲代表的的AI蛋白結構預測算法，還沒法取代結構生物學的溼實驗。AI技術的確預測來幾乎所有Uniprot（蛋白質序列與功能信息數據庫）中的序列的結構，但這些預測模型的質量仍良莠不齊。

溼實驗指的是在實驗室裏採用分子、細胞、生理學試驗方法進行研究，也就是傳統的藥物研發實驗室；而幹實驗則是通過計算機模擬及生物信息學方法來進行研究，也就是AI平臺做的事情。

另一位生物醫藥人士也向界面新聞表示，AI只能是補充手段，可以減少確定結構過程中的很多麻煩，但最終仍脫離不開科研人員的實驗驗證。“即使你基於當前模型，預測的準確率達100%，也不能在不進行溼實驗的情況下確定該結構的準確性。”

對標美國國立衛生研究院的深圳醫學科學院

在演講中，顏寧表示，打通病牀到實驗室到製藥公司再回到病牀端到端的聯繫是深圳醫學科學院的重要使命。

據深圳衛健委微信公衆號消息，深圳醫學科學院將仿效全球領先的美國國立衛生研究院（NIH），同時設立院內、院外項目。院外項目通過“招標制”“懸賞制”“賽馬制”等多種方式，向全球開放，資助院外機構或學者，開展研究或實施跨領域間的合作研究。

據2021年3月25日深圳市政府正式印發《深圳市醫學科學院建設方案》（下簡稱：《方案》），深圳醫學科學院由市政府設立，登記爲市政府舉辦的事業單位，實行黨委領導下的院長負責制；不定編制，不定級別，實行社會化用人制度。理事會是深圳醫學科學院的決策機構，由政府代表、深圳醫學科學院黨委書記和院長、高等院校、科研院所、醫療衛生機構和企業代表等構成；院長是深圳醫學科學院的法定代表人，面向全球招聘，由理事會聘任，實行任期制。

《方案》顯示，擬將深圳醫學科學院在本世紀中葉建設成爲全球著名醫學研究機構。到2035年，以深圳醫學科學院爲核心引擎的粵港澳大灣區醫學科技協同創新體更加成熟定型，重點領域研究取得重大進展，針對重點人羣和重大疾病防治關鍵技術獲得顯著突破，醫學科技創新能力顯著增強，在醫學科技創新體系建設、制度安排、規則對接方面形成可複製可推廣的經驗，成爲科技創新引領健康城市發展的範例。

NIH作爲美國最高醫學研究機構，其全球知名度有相當一部分得益於其開放型的資助機制。據八點健聞，NIH在2018財年的373億美元預算中，約有81%用於院外項目，資助遍佈世界各地的3000所大學、醫學院和研究機構。

不過，國內科研研究所爲事業單位，其科研經費一般由財政撥款。按照深圳醫學科學院的頂層設計思路，不設編制就很難確定政府撥款的經費數目，也意味着院長需要對全院承擔更大的責任，包括人事任命、人才招聘、收入分配等。

一位熟悉深圳生物醫藥環境人士向界面新聞表示，從目前國內整體行業環境來看，深圳並非生物醫藥行業最拔尖的城市。不過，他表示，參考深圳南方科技大學的發展趨勢，顏寧的名氣能讓深圳醫學科學院分到不少資源，“在內的得到的成長空間還是很大的”。

目前，深圳醫科院是否能拿出對等的科研經費還有待觀察。

不過，創新與富庶是其所在地深圳的優勢。一位熟悉美國科研環境的人士告訴界面新聞，美國的科研環境沒有國內好。如果在美國的結構生物科研工作想使用冷凍電鏡進行實驗比國內燒錢且花時間。他猜測，此次顏寧選擇回國，或許是深圳給的條件太豐厚了。

冷凍電鏡仍是目前結構生物學中解析生物大分子的主流手段之一。這項技術獲得2017年的諾貝爾化學獎的技術，理由正是簡化生物細胞的成像過程，提高成像質量，推動了結構生物學的進步。但一臺冷凍電鏡價格高昂，令許多生物科研工作者望而卻步。

自2009年清華大學購入第一臺冷凍電鏡後，中國如今已經建立了以清華大學、南方科技大學領銜的世界領先的冷凍電鏡實驗室。經過10餘年的發展，中國已經擁有了超過50臺各種型號的冷凍電鏡。其中，深圳南方科技大學的冷凍電鏡中心是中國規模最大的冷凍電鏡設施中心。

以國內採購價格爲對照，不同規格的冷凍電鏡價格差別很大。參考2018年上海交通大學冷凍電鏡系統採購項目，賽默飛Krios G3i和Talos F200i分別以1094.8萬美元、438.5萬美元中標，總中標金額爲1.05億元。

科研人員使用不同規格的冷凍電鏡進行不同研究活動的收費也不同。據南方科技大學冷凍電鏡中心用戶收費標準，使用賽默飛Krios G3i D3796 Krios 300kV冷凍電鏡進行非盈利大數據收集24小時使用費爲8000元，進行非盈利圖像分析及其他用戶24小時使用費爲12000元；使用賽默飛Krios G3 D3500 Krios 300kV 冷凍電鏡進行非盈利大數據收集24小時使用費爲7000元，進行非盈利圖像分析及其他用戶24小時使用費爲爲12000元。