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探索未知科学:吃肉的底层革命、肿瘤免疫及其他

机器之心原创

作者:吴昕

如果繁星「问对」了问题,但可能研究方法有误,某种意义上,大把的钱打水漂了也没关系,因为一旦把这两者都做对了,也就改变了世界。

探索未知科学:吃肉的底层革命、肿瘤免疫及其他

卡尔·萨根《暗淡蓝点》

「如果要确保 10 年后的高速高质量发展,那么有些探索现在已经是正当其时了。我作为创始人,跳脱出来去摸一摸 10 年后路上的石头,可能是比较适合的人选。」

3 月 17 日,41 岁的黄峥宣布辞任拼多多董事长,转行「想去做一些食品科学和生命科学领域的研究」。

就在他宣布卸任的同时,拼多多发布 2020 年第四季度及全年财报:截至 2020 年底,拼多多年活跃买家数达 7.884 亿,超越阿里巴巴成为中国用户规模最大的电商平台。

有趣的是,就在当天,黄峥与拼多多创始团队设立的繁星公益基金,与浙江大学共同设立浙江大学上海高等研究院繁星科学基金,在未来 3~5 年投入 1 亿美金用于「计算 + 生物医疗」 、「计算 + 农业食品」和「先进计算」的科学研究项目。

「成不了科学家,但也许有机会成为未来(伟大)的科学家的助理,那也是一件很幸福事儿。」黄峥在 2021 年度致股东信中写道。

一、新农业的革命之路

2020 年初突如其来的新冠疫情,给全球居民的生活带来了困扰。和大多数人一样,黄峥也在家中宅了一段时间,读了一些哲学书,对生命又有了一些感悟。

他在 2020 年致股东信中写道,「一个全新的人类世界正在到来,新物种将会以和从前完全不一样的样子在新的土壤中孕育和生长。我们将更加坚定地投资未来,努力建设面前的新世界。」

过去六年,因为差异化选择,拼多多专注于农业领域,通过提升流通领域效率,去中间补两头来让农民和消费者获益。

通过在「云端」对接供给和需求,让小农户直接面对平台上众多的消费者,为小散农产品「拼」出了大市场。该模式把各地分散的农产品集中搬上平台,利用农货智能系统,预测农产品成熟周期,提前预售应季果蔬、鲜花,按品类价格精准推荐给用户。

过去像雪莲果、人参果这样的种植规模不大的小众农产品很难实现大规模流通。但有了拼多多这样的平台,一个包裹就能发货,市场一下子打开了。

但流通效率的提升毕竟不能从质上提升农产品的附加值,也不能性质性的大幅提升身体健康水平。与此同时,一个更为深刻的现实很少被科技媒体提及。《经济学人》发布的《2020 全球食品安全指数》中,中国排名第 35 位,排名较以往有所上升,但仍只处于中等偏上水平。

2018 年,城镇居民收入比农村居民收入高出近 3 倍,与 1978 年经济改革开始时的差距大致相同。当越来越多的农民工出现在快递、滴滴、互联网甚至城市制造业中,农业生产落后、效率低下,中国粮食出现供不应求且缺口变大也会令人担忧。

一步步往纵深走,我们能做些什么呢?关于人类「吃饭问题」的解决方案,一个弹丸国家的农业革命给出了另一个可能。

以色列自然可耕种土地只有国土面积 20%、气候干旱缺水、农业就业人员只占劳动力总人口的 1.2%,但是,他们的农业产品不但能满足国内绝大部分需求,还可以出口。

得益于水务系统和建制,更离不开技术创新(比如,滴灌、培育需水更少植物),后者让以色列农业颇具创新性,农业不再是传统意义上的第一产业,而是融合科技、工业甚至服务业的复合型战略新兴产业。

「行业竞争的日益激烈甚至异化,让其意识到传统的以规模和效率为主要导向的竞争有其不可避免的问题,要改变就必须在核心科技和其基础理论上寻找答案。」黄峥将未来目标放在了「从质上提升农产品的附加值,性质性地大幅提升身体健康水平。」

在这封 2021 年的公开信中,我们也看到了几个可能性样本,无一不与人类福祉息息相关。比如,能否有效控制农产品中的有害重金属含量,同时提升有益微量元素(和维生素)水平;能否稳定供给更健康的植物蛋白「素鸡 2.0」;继续 2016 年诺奖「分子机器人」的研究,能否研究出蛋白质机器人,去疏通人的脑部血管。

