颜宁回国创建的医学科学院前景如何？核心科研方向正被AI取代？

记者 | 李科文

编辑 | 谢欣

11月2日，知名科学家颜宁在微博公开回应回国加盟深圳医学科学院创办一事。颜宁表示：“行胜于言，欢迎持续关注深圳医学科学院（SMART）……关于接受深圳邀请，创建深圳医学科学院的初心，已在演讲开篇时表露——给年轻人创立最适合做科研的环境。”

颜宁表示，她能有今日的成就，并不一定是因为更聪明、更勤奋，在很大的程度上是因为过去20几年很幸运地始终处在最适合做科研的环境里，并且很幸运地前后获得了以人为本的几项经费支持，可以让她在最感兴趣的科学世界里自由探索，无拘无束。她很希望“能投桃报李将这份幸运复制延伸，让更多的年轻人也能持续享受到同样的幸运，能够依靠内在驱动力而不是外界的各种诱惑，毫无后顾之忧地去发掘自己的潜力，从而去做出真正原创性的发现。”

就在前一日上午，在2022深圳全球创新人才论坛上，颜宁宣布，即将辞去普林斯顿大学教职，归国加盟深圳医学科学院。此前，因选择离开任教10年的清华大学到普林斯顿大学就职，颜宁曾遭受不少争议。如今颜宁毫无征兆的宣布选择归国，再次引发网络热议，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？

在近代生物学发展史上，有一个问题逐渐占据了科学家的视野：蛋白质、核酸、多糖……这些构成生命活动基础的大分子的微观结构是什么样的？研究这类问题的群体被称为结构生物科研工作者。颜宁便是其中的一员。她的主要研究领域为重要膜蛋白的结构与功能机理。

结构生物学是生物物理学的一个重要分支。该学科主要应用物理学的思想与研究方式，采用X射线晶体衍射、核磁共振、冷冻电镜成像等技术，精确解析蛋白质、核酸等生物大分子的三维结构及生物大分子之间的相互作用机制

诺贝尔奖获得者费曼曾经半开玩笑地说，“许多基础的生物问题是非常容易解决的——只要能看到它们就行。”

简而言之，许多像颜宁一样的结构生物学科研工作者，他们的日常工作便是帮助人类看清楚这些上述提及的构成生命活动基础的大分子以及它们那更加微小和复杂的空间结构。

11月3日，一位生物医药从业人员向界面新闻表示，结构生物学是单纯的学术研究，从事的科研工作并非发明，没有明确实际的现实应用。

此外，结构生物学是药物化学的重要基础，涉及药物配体与药物蛋白受体结合等。因此，基于对结构的认知将极大地帮助人类在分子层面理解复杂的生命活动，并据此设计出阻止或加强其作用的药物，特别是基于蛋白质结构的药物研发——如因新冠病毒大流行而备受关注的新冠口服药物。

目前解析生物大分子结构的主流实验手段是X射线晶体学和冷冻电镜。几十年来，科学家们利用X-射线晶体学和冷冻电镜技术解析了一个又一个蛋白的结构。

不过，近年来，随着英国的人工智能公司DeepMind发布的AlphaFold2，以原子水平的准确度预测了2/3的蛋白质结构，让非机构生物学专业的公众以为AI技术已能代替结构生物学科研工作者的工作。在知乎上，还有人将AI技术AlphaFold2比喻为珍妮纺织机，而把结构科研人员进行的结构生物学实验则喻为手工作坊。

多位生物医药行业人士在接受界面新闻记者采访时候表示，任何一门科学都在进步，结构生物学科研工作不可能被AI技术代替。实际上，AI技术将大大促进结构生物学的发展，而不是使结构生物学科研工作者的前景萎靡。

实际上，结构生物学科研工作者的最终目标并不是将一个有一个蛋白结构观察出来，而是寻出自然规律利用氨基酸序列直接预测蛋白空间构象，而以AlphaFold2为代表的AI技术正是与前述两种实验手段相辅相成。

一位生物医药人士表示，以AlphaFold2为代表的的AI蛋白结构预测算法，还没法取代结构生物学的湿实验。AI技术的确预测来几乎所有Uniprot（蛋白质序列与功能信息数据库）中的序列的结构，但这些预测模型的质量仍良莠不齐。

湿实验指的是在实验室里采用分子、细胞、生理学试验方法进行研究，也就是传统的药物研发实验室；而干实验则是通过计算机模拟及生物信息学方法来进行研究，也就是AI平台做的事情。

另一位生物医药人士也向界面新闻表示，AI只能是补充手段，可以减少确定结构过程中的很多麻烦，但最终仍脱离不开科研人员的实验验证。“即使你基于当前模型，预测的准确率达100%，也不能在不进行湿实验的情况下确定该结构的准确性。”

