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少年时90 | 对生命负责——新药研发的故事

每一个科学、技术与工程的领域都有属于自己的研发和运作的范式，新药研发领域尤其独特。新药研发是一个高度跨学科、跨行业、跨领域的概念，它前端是多学科的科学研究体系，中间是高度发达的制药工业，后端是日益庞大的健康需求和医药市场。一款新药的研发需要花费大量的人力、物力和时间，才能平均从一万种化合物中筛选出一种制成药物最终上市。换句话说，这是一项周期长、投资高、风险大的系统工程。

除了以上这些，新药研发还需要考虑社会价值、经济、伦理等因素。是选择开发一些作用机制已经明确的药物，还是开拓机制未知的药物?是选择开发常见病的药物，还是开发罕见病的药物?研究人员要面临众多诸如此类的选择。

而在药物研发中，患者的生命健康永远是第一位的，这也让我们有了这样的书名：对生命负责。本书的目的是想让读者对药物研发这样的一个特殊领域有一些最基本的认识，毕竟，它跟我们每个人都密切相关。

我们是幸运的，生活在医学发达，药物便利可得的时代，不会因为一场感冒或是小小的伤口感染就断送性命。而今天的药物体系是人们在药物探索中历经了众多惨痛的教训得来的。那些错误的尝试，往往会以“无心插柳柳成荫”的方式，使药物研发的历史得以迂回地向前发展。近年来，人工智能、3D打印等技术开始应用于医药研发领域，各国也在大力支持药物的创新研发。受人口老龄化以及新冠疫情等因素的影响，医药健康领域发展速度逐渐加快，也促进了一系列相关产业的发展。

药物的研发需要大量的资源投入，也要面临众多艰难的挑战，唯有不断前进和创新，以更短的周期研发出更有效、安全的药物，才能更好地为人类生命健康保驾护航。

少年时75 与时俱进的营养学

几乎自人类有历史记载，食物对身体的 作用就已受到重视。但一直以来，许多人对食 物的认识，仅是一些粗浅观察或道听途说来的 经验。四处寻访美味的老饕是营养专家吗? “鸡蛋有营养”“祖母的鸡汤最养生”这样口 口相传的有关食物的说法是营养学吗?如果都 不是，那么营养学到底是什么?

几百年来，现代营养学随着物理学、化学、 生物学、医学的发展渐渐发展起来。从微观的 因果关系分析开始，人们用物理、化学手段揭 示了食物中主要的营养成分组成，并基于动物 模型对照实验和生化手段，明确了一些疾病是 特定营养物质的缺乏所致。在与疾病的斗争中， 研究者发现了越来越多维生素这样的微量营养 素。营养学渐渐衍生出基础营养学、公共营养 学、群体营养学、临床营养学、营养流行病学 等分支学科。

近年来，营养学结合代谢组学、蛋白质 组学和菌群分析等新技术，并把人类营养看成 一个复杂系统，在宏观与微观层面上都有日新 月异的发展，并因此找到了一些应对营养相关 疾病的策略。随着全球发展与现代人生活方式 的演变，心血管疾病、糖尿病、肥胖等营养相 关的问题越发困扰着大量人群，全球营养不良 情况有所转变，但问题依旧棘手，营养学越来 越多地与公共卫生、经济发展、政策制定等专 业领域产生交叉与结合，成为一门关乎个体和 人类整体福祉的学科。

身体是追求幸福的基础，人人都知道食 物营养很重要。不过身体与食物也很复杂，还 受到太多外界因素的影响。营养学家仍在不断 探索这个极端复杂的领域，也因此不断产生新 的认识与争议。我们需要正视这样的复杂性， 面对众说纷纭的营养学研究结论与观点，在不 断审视、不断跟进新信息中，不恐惧未知，也 不盲从。

少年时66 我们喝的是什么——饮料背后的科学与文化

没有水就没有生命，生命的故事从水开始，本书也是如此。即使人类从潮湿环境中孕育的单细胞进化成拥有惊人细胞数量的高等生物，人体还是离不开水，可以说，我们人体就是一个移动的“水世界”，水是如何为人体提供营养并参与了人体代谢循环的?请开启人体水世界的冒险旅程吧!