二、一个样本:吃肉的底层革命

位于加州伯克利 Finless Food 公司想用人造的方式,把鱼肉 「种」出来给人吃。

他们会从一条健康美味的海鱼身上采样一小块鱼肉,分离出他们需要的细胞。只要条件合适、给足养分,这个细胞就会分裂、繁殖、长成鱼肉。所有这些过程,都发生在一个叫做生物反应器的昂贵设备里。

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Finless Foods 于 2017 年 9 月举办了一次从细胞中长出鱼肉的试吃活动。

如今,除了人造鱼肉,还有人造牛肉、猪肉、鸡肉、人造奶等。据说,黄峥曾被邀请品尝了一下人造牛肉,是由比尔 · 盖茨投资的人造肉公司研发的。为了这顿饭, 他还买了真的牛肉带过去对比。结果,黄峥完全分辨不出两种肉,并为之震惊。

从生物进化角度看,人是一种杂食动物,由于大多数人都需要摄入动物蛋白才能延续生命,在吃肉这一点上,我们没有选择的自由。

过去半个世纪以来,全球肉类消费迅速增加。今天人均每天的肉食与肉蛋白摄入较 1960 年代翻了一番,平均每年的增长率为 1.9 %,总产量更是达到 50 年前的五倍之多。

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《国家地理》的统计进一步佐证了人类吃更多肉的趋势:1961 年至 2011 年,人们日常摄入的卡路里从 2194 大卡涨到 2870 大卡,其中从肉类获取的占比从 6 % 增加到 9 %。

有数据显示,牲畜占人类温室气体排放量的 18 %,甲烷的 40 %,一氧化二氮的 65 %。畜牧业也占用了地球上大量的资源。农业占人类淡水足迹的 92%。养活未来百亿人口(目前全球人口近 80 亿),需要养殖更多的猪、羊、牛等牲畜,会地球造成巨大压力。

「农牧业占用了太多土地,施肥过度、灌溉模式粗放…… 我们需要重新思考如何生产粮食。」德国波茨坦气候影响研究所等机构研究人员在英国《自然 · 可持续发展》杂志(2020)上发表论文曾谈到。

好在合成生物技术和文化让人类在吃什么和如何吃的问题上有选择的空间。

「不论智人付出了多少努力,有了多少成就,还是没办法打破生物因素的限制。然而,就在 21 世纪曙光乍现之时,情况已经有所改变:智人开始超越了这些界限。自然选择的法则开始被打破,而由智慧设计法则取而代之。」在《人类简史》「智人末日」章节中,作者尤瓦尔 · 赫拉利写道。

李嘉诚和比尔盖茨相继为合成生物技术背书,前者曾表示,「合成生物年代瞬间已在眼前,将颠覆很多行业,这是大机遇。」

人造肉技术路线大致有两种 -- 养细胞和养大豆。Finless Food 的人造鱼肉属于前一种,明星公司 Impossible Foods 的人造牛肉属于后一种。他们将大豆蛋白、马铃薯蛋白、椰子油和葵花籽油结合,并从大豆植物根部的根瘤提取血红素,注入 Impossible 肉中,赋予牛肉原有的血腥味。

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新加坡首家提供日式 Impossible 料理的餐厅 Kinki Restaurant & Bar 提供的猪排三明治。

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从大豆植物根部的根瘤提取血红素,注入 Impossible 肉中,赋予牛肉原有的血腥味。

泰森、雀巢等食品巨头和资本都对人造肉虎视眈眈。明星人造肉公司身后挤满声名显赫的投资人(Impossible foods 投资人包括李嘉诚、比尔 · 盖茨)。随着这些明星公司开始在亚洲人餐桌上攻城略地,一个疑问油然而生:

有着悠久舌尖文明、吃饭绝不将就的中国人,为什么要留待西方的「肉」攻城略地?何况这里还涉及国家可持续发展、国民健康的根本问题。

数据显示,全球肉类消费量,发展中国家和地区贡献了大部分的增长。中国在其中尤为突出。1960 年代以来,中国人均可支配收入从不到 500 美元提高到约 9000 美元。每天从肉食中获取的热量从 29 大卡跃升至 483 大卡、增长约 16 倍。年人均肉类消费量从 4 公斤涨到 62 公斤。是 50 年前的 13 倍。

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人类吃肉越来越多的趋势中,发展中国家和地区贡献了大部分的增长。亚洲整体消费在五十年中翻了 7 倍。图片来源:好奇心日报

