未来十年的技术预测(一)

神译局2021-01-18
未来十年生物技术大有可为。

神译局是36氪旗下编译团队,关注科技、商业、职场、生活等领域,重点介绍国外的新技术、新观点、新风向。

编者按:100年前的1920年,人类遭遇了西班牙大流感。不过在这场疫情之后,西方世界进入了一个经济持续繁荣的时期,开启了咆哮的20年代。100年后的今天,历史似乎又走到了惊人相似的起点。展望未来十年,我们会不会再度迎来又一个咆哮的20年代呢?还是说,因为非技术上的原因,度过无聊的十年?经济学者Eli Dourado对未来十年的技术发展进行了预测。原文发表在其个人博客上,标题是:Notes on technology in the 2020s。篇幅关系,我们分三部分刊出。此为第一部分。

划重点:

TFP平均增长率达2%以上是持续繁荣的保障

mRNA会改变游戏规则

CRISPR的潜力远未发挥

能预测蛋白质形状可更快发现药物

第一种真正抗衰老的产品有可能面世

可穿戴设备会增加至少10个与健康相关的传感器

在开始新的十年之际,现在正是思考对未来十年预期的好时机。泰勒(Tyler)认为大萧条有望结束。塔勒布(Caleb)却看到了裂缝。诺亚(Noah)则表现出技术乐观主义。在这篇文章里,我的目的不是预测停滞会不会结束,而是要仔细思考一下技术在未来十年会如何发展。然后,我们就可以分别评估一下,未来十年究竟应该看作是咆哮的20年代,还是无聊的20年代。

什么样的因素会结束这场大萧条呢?给出任何一个精确的分界线都属于武断,但是为了方便讨论起见,假设可持续增长的保证为经过利用率调整后的全要素生产率(TFP)达2%。相比之下,从1947年到1972年见,经利用率调整后的平均TFP增长率为2.1%。自2005年以来,这个比率为0.17%。(注意:采用经过调整的数据非常重要,因为这可以对商业周期进行修正。)

自1947年以来美国的全要素生产率

不管你对TFP增长率的预期如何,我相信光靠科学突破还不足以结束大萧条。只有在大规模采用新技术时,TFP才会出现变化,这往往意味的是产品,而不仅仅是科学。科学为新技术奠定了至关重要的基础,但是在所有的科学都做好了之后,仍然还有很多的工作要做。需要有人把科学突破推进到产品阶段,这个时候才能够真正影响到TFP。这意味着要设立公司,克服监管障碍,并扩大生产规模。

在进一步展开讨论之前,请牢记这一警告。那么未来十年将带来哪些有意义的技术变革呢?以下就是我在观察的东西。

生物技术与健康

我们取得了一场巨大胜利:在不到一年的时间里,构思并推出了两种新的mRNA COVID疫苗。在人体内任意对mRNA进行编码和部署的能力肯定会改变游戏规则——这基本上相当于让我们能够对细胞进行编程,从而制造出所需要的蛋白质。就COVID疫苗而言,疫苗的有效载荷会指示我们的细胞制造出冠状病毒纤突蛋白,然后我们的免疫系统就会去学习攻击这种蛋白。伯特·休伯特(Bert Hubert)对疫苗中的“代码”写得很有意思。

用不到一年的时间将一种全新的疫苗推向市场,而且采用的是此前从未在人类大规模应用过的技术,这创下了世界纪录,但是它甚至可以更快。就像David Wallace-Wells所强调的那样,莫德纳(Moderna)的疫苗1月13日就设计出来了。只是为了确定有效剂量,所有才推迟了一些时间。然后,为了确保疫苗安全并确定其有效性,还要拖一拖等到监管流程走完。但是就像Wallace-Wells所说那样,监管对结果从未真正质疑过。他写道:“我采访到的科学家没有一个对这两个的结果感到惊讶。所有人均表示,他们对疫苗的预期一直都是安全且有效。”

所有的科学家一直都知道莫德纳(Moderna)的疫苗是有效的,对于这一点我们该怎么理解呢?我考虑的问题是:我们还在进行其他哪些mRNA方面的治疗?如果我告诉你其实莫德纳还有HIV的候选疫苗呢?艾滋病病毒缺少SARS-CoV-2的那种纤突蛋白,所以可能会更具挑战性一些——但是,如果我们提高解决这个问题的迫切的话,新的mRNA技术是不是在十年之内就可以消灭艾滋病的流行?难道你不会这么设想吗?我就是这么想的。

而且,mRNA技术的应用不仅可以针对病毒。不管是莫德纳还是BioNTech都有针对癌症的个性化候选疫苗。尽管被称为“癌症疫苗”,但仅在受试者患有癌症后才可以用来进行治疗,这不是预防措施。这两家公司用了一种算法来分析肿瘤和患者健康细胞的遗传序列,并预测哪些分子可用于产生针对癌症的强大免疫反应。接受BioNTech治疗的黑色素瘤患者布拉德·克雷默(Brad Kremer)说:“我就这么看着癌细胞萎缩掉了。”所以,我们应该让mRNA技术在这十年物尽其用。它不仅可以让我们战胜疫情。