对标美国国立卫生研究院的深圳医学科学院

在演讲中，颜宁表示，打通病床到实验室到制药公司再回到病床端到端的联系是深圳医学科学院的重要使命。

据深圳卫健委微信公众号消息，深圳医学科学院将仿效全球领先的美国国立卫生研究院（NIH），同时设立院内、院外项目。院外项目通过“招标制”“悬赏制”“赛马制”等多种方式，向全球开放，资助院外机构或学者，开展研究或实施跨领域间的合作研究。

据2021年3月25日深圳市政府正式印发《深圳市医学科学院建设方案》（下简称：《方案》），深圳医学科学院由市政府设立，登记为市政府举办的事业单位，实行党委领导下的院长负责制；不定编制，不定级别，实行社会化用人制度。理事会是深圳医学科学院的决策机构，由政府代表、深圳医学科学院党委书记和院长、高等院校、科研院所、医疗卫生机构和企业代表等构成；院长是深圳医学科学院的法定代表人，面向全球招聘，由理事会聘任，实行任期制。

《方案》显示，拟将深圳医学科学院在本世纪中叶建设成为全球著名医学研究机构。到2035年，以深圳医学科学院为核心引擎的粤港澳大湾区医学科技协同创新体更加成熟定型，重点领域研究取得重大进展，针对重点人群和重大疾病防治关键技术获得显著突破，医学科技创新能力显著增强，在医学科技创新体系建设、制度安排、规则对接方面形成可复制可推广的经验，成为科技创新引领健康城市发展的范例。

NIH作为美国最高医学研究机构，其全球知名度有相当一部分得益于其开放型的资助机制。据八点健闻，NIH在2018财年的373亿美元预算中，约有81%用于院外项目，资助遍布世界各地的3000所大学、医学院和研究机构。

不过，国内科研研究所为事业单位，其科研经费一般由财政拨款。按照深圳医学科学院的顶层设计思路，不设编制就很难确定政府拨款的经费数目，也意味着院长需要对全院承担更大的责任，包括人事任命、人才招聘、收入分配等。

一位熟悉深圳生物医药环境人士向界面新闻表示，从目前国内整体行业环境来看，深圳并非生物医药行业最拔尖的城市。不过，他表示，参考深圳南方科技大学的发展趋势，颜宁的名气能让深圳医学科学院分到不少资源，“在内的得到的成长空间还是很大的”。

目前，深圳医科院是否能拿出对等的科研经费还有待观察。

不过，创新与富庶是其所在地深圳的优势。一位熟悉美国科研环境的人士告诉界面新闻，美国的科研环境没有国内好。如果在美国的结构生物科研工作想使用冷冻电镜进行实验比国内烧钱且花时间。他猜测，此次颜宁选择回国，或许是深圳给的条件太丰厚了。

冷冻电镜仍是目前结构生物学中解析生物大分子的主流手段之一。这项技术获得2017年的诺贝尔化学奖的技术，理由正是简化生物细胞的成像过程，提高成像质量，推动了结构生物学的进步。但一台冷冻电镜价格高昂，令许多生物科研工作者望而却步。

自2009年清华大学购入第一台冷冻电镜后，中国如今已经建立了以清华大学、南方科技大学领衔的世界领先的冷冻电镜实验室。经过10余年的发展，中国已经拥有了超过50台各种型号的冷冻电镜。其中，深圳南方科技大学的冷冻电镜中心是中国规模最大的冷冻电镜设施中心。

以国内采购价格为对照，不同规格的冷冻电镜价格差别很大。参考2018年上海交通大学冷冻电镜系统采购项目，赛默飞Krios G3i和Talos F200i分别以1094.8万美元、438.5万美元中标，总中标金额为1.05亿元。

科研人员使用不同规格的冷冻电镜进行不同研究活动的收费也不同。据南方科技大学冷冻电镜中心用户收费标准，使用赛默飞Krios G3i D3796 Krios 300kV冷冻电镜进行非盈利大数据收集24小时使用费为8000元，进行非盈利图像分析及其他用户24小时使用费为12000元；使用赛默飞Krios G3 D3500 Krios 300kV 冷冻电镜进行非盈利大数据收集24小时使用费为7000元，进行非盈利图像分析及其他用户24小时使用费为为12000元。

需要注意的是，国内冷冻电镜设备制造技术发展较晚，暂无成熟企业。目前，全部国内研究生使用的冷冻电镜设备均为从国外进口采购。在全球范围内，仅有赛默飞旗下FEI公司、日本电子、日本日立三家企业具有生产能力，其中，赛默飞全球市场占有率最高。