近日，一批在生物技术和生物医学方面卓有贡献的青年学者应邀出席了“《技术评论》创刊100周年纪念会（TR100）”。 您若来此和他们聊聊，可能会觉得很奇怪，这莫非是刘易斯·卡罗尔还在编织的“镜中世界"？可不是嘛，您瞧瞧这些天参加生物技术茶话会的都是些什么人物，若非“艾丽丝”的创作者能想得出来么？作为数学家，卡罗尔倒是能够将他那童话家族中的人物巧妙地列入客人名单，而且居然考虑到了那么多的计算机专家、物理学家、工程师和商务人员。这确实是今日生物学领域正在发生的变化，就生物科学研究获奖人员来看，也反映了该领域日益出现的多学科融合趋势：真的，他们中只有一半人具有生物学或医学学位。
当我们问及对生物技术前景的看法时，TR100的回答使我们领略了这一“镜中世界”。他们说，“人类基因组计划”和关于基因组学的其他研究课题所获得的资料真可谓“堆积如山”，研究人员所面临的工作将是通过挖掘这座“山”来开拓新的生物学知识，开发新的药物，或许还能为开创量体裁衣式的“个体化”医疗铺平道路。科学家们确立的生物学系统模型是相当复杂的，所以某些新疗法要在计算机上而不是在实验动物或人身上来进行试验。TR100成员和其他研究人员已开始全力以赴寻找新的突破口，再过几年时间，医疗方法将会成为我们日常生活中的一部分而几乎不为人所察觉。比方说，目前正在试制的一种手表，就可用于监测糖尿病患者的胰岛素水平并自动对其进行调节。TR100说， 学术界和工商界最终将会越来越紧密地携起手来，使生物学研究者的劳动成果更加迅速地进入人们的现实生活。
信息超载
TR100和大多数生物技术专家都特别提到，该领域最显著的趋势是积聚了不计其数的新资料，且大多是源于“人类基因组计划”。美国劳伦斯·伯克利实验室的亚当·阿金（Adam Arkin）说，这些资料“大都超出了我们现有的知识水平，因此我们必须不遗余力，奋起直追。”很多人都认为，是从原始资料中提炼科学知识或医学知识的机缘将许多“门外汉”吸引到了生物技术领域。诚如哈佛大学基因组学研究中心主任达里·沙伦（Dari Shalon）所说，生物学正在演变成为一门使得工程、物理、计算机和数学等方面专家“埋首其中”的“信息科学”。
目前，这些对“信息科学”颇感兴趣的新来乍到者正在生物信息学这一骤然萌发的领域进行他们的首次尝试。所谓生物信息学，一般定义为：信息技术对分子生物学和分子遗传学的应用。生物信息学在经过5年的发展之后已成为一个热门领域，TR100说，随着基因组计划的完成，它将在今后10年内还会变得更加热门。眼下，生物信息学家打算创建各种软件工具来处理那些被洛杉矶加州大学的克里斯托弗·李（Christopher Lee）称之为“令人头昏眼花”的大量资料。例如，李主持了一个计算机分析项目，旨在对整个人类基因组进行快速搜索以查找不同个体间叫做“SNPs”的微小基因变异。他解释说，相当大一组的SNPs会有助于科学家了解各种疾病和人体特征的基因组成，并彻底弄清哪些是先天性的，哪些是后天性的。另一种可能获得的结果是：针对个人的基因组成实现有效的“个体化”医疗。
新模型，新医学
TR100说，基因组学将在今后10年得到长足发展，新的信息也将使生物学和医学发生根本性的改变，但基因组学并非是发生这些变化的唯一领域。现在，许多技术学科正相互交叉融合，为的是使所得资料比以前在个体细胞操作和个体细胞间相互作用研究中所搜集到的资料更为详尽。基础研究的收益非常明显：较好的生物模型有助于了解免疫系统和大脑之类的结构是如何工作的。技术学科的收益则较难确定，级计算机模拟装置可以“在硅材料上”进行药物和医疗介入的试验，而不需要昂贵的实验室设备和动物实验条件。