CRISPR呢?这是技术还没有做出有意义的经济贡献的很好例子。尽管用于编辑DNA的技术是在2012年发现的,而且两个发现者2020年都获得了诺贝尔奖,但是除了临床试验以外,监管当局尚未批准CRISPR用于治疗。到目前为止,它的影响仅限于提高研究人员的生产力—可以肯定的是,这不是一件坏事,但远未接近发挥CRISPR的全部潜力。不过,随着试验的进行,我认为未来几年会有一些CRISPR治疗方法投入使用,尤其是那些针对遗传性疾病的治疗方法,因为我们用其他方法治疗的手段非常有限。

DeepMind在蛋白质折叠方面的突破标志着蛋白质组学未来十年前景光明。最直接的一点,能够预测蛋白质形状可以让我们更快地发现药物。但……是……! 因为药物试验历时多年,所以预期到2030年代,普通公众才能真正感受到这种技术的威力。

DeepMind的成就让我感受最深的是机器学习确实有用。这一点看起来似乎很明显,但不妨想想:到目前为止,机器学习的大多数应用都属于玩具(自动驾驶汽车除外,但这个东西也还没有真正实现)。我喜欢在YouTube上看着AlphaZero碾压Stockfish,但国际象棋其实只是游戏罢了。GPT-3做出了一些有趣的演示。AlphaFold预示着一些不同的东西——不是玩具的超人表现已经有了,我很想知道它还能做什么。除了上述的无人车以外,我希望它能够在生物学的其他领域得到广泛应用。同样地,突破要花很长时间才能渗透到产品上,但至少到2030年代应该是人人健康的世界了。

那我们就谈谈延年益寿吧,这是我最喜欢的生物技术主题之一。2020年对于伯克利的Conboy实验室来说是丰收的一年。该实验室证明了过去所有那些关于“年轻血液”可以延长寿命的离奇说法并不靠谱,儿童的血液里面并没有什么灵丹妙药(谢天谢地)。相反,年轻血液实验发现恢复活力是因为年老血液的有害因子被稀释了。通过机械性地去除血浆,并用生理盐水和足够的白蛋白来取代换出的血浆,实验人员稀释了小鼠和人类年老的血因子,通过减少神经炎症来恢复胚层组织的活力并改善认知能力。

这些发现令人兴奋,不仅因为它们代表了对抗衰老科学的进步,而且还因为这预示着第一种真正抗衰老的产品有可能面世。治疗性的血浆交换药物已获得FDA批准(不是针对衰老,而是针对其他一系列疾病)。我预计在广告宣传方面上对它仍然会有限制,不能够随便说它可以延年益寿,但它是安全的,医生有处方药物使用于未批准用途的自由。而且它也很便宜。可以在网上以不到3000美元的价格购买自动血浆置换仪,就可以一次次地进行血浆置换。这比初创公司Ambrosia出售的一次性年轻血液输血的费用要低。需要多久才会有人开设提供血浆稀释的诊所呢?我敢打赌,2021年就会有人想试一试。如果能奏效的话,大家就不再会觉得不可思议,到2030年这可能就会变得司空见惯。

另一个可能会变得很火的长寿产品:基于DNA甲基化或蛋白质组学的老化时钟。你想知道自己的生物学年龄吗?今天,只要花几百美元,你就可以得到一份能够告诉你答案的测试。随着这些测试变得越来越好,越来越便宜,自我实验者可以愉快地玩上一整天。在进行老化对照测试时,任何可以上手人类生长激素的人都可以复制Fahy(Intervene Immune的首席科学官和联合创始人Greg Fahy)等人采用的恢复胸腺活力的方案。由于胸腺是免疫系统的关键元素,它的衰老是人体衰老的关键因素,因此这绝对不是普通的返老还童。Fahy的研究还发现,经过12个月的疗程后,受试者的生物学年龄平均减少了2.5年,结果在试验的最后一个季度还出现了加速。

恢复活力的路线图还不止这些——处在不同发展阶段的抗衰老疗法还有数十种之多。到2020年代末,很可能会有部分镇静类药物获批。就像我最近在《财富》杂志上所指出的那样,我们在抗衰老生物学方面的支出还不到美国国家卫生研究所(NIH)预算的1%,这个比例应该极大地提升。

跟其他人不同,我对二甲双胍(一种降血糖药)不太满意。这种东西似乎确实降低了美国人的全因死亡率,但这可能是因为88%的美国人的新陈代谢都不健康。如果你是另外那12%的人之一(而且你也应该努力做到这一点),我认为二甲双胍对你没有多大帮助。

关于生物技术最后的一个观察:每年,Apple Watch都会增加一个跟健康相关的传感器。今年是检测血氧,这其实非常适合检测你是否患有COVID!时间快进到2030年,预计可穿戴设备会将比今天增加至少10个与健康相关的传感器。想都不用想的包括体温、血压以及血糖传感器。不过其他7个会是什么呢?到了某个时候,有可能会用连续的监测来代替许多的初级保健。某些提供简单医学建议的智能算法可以在不增加成本的情况下改善人群的健康水平。就算你必须去看医生时,有了更多的数据之后,医生也可以更快、更准确地做出诊断,当然还会有更多的远程诊断。

从目前看,生物技术前景可观,但相对于任何其他领域,重要的是我们不要被展现科学的快速进展的那些性感的头条新闻所吸引。不要沾沾自喜。生物学的发展速度要比医学生产力的发展速度更快,因为很多出色的发现还没有以适当的速度转化为得到批准的治疗方法和产品。让我们对那些发现致敬并欢呼,但要给那些努力把治疗方法推向市场的创业者们留出思考的空间。

译者:boxi。


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