诺奖剑指AI？谷歌蛋白质结构预测模型获2023年拉斯克奖

·基础医学研究奖授予了谷歌DeepMind公司的科学家Demis Hassabis 和John Jumper；临床医学研究奖则授予了麻省理工学院的James G. Fujimoto教授和Eric A. Swanson先生以及俄勒冈健康与科学大学凯西眼科研究所的David Huang教授；医学科学特殊成就奖颁发给了荷兰癌症研究所的Piet Borst博士。

当地时间2023年9月21日，被喻为“诺奖风向标”的美国医学最具声望的生物医学奖项拉斯克奖（The Lasker Award）正式揭晓。

拉斯克奖下设三个奖项：基础医学研究奖、临床医学研究奖和医学科学特殊成就奖。

今年的基础医学研究奖授予了谷歌DeepMind公司的科学家Demis Hassabis 和John Jumper，因他们创造了一项能够预测蛋白质三维结构的革命性技术——AlphaFold。临床医学研究奖则授予了美国麻省理工学院（MIT）的James G. Fujimoto教授和Eric A. Swanson先生以及俄勒冈健康与科学大学凯西眼科研究所（Casey Eye Institute, Oregon Health & Science University）的David Huang教授，以表彰他们共同发明了光学相干断层扫描（OCT）技术。医学科学特殊成就奖颁发给了荷兰癌症研究所的Piet Borst博士，以表彰他50年来在科学发现、指导和领导方面的杰出成就。

拉斯克奖于1945年设立，旨在表彰为医学做出杰出贡献的人士，目前单项奖金为25万美元。该奖又称“美国诺奖”，其历史上有86位获奖者也获得了诺贝尔奖。据悉，今年拉斯克奖的颁奖典礼将于当地时间9月29日举行。

基础医学研究奖：AI系统精准预测蛋白质结构

基础医学研究奖获得者。图片来源：拉斯克奖官网

Demis Hassabis博士和John Jumper博士领导AlphaFold团队借助人工智能（AI）系统成功解决了蛋白质结构预测难题，实现了准确性和速度的巨大突破。

蛋白质在细胞内扮演关键角色，其功能与三维结构紧密相关。虽然60多年前科学家确定氨基酸序列编码蛋白质结构，但由于构象多样性，尝试所有可能的结构排列几乎不可能。为克服挑战，科学家采用多种方法，包括使用蛋白质数据库片段来预测局部结构，但存在限制。

2018年，科学家开始引入机器学习到蛋白质结构预测，不同于传统方法，机器学习系统能自发发现数据规律。Hassabis博士和Jumper博士的团队在第13届国际蛋白质结构预测竞赛（CASP）中以机器学习系统获胜，准确率超出亚军近50%。他们继续改进，旨在将误差缩小到1埃米（原子大小）以下。

通过不断改进，DeepMind研究团队开发了AlphaFold2。在2020年的CASP中，AlphaFold2表现出色，对近100个蛋白质靶点的预测几乎与实验结果一致。这项技术已经在生物医学和其他领域产生巨大影响，帮助理解核孔复合体，重新设计蛋白质用于药物递送和基因治疗，也在制药和环保中得到应用。

Hassabis博士和Jumper博士与欧洲分子生物学实验室合作，共享项目和数据库资源，为全球研究人员提供支持。此外，DeepMind团队扩展了数据库目录，包括几乎所有已知蛋白质，包括病毒和病原体蛋白质组。

AlphaFold技术改变蛋白质研究和应用方式，为科学家提供前所未有工具。这一成就开启了研究和操纵蛋白质的新时代，潜力还在不断挖掘，将在多个领域产生广泛影响。

临床医学研究奖：光学断层扫描（OCT）技术发明者

临床医学研究奖获得者。图片来源：拉斯克奖官网

直到20世纪90年代初，眼科医生使用临床眼底检查来诊断眼部疾病，并以此来判断导致失明的主要原因，如年龄相关性黄斑变性（AMD）、糖尿病性视网膜病变和青光眼等。但这些仪器缺乏提供有价值的结构信息所需要的精细深度分辨率。

1991年，James Fujimoto、David Huang和Eric Swanson发明了光学相干断层扫描（OCT）技术。这项技术使用光束来探明人体组织内的微观结构，如视网膜。能够无痛、实时地生成高分辨率的眼内结构横截面图像而无需物理接触，这是前所未有的。

他们随后成立了一家旨在推动OCT广泛应用的公司。他们在1994年将其出售给了汉弗莱·蔡司（Humphrey Zeiss），并继续就改进提出建议，提升OCT设备的可用性从而向批量生产迈进。1996年，经过蔡司公司的大量投资和开发，第一台用于眼科诊断的商业化OCT设备进入市场。OCT使医生能够迅速检测并治疗影响视力的视网膜疾病，从而拯救了数百万人的视力。

尽管OCT在眼科的应用远远超过了其他领域，但全球范围内的专家和实验室研究人员正在探索其在多个医学领域的潜力，包括心脏病学、外科引导、胃肠病学和皮肤科，以增加我们对疾病的理解并指导临床决策。工程师已将OCT与导管和其他探测器结合在一起，心脏病专家正在利用这些工具来检查动脉。这项技术能够在体内进行观察使得光学活检成为可能，而不需要切除组织。

医学科学特殊成就奖：卓越的科学发现、教育成果和领导力

医学科学特殊成就奖获得者。图片来源：拉斯克奖官网

Piet Borst在多个领域做出了开创性的发现。在上世纪60年代，通过研究非洲锥虫的异常线粒体DNA等问题，他揭示了寄生虫通过在基因组的活跃点替换现有的外套蛋白（coat-protein）基因而逃避人类免疫系统。同时他还发现了一种全新的DNA构建模块——碱基J（base J），它在锥虫和其他寄生虫终止生长的RNA链中起关键作用。在加入荷兰癌症研究所后，他开始研究导致哺乳动物对化疗药物产生抵抗性的基因。他在这一领域取得了众多发现，特别是在蛋白质的正常生理作用方面。

除了他的科学贡献以外，Piet Borst还是一个优秀且智慧的领导者、组织者和教育者。凭借远见和毅力，他将荷兰癌症研究所引领至世界级水平。他还指导了欧洲及其他地区的重要科学组织和奖项委员会。他培养了许多获得国际声誉的研究者，并将他对科学的热情和务实的态度投入到了公众教育中。

参考资料：

拉斯克基金会官方网站：https://laskerfoundation.org/