人的生存离不开水，但对于很多人来说，他们的生活也同样离不开饮品。有的人喜欢喝咖啡，并视为一种风尚;有的人将喝茶当作一件修身养性的风雅之事;有的人酷爱碳酸饮料，并戏称其为“快乐的肥宅水”;有的人将喝汤作为养生的滋补秘方;有的人喜欢早餐来一杯燕麦奶，并认为它很环保;还有的人认为小酌怡情，但也有更多的人认为喝酒伤身……事实上，喝什么不但反映了每一个时代其生活方式的变迁，更折射了人类社会文明的交流和发展。

当喝饮品变为一种生活习惯，我们更不能忽视健康的话题：绿茶能否防癌?酒精有哪些危害?蜂蜜中究竟有哪些活性因子?可乐为何让人无法拒绝?如何看待饮品中的添加糖和人工合成甜味剂?骨头汤究竟能不能带来健康?关于奶，有哪些我们不知道的真相?我们喝下的不应只是满足感，更是健康和营养。怎样才喝得更健康，科学家和营养学家上下求索，或许，你也可以试着去寻找自己的答案。

少年时65 健康与疾病的微生物根源

当看到基于 16S 核糖体 RNA 序列的系统演化树，我们会感到惊讶。地球生命形式分成了古菌域、细菌域和真核域。在这三域八界里的 870 万物种中，除了动物界和植物界，其他几乎都是微生物;三域外还有介于生物和非生物之间的病毒，也是微生物。

人类生存和生活离不开微生物，人类个体的健康更是与微生物息息相关。

我们身体的外表面(如皮肤)和内表面(如消化道)被许多微生物所定殖，其中光是细菌的个体数量就有人体细胞数量的 1.3 倍。这些微生物群与人体处于共生关系，它们可以生产很多对人体有益的营养物质，它们还能产生抗生素，抑制有害微生物的着落与生长。当然，还有很多微生物是病原性的，这类微生物大多是由自然界的其他天然宿主传染给人类，它们可以让人类患病。一种微生物往往对应一种疾病，同样的微生物经过传染又可以让其他人患相同的疾病。

这就是我们看到的健康与疾病跟微生物的基本关系，本书就是想更加细化和理清楚这些关系——微生物帮助人类做了些什么?微生物如何生长、繁殖?它们如何在我们身体中定居?科学家如何观察、研究和利用它们?细菌与病毒如何致病?为了它们，人体已经进化出什么样的抵抗机制?而现代医学已经研究出什么样的临床手段?

微生物已经在地球上存在了二十几亿年了，我们智人的出现才几十万年。微生物在地球上无处不在，无所不为，地球上的许多动物、植物都依赖它们而存在，人类也不例外。我们只有学会如何跟它们共处，才能抵御疾病、保持健康，保证人类的生存、繁衍。

少年时49 人体再认识

对于人的结构，或者是说人体解剖学的知识，想必大家或多或少都有一定的了解。不过，随着科技知识特别是生命科学知识的更新速度越来越快，教科书也经常被改写。那么，当我们重温老一辈科学家告诉我们的关于人体的“个体→系统→器官→组织→细胞→蛋白”的结构层次时，我们也应该关注最新的相关研究，了解新发现和新理论，更新我们的认知。

我们把关注的焦点放在两种热点上：

1. 过去二十几年里的组学国际项目;

2. 近年来的诺贝尔生理学或医学奖的相关成果。

我们了解到，现在对于人体的研究主要集中在人体细胞内外发生的、大大小小的各种有机分子参与的复杂的生化过程，如转录、翻译、调控、修饰、输送、外泌……我们感叹，人体分子生物学的过程是多么的奇妙，却又多么的优雅、顺理成章!