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中国肉类消费贡献突出。在所有变化中,中国猪肉的消费增长将所有剩下的品类抛在身后。中国人相当于每年吃了全球一半以上的猪肉。图片来源:好奇心日报

目前,人造肉公司面临最大挑战是怎么降低成本。财新记者曾做过调查,一块 Beyond Meat 的人造肉标价是 3 美元,几乎是碎牛肉肉饼价格的两倍;Impossible Foods 在美国汉堡王的售卖单价 5.79 美元,比一般汉堡贵 1 美元;在港澳汉堡连锁店的 Triple O’s 售价 88 港元,店内传统牛肉汉堡仅售 58 港元。

就动物源人造肉而言,培养基、生物反应器,以及训练有素的技术人员导致肉价格居高不下。不过,成本和效率是人造肉科学家正致力解决的问题。「在未来两三年内,植物肉汉堡 impossible foods 可能可以做到定价高于成本,五年内,很有信心人造肉会更便宜。」2019 年,Impossible Foods CEO 帕特里克 · 布朗在接受财新记者采访时曾表示。

相比四年前,现在人造肉成本已经下降不少,最低能够做到比现牛肉贵 50%。但技术最不怕的就是降低成本。当问题是成本问题的时候,意味着突破只是一个时间问题。这些都预示着颠覆性的变化。

三、「繁星」:以公益反哺生命科学

人造鱼肉研究,也正好出现在浙江大学上海高等研究院繁星科学基金首批资助项目中。

2021 年 3 月 17 日,浙江大学教育基金会和繁星公益基金签署捐赠协议,设立「浙江大学上海高等研究院繁星科学基金」, 支持「计算 +」创新实验室的建设,推动学校在计算与生物、医疗、农业、食品等交叉领域开展基础研究及前沿探索。

作为第一期资助,繁星公益基金将在未来 3-5 年向浙江大学教育基金会捐赠 1 亿美元,用于「计算 + 生物医疗」「计算 + 农业食品」和「先进计算」三个创新实验室的科学研究项目。

目前,世界九成以上的鱼种被过量捕食,造成生态不平衡的同时,也意味着野生鱼数量难以再增加,而渔场常常会大量使用杀虫剂和抗生素。在通往餐桌的道路上,与人造牛肉相比,鱼肉面临的伦理困境要小得多。前者所需的胎牛血清获取极为不易甚至残忍,需要屠宰怀孕母牛取出尚未发育完全的胎牛,对其心脏进行心脏穿刺采血。

除此之外,拟开展的首批项目还包括「超大规模实时图推理机研究」、「重大脑认知障碍的闭环调控研究」、「肿瘤免疫新抗原研究」等。

「超大规模实时图推理机研究」关注的是刚产生的「热数据」,能在更短时间里更精准地处理数据,比如用毫秒级的时间判断信用卡是不是被盗刷了。

世界卫生组织估计,全世界的抑郁症患者大约为 3.4 亿,预计到 2020 年,抑郁症将成为继冠心病后的第二大疾病负担源。

「...... 如果我们无法延长生命,那么就让我们尽可能地减少痛苦。我所说的痛苦是慢性的,包括抑郁和焦虑。」盛大网络董事长兼 CEO 陈天桥在谈及捐资创立加州理工学院陈天桥雒芊芊神经科学研究所聚焦脑科学时曾说过。

医学界对于抑郁症的主要成因是单胺假说,主要与单胺低下有关,比如去甲肾上腺素,多巴胺等。一些药物虽然被证实具有抗抑郁的效果,也具有较为明显的毒副作用。

2021 年,美国加州大学旧金山分校 Edward F. Chang 教授团队提出一种新颖的、面向难治性抑郁症治疗的个性化神经调控方法,发现在三个深部脑刺激(DBS)靶点位置内以不同刺激方式都能在短时间内改善患者症状。

事实上,随着生物科学的发展,通过非侵入技术可以对神经精神疾病(比如抑郁症)有更为深入的认识。新技术为基于疾病动物模型的病理机制研究提供了关键问题,利用综合技术研究病理机制又为新药靶发现和新疗法研发提供了极大的机遇。「重大脑认知障碍的闭环调控」将深入研究抑郁症、焦虑症的靶点机制,如果这项技术取得突破性成果,将成为抑郁症等情感障碍类疾病患者的福音。

「肿瘤免疫新抗原设计与应用」把目光对准的是现在最新的肿瘤免疫治疗机制,通过刺激机体免疫系统的先天能力来靶向攻击狡猾的癌细胞。

新抗原(neoantigen),是指肿瘤细胞提呈的可激活 T 细胞的抗原。只要肿瘤突变数量足够多,总会有些突变会成为新抗原。突变来源的新抗原成为免疫治疗最理想靶标。

