主题:【原创】《科学》抗药性的困局与出路:中国的机遇?

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作者:许越  点击查看作者自传


1.全球挑战与解决方案



本周的《科学》(Science Vol 360, Issue 6390, 18 May 2018)期刊聚焦了由于过度或长期使用各种抗菌药、杀虫剂和除草剂,导致人类目前所面临的,或即将面临的无药可用的窘境。为此科学家们各抒己见,提出了各种方案。



在《可恶的进化:我们能摆脱杀虫剂抗性导致的社会生物学困境吗?》一文提出的证据表明,昆虫和杂草的演化会超过人类研发新的化学物质的速度。因此作者们指出必须将生态,遗传,经济和社会政治因素放在一起通盘考虑,才有希望解决这个问题。
《利用基因组技术分析抗菌病原体的出现和传播》则寄希望于全基因组测序(WGS)技术来揭示细菌病原体中抗微生物耐药性(AMR)在时间和空间演变的内在规律。并提出利用这种规律来更有效地使用现有的和未来的抗菌剂,并且能够延长它们的使用周期。
《利用生物制剂进行生物修复和解毒的前景展望》则把希望寄托在原核生物的代谢可塑性上,并提出可以用它们的这个特点来进行生物修复和解除环境有毒物质,比如从废水处理到生境恢复。
《抗真菌药物的抗药性对人类健康和粮食安全构成的全球性挑战》也指出为了避免人类控制真菌感染的能力在全球范围内崩溃,我们必须加强对现有化学品的管理,加速新的抗真菌药物的研发,并利用新兴技术寻找替代解决方案。
2. NMT非损伤微测技术的机会?!
概括一下上面综述的主要论点,无外乎寄希望于综合治理和筛选新技术的出现两个方面。
在综合治理方向,科学家梦将抗性的时间和空间演变规律作为主要突破口。正如笔者在从PC膜片钳到NMT非损伤微测技术(2)时间与空间中指出的那样,未来科研的发展将在不同的时间和空间维度展开。但同样如笔者在博文《科学》癌症免疫疗法非意外受挫:中国的机会?单靠基因组技术不能够完全解决生理层面的问题,这在人类半个多世纪寻求癌症开关基因的努力失败中已得到证明。
因此,非损伤微测技术在从细胞器到器官等不同空间结构和从秒级到数小时的时间范围内,对抗性的规律和发生机制可以进行多时间和多空间的发掘和检测。这对于在抗性基础研究方面苦苦摸索的科学家们来讲,可谓是从海岸浅滩驶入了浩瀚的太平洋。而对于抗药性应用研发的工程师们来说,工具上无疑是从小舢板换成了辽宁舰。
在筛选新技术方面,当我们回顾英国科学家弗莱明(Alexander Fleming)1928年发现盘尼西林的过程时,从被杀死的细菌们的角度,如果它们可以说话的话,当有盘尼西林出现的时候,它们的一定会是这张卡通里下方的那个表情,大喊大叫。而右侧的NMT非损伤微测技术数据将直观地告诉科研人员,我们的尝试方向是否正确。




现在,让我们再温习一下非损伤微测技术的另一个定义,即:NMT是一个通过离子分子流速检测,揭示生物活体与外界环境进行信息交换的工具。
我们知道非损伤微测技术从细胞器,到微生物都可以活体检测,而且其分子流速检测的灵敏度可以达到femto(10-15moles●cm-2●s-1)级,完全可以胜任筛选工作。而且,不同的离子分子流速图谱将从信号传导、能量代谢、生长发育等等多方面进行更为全面,多时间空间维度的筛选。
3.为什么是中国的机遇?
技术优势:
中国目前是世界上,拥有非损伤微测系统实验室数量最多的国家,也是非损伤微测技术从研发到技术支持专业人员最多的国度。而且十几年来积累了一批这方面的专家,教授和学生群体。因此,无论在技术还是人才方面,中国都有着傲视世界的先发优势。
文化优势:
历史有时总是惊人的巧合和一致。在西方政治零和游戏日薄西山的时候。西方的科学也似乎难以跳出非友即敌的科研思路。尽管他们也想进行‘综合治理’‘生物防治’,但显然中国人在这方面有着天然的优势。
政策优势:
当今如火如荼的贸易战,国有大企业的被人一剑封喉,使得国家意识到核心技术的重要性。而抗药性的基础和应用研究,对于一个国家的安全和人民生命健康保障的重要性是不言而喻的!
当然,挑战与机遇永远并存,非损伤微测技术在抗药性领域的应用才刚刚开始(请见下面文献)。但既然我们开着航母来到了太平洋,那就只有勇敢向前,直到抵达胜利的彼岸!

参考文献
  • 宋瑾,唐勇,许越. 用非损伤微测技术研究肿瘤细胞的耐药性与其胞外H+流变化的相关性. 生物物理学报,2008(03):191-197.



许越,男,1967年生于北京。

  • 1993年和2000年分别获得首都师范大学及美国麻省州立大学,植物生理学双硕士学位。
  • 2001年在美国创建基于NMT技术的美国扬格公司,次年运用NMT服务于设立在美国北卡州立大学的美国航空航天局(NASA)空间植物学研究项目。
  • 2005年成立旭月(北京)科技有限公司,在匡廷云院士、杨福愉院士和林克椿教授的帮助,以及各级政府的大力支持下,将非损伤微测技术引进中国大陆。
  • 2014年带领旭月团队提出被誉为“第二个人类基因组计划”的“动态分离子组学(imOmics)”创新概念,同年成立旭月生物功能研究院。
  • 2015年推出世界领先的“自动化非损伤微测系统”,并倡导建立中关村NMT产业联盟,开启以水安全、个体化精准医疗、粮食安全等民生应用为代表的NMT产业化进程。
  • 截至2016年,已帮助国内400多个科研单位及实验室,利用NMT实现了科研水平的跨越式发展。


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2018/6/14 18:09:44 Last edit by Insm_f06c4b79 举报