在本书有限的篇幅里，我们把重点放在亚细胞层面上(另外还有一些近年来新发现的器官的故事)，我们选择了一些典型的机制，包括：各种RNA 如mRNA、tRNA 和miRNA 等非编码RNA 的作用;蛋白质怎么在细胞里转运，怎么输送到细胞外;细胞对外的应答和免疫检查点蛋白抗体的使用;利用细胞外泌RNA 作为病理的标志物;蛋白质如何周期性地进入细胞核，抑制相关基因转录，设置了人体的生物钟;等等。

让我们跟随专家“深入浅出”的科普步调，从“DNA → RNA →蛋白质”这个60 几年来一直有效的分子生物学“中心法则”开始，由里到表，展开我们从细胞到人体的旅行。

少年时40 临床医学在“进化”

虽然现代的临床医学是基于生化科学、物理学、药物动力学等的科学学科，但因为临床医学的研究对象是人，包括了人的心理、生活，甚至社会关系等，因此我们说，临床医学是一门复杂的、综合性的学科。而且，因为它的目的是治疗疾病，先有疾病，后有相应的研究、诊治，所以它的发展通常是在疾病出现之后。

如果说“进化”是指物种“经过改变的继承”，是一种缓慢的、由生物本身和外界条件相互作用产生的过程，那么我们觉得用进化这个词来比喻临床医学的发展，有一定的合理性。无论如何，就如进化让人类具有越来越优异的适应性一样，临床医学也正在走向精准、智慧和完善。

少年时25 谁动了我的食物?

这些加工食物除了给我们带来了热量负担、健康威胁，其本身的安全性也值得怀疑：绞碎的肉可能被危险的大肠杆菌污染了;家禽可能携带一种叫作“弯曲杆菌”的病原菌;蛋壳上沾着的羽毛和粪便可能携带沙门氏菌;就连新鲜的水果和蔬菜，也可能存在一种叫作“隐孢子虫”的原生动物……我们曾经引以为豪的食物已经不再安全。

食品安全的警报已经拉响，每个人都应高度重视食品问题。实际上，保卫食品安全最有效的方法就是对厨房“严防死守”，因为厨房是食物入口前“闯”的最后一关。健康的烹饪方法和饮食习惯可以减少食源性疾病，杜绝有害的食品添加剂可以防止“病从口入”。

少年时23 人类健康的大救星

实际上，从出生开始，我们就接二连三地接种了各种各样的疫苗，比如百白破疫苗、麻疹疫苗。到成年之后，我们的身体还得定期迎接疫苗的“造访”，比如每年都需要接种流感疫苗。甚至，当你到非洲的某个国家旅游之前，也会被推荐接种一些疫苗，比如伤寒疫苗。

相信你一定会对疫苗存在有各种各样的疑问：疫苗到底是什么?它能帮我做什么?接种疫苗安全吗?本书邀你“回访”疫苗，到免疫系统里一探究竟，看看小小的疫苗到底怎样帮我们抵抗疾病，也去探探疫苗的“虚实”—疫苗究竟是什么东西?又是怎么制备出来的?从第一支疫苗被发现，到现在如火如荼的疫苗产业，科学家经历了哪些不为人知的艰辛?从岌岌可危的天然免疫，到几乎涵盖全部人群的群体免疫，在疫苗产业发展的同时，人类医疗卫生状况又实现了哪些大的跨越?

少年时09 医学进入分子时代

二十世纪末页，科学家穿过细胞和细胞核，再将里面直径约2纳米的链状分子展开，看到了包含我们生命全部信息的密码，包括人类主要疾病的根本病因，医学从此进入分子时代。在那时起，科学家可以通过基因与疾病的联系，判断或预测病情，也可以直接对基因进行修复，个人基因组卡片还将为你预测可能的疾病。在此同时，手术机器人上演手术室里的3D大片;利用“纳米汁”可以直接透视你的身体;你也可以“吞”下“外科医生”——纳米机器人，让它直接在你身体里动手术。未来，我们还可以让器官再生，我们终将消灭癌细胞，医院也将不再是几栋大楼，而是在社会、在家里、在互联网的云端。

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