创新20年：生命科学的九个突破|致敬时代，感恩有你

药明康德内容团队编辑

新世纪伊始，历时十余年，耗资数十亿美元的人类基因组草图刚刚测序完成。而在2020年底，单人基因组的测序成本已不到1000美元，更有诱导干细胞、癌症免疫疗法、基因编辑等新兴技术横空出世，改变了许多疾病的治疗方式。站在世纪之交，难以想象我们可以取得如此的成就。

岁末恰逢药明康德成立20周年。在今天这篇文章里，我们一道来回顾《科学》杂志自2000年起的年度科学突破。20年的20个科学突破里，有将近一半属于生命科学。

2000年：解读生命天书

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基因组携带了生命一代代传承的遗传信息，而每一个基因组都是由4个字母写就的遗传天书。在上个世纪，解读基因序列是缓慢而枯燥的工作。而在21世纪，全球合力之下，我们已能对基因组进行测序，产生海量的遗传数据。《科学》杂志将这一壮举列为年度突破。但从重要性上看，这或许称得上是一个“世纪突破”。

2002年：小RNA的大作用

长久以来，RNA分子的光芒被它们的亲戚DNA所掩盖。很多科学家把RNA视作“跑腿的”，不过是把DNA的遗传信息带给蛋白质生产工厂罢了。然而世纪之交的一些发现却指出，一类小型的RNA分子竟像是细胞的指挥，能控制基因的表达，甚至是沉默特定的基因。2006年，发现RNA干扰原理的两位科学家荣获诺贝尔生理学或医学奖。2018年，第一款使用RNA干扰治疗人类疾病的药物获FDA批准上市。

2005年：进化论与基因组

达尔文的进化论是科学史上的一座丰碑。长久以来，科学家们知道自然选择产生的压力会诱使生命变得更为多样，2005年的多项研究则让我们从分子层面上清楚地看到进化如何发生。这一年，科学家们知道人类与黑猩猩的基因组序列极为接近，差异不足1%；科学家们也从一具冻在阿拉斯加的尸体上分离出了1918年导致大流行的病毒，指出它最初只是一种普通的禽流感病毒，直至它发生了几个关键变异，让病毒能轻易感染人类。

2007年：每个人都独一无二

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7年前，人类基因组草图才刚刚完成。2007年，我们已经有能力对多人的基因组序列进行比对分析了。如果说和黑猩猩的序列比对让我们知道自己何以为人，那么和其他人类的序列比对则让我们知道自己何以为自己。这一年，我们知道人与人之间存在单核苷酸多态性（SNP），也存在基因拷贝数的不同。只需要几代人的时间，我们就足以和我们祖先的基因组出现明显差异。这些都让我们成为了独一无二的自己。

2008年：细胞返老还童

在过去的认知中，细胞的分化是一条单行道。年轻的干细胞就像是少年的我们，未来有着无限发展可能。而成熟的细胞就像是成年后的我们，专注于某个领域的工作。2008年，科学家们将人类的成熟皮肤细胞变回了干细胞，堪称是让细胞返老还童。而在小鼠中，科学家也通过同样的技术，让一种成熟细胞变回干细胞，再变成另一种成熟细胞。2012年，发明诱导干细胞技术的两名科学家斩获诺贝尔生理学或医学奖。

2011年：预防HIV感染

自艾滋病鸡尾酒疗法诞生后，研究人员们就知道抗逆转录病毒药物可以减少人体内的HIV病毒水平。但这是否表明这些用于治疗的药物也有预防效果呢？2011年，一项临床试验证明，抗逆转录病毒药物能将异性间的传染风险减少96%。也有人说，我们距离终结这种影响广泛的疾病，已经不远了。

2013年：癌症免疫疗法

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《科学》杂志将这一年列为癌症治疗的转折点。经过了漫长的探索，我们终于学会了如何调动自身的免疫系统，用于对抗癌症：一名女性患者肺部有拳头大的肿瘤，治疗后已经活了13年；一名6岁女孩差点丧生于白血病，如今已经读小学三年级；一名男性在停止治疗后，转移性肾癌也不断在消退。2014年，靶向PD-1/PD-L1通路的两款重磅免疫疗法先后获批。2018年，两位免疫疗法先驱荣获当年的诺贝尔生理学或医学奖。

2015年：基因魔剪

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早在2012和2013年，CRISPR基因编辑技术就曾被提名年度突破，2015年终于得偿所愿。《科学》杂志指出，该技术在2015年登上多次新闻头条：包括使用“基因驱动”技术消灭害虫，以及首次用其编辑人类胚胎中的DNA。正如Emmanuelle Charpentier教授在当年的一场峰会上所言，无论是好是坏，我们都已经生活在了一个CRISPR的世界中。今年，她与Jennifer Doudna教授摘得诺贝尔化学奖的桂冠。

2018：无以伦比的高清

单个细胞如何发育成一个拥有不同器官、由数十亿个细胞组成的复杂生物？我们知道，基因密码是这场生命交响曲的指挥家，告诉每一个细胞在何时何地启动哪些基因。如今，在多种技术的组合下，我们能对细胞进行挨个分离测序，搞清每一个细胞里究竟有哪些基因正在启动。这就好像是拍下细胞发育的瞬间，以单细胞的高清分辨率，看清生物体的发育过程。

2040年：……

20年后，哪些已有的创新技术值得被称为年度突破，或是斩获诺奖？又会有哪些突破性的新技术涌现出来，推进生命科学的发展，最终造福全球健康？我们对此充满期待！