例如，在基础科学研究方面，得克萨斯大学的贾森·希尔（Jason Shear）利用近年来开发的显微镜检、荧光染色和化学分析等方法对相互作用中的神经元进行观察。目前，希尔还在研制一种窥视突触释放神经递质的仪器。他认为，用这种仪器进行观测能够弄清神经元活动的各个细节，而这些细节可能是解开某些像记忆的化学机制之类的生物学之谜的关键。
虽然希尔的研究尚处于初级阶段，但TR100成员已注意到，这项进展迅速的工作很有前途。阿金预言，“再过5至10年，我们将拥有惊人的观测设备，能够极为精确地测定细胞（和系统）活动中数以千计的变量。”他还说，这项工作的结果，还可能使研究人员将“首次获得的大量数据输入计算机模拟装置以了解神经细胞的工作原理。”接着，科学家们就能够通过计算机模拟试验来检测新药物的效力，然后再进行临床试验。
用药方法的设计
然而，所有生产和试验药物的生物技术新手段都对用药方法提出了更高的要求。乔治亚技术研究所的马克·普劳斯尼兹（Mark Prausnitz） 指出，那是因为“药物越好，其分子构成往往越复杂一一用药方法 也就越难。”因此，医学研究人员正在加快与工程技术人员的合作，以解决用药途径问题。TR100说， 不用多久，就会有一系列巧妙地将药物送人人体的方法问世，包括微型机械化移植、超声波输入和电子传送等方法。
桑特拉医学研究所的沙米尔·米特拉戈特利（Samir Mitragotri）解释说，在专门设计这些用药方法时，着重要考虑的是，创建一种“使药物与生命之间越来越和顺的界面”，确立无痛无害的用药途径（甚至考虑患者提出的药物介入方式）。例如，他自己的科研课题是研制一种眼罩或手表，可用于监测糖尿病患者的血糖水平，并且不用点滴或注射就能自动输入适量的胰岛素。
虽然普劳斯尼兹和米特拉戈特利等人都已在用药方法上取得了引人注目的进展，但仍然面临着一些基本问题的挑战。例如，芝加哥市伊利诺斯大学的特加尔·德赛（Tejal Desai）指出，有些生物工程专家已开始在研制新的给药装置时采用微电子工业中的硅材料技术。德赛说，这项研究即使他们注意到了有关生物学即单细胞状况的问题，也使他们采用了人体尚不习惯的材料。“我们的确能够用硅元素来制作这些精致的微观结构，”德赛解释说，“但是我们能不能采用更适宜于人体的材料呢？”未来10年，为药物输送载体、生物传感器、移植物和其他生物工程装置开发更好的材料将是一个极其重要的研究领域。
生物学，遭遇商机
许多出席TR100的生物科学创新者在展望他们的工作时强调，不同学科之间日益增强的交融对于生物技术将来的成功极为关键。他们说，生物技术上的问题，对于任何一个某方面的专家、实验室甚至某个学科来说，都是非常棘手的大问题。此外，他们认为，未来将出现一个企业界与学术界之间的联系更为紧密的局面，主要是因为，企业家有财力将科学家的设想变为现实。约翰斯·霍普金斯大学的帕特里克·詹森（Patrick Jensen）说：“如果你觉得自己的工作很有价值，那么你就会想方设法来实现它。”
科学与商业之间日益密切的联系为那些对这两个领域均有一定实际知识的研究人员提供了机遇，TR100中有许多这样的人。沙伦就是一个很好的例子：他在取得博士学位走出校门后不久，就创建一个名叫Synteni的DNA芯片公司。经过4年多的经营，他将公司卖了9000万美元，然后在他34岁正当年的时候接受了哈佛大学的聘请，担任一个有五、六十名专职研究人员的研究中心主任。难怪沙伦认为“21世纪将是生物科学的黄金时代。”
[ Technology Review，1999年12月]