而新抗原治疗主要是通过高通量基因测序和数据分析,发现患者的肿瘤的个体化的众多体细胞突变,筛选出可能成为新抗原的突变作为靶标,负载到抗原提成细胞(APC)上,从而起到激活 T 细胞识别多种新抗原,进而杀伤肿瘤的疗效。

与固定单靶点的靶向药相比,新抗原治疗不需要固定靶点,可以靶向患者个体化的多个靶点。如果把固定单靶点的靶向药比作练武功的某一个固定招式,新抗原疗法则是「见招拆招」、「无招胜有招」。

早期通过 cDNA 文库筛选新抗原的方法,费时费力,难以推广。目前,随着测序技术和生物信息学的发展,使得快速有效地对每位患者进行单独测序和新抗原筛选成为可能,为新抗原疫苗临床应用奠定了基础。

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早在 2020 年,按照 IPO 时的承诺,黄峥连同创始团队一起,捐赠约 2.37% 的公司股份,正式捐赠成立「繁星公益基金」,推动社会责任建设和科学研究。该基金是不可撤销的慈善基金,由独立受托人管理,保证慈善基金的所有资产全部用于公益用途。

生命科学领域的研究非常烧钱且往往无功而返,但黄峥仍然选择用慈善的方式去反哺,这在中国富豪中并不多见。

「对于大脑和思想,我认为必须用一种非盈利的方式,因为人类目前缺乏对大脑某些基本方面的理解。所有这些研究,仍在大学或研究所。」陈天桥当年曾这样回答为何以公益方式去做脑科学研究。

黄峥的选择或许与他 27 岁那年实现财富自由有关,当时的经历让他意识到钱的作用也有两面性。据说,繁星公益基金的名字灵感源自文森特 · 梵高的一句话,「我不知道世间有什么是确定不变的,但我只知道,只要一看到星星,我就会开始做梦。」

如果繁星「问对」了问题,但可能研究方法有误,某种意义上,大把的钱打水漂了也没关系,因为一旦把两者都做对了,也就改变了世界。

四、无人区探索

盖茨 53 岁就从微软退休,一个纪录片影片记录了三个亲自参与的项目:厕所革命、消灭小儿麻痹症和核电革命,每一项都不是易事,每一项都是全球影响深远的议题。在这次疫情当中,不遗余力推广和研究疫苗的盖茨甚至成为阴谋论的靶心。

亚马逊宣布其老板兼创始人杰夫 · 贝索斯在执掌该公司近 30 年后,将于今年夏天卸任首席执行官一职。他表示,这一职位将使他能继续「参与亚马逊的重要项目」,同时也让他有更多的时间专注于其他事业,尤其是太空旅行、应对气候变化以及他在 2013 年收购的《华盛顿邮报》。

贝索斯的个人资产(近 2000 亿美元)甚至比盖茨还要多,他可能也像盖茨一样计划转移事业的重心。他尤其对环境问题很关心:他曾说过,资源消耗的不断增长与地球有限的资源相矛盾。

马斯克虽未退休,但他早已将对人类未来的忧虑转化为一家家市值屡创新高的科技公司和非盈利组织。就在最近,2021 年 2 月,由马斯克和马斯克基金会赞助的 1 亿美元 XPRIZE 碳捕集大赛即日成立。

就在大洋彼岸最精英人群利用自身的极大能量将去影响社会甚至人类未来时,在中国,八零后、技术出身、成长于互联网时代的黄峥正展示出中国富豪的另一种风貌,他们有着更接近彼岸对未来的深刻理解和行动。

任正非曾说,未来二、三十年人类社会将演变成一个智能社会,其深度和广度我们还想象不到。越是前途不确定,越需要创造。然而,华为现在的水平尚停留在工程科学的创新,尚未真正进入基础理论研究。跟着人跑的「机会主义」高速度会逐步慢下来,创立引导理论的责任已经到来。

带着对人类未来与科学的敬畏与崇尚,黄峥将走入繁星之夜。多年后,或许就像安德鲁 · 卡内基之所以到今天还被人铭记,是因为他为世人建设了大学、公共图书馆和音乐厅,而不是「钢铁大王」。我们也终将遗忘乔布斯,「但比尔盖茨将拥有雕像。」几年前,美国商界一篇热文曾如此写道。

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