“一些渐冻症患者通过治疗，在手臂抬举、吞咽、说话清晰度和走路步态等都有所改善。”11月15日下午，复旦大学复杂体系多尺度研究院院长马剑鹏教授，在浦江科学大师讲坛作分报告时透露，“我们发现了70个仅在渐冻症患者细胞簇中富集的基因，能达到93%的预测精度，并用于治疗。”

【“新药设计首先是个计算生物学问题”】

“有了芯片才有药片，算力就是‘权力’，新药设计首先是个计算生物学问题。”马剑鹏说，随着近年来人工智能技术的突飞猛进，计算生物学已经从一个冷门学科跃升为引领分子生物学研究的龙头学科。对任何一个大国来说，计算生物学是促进其医药行业颠覆性创新发展必须占领的制高点之一。

马剑鹏认为，新药研发是个系统工程。针对同一个目标，不同方向的专业人才需要保持步调一致、服从统一指挥进行“大兵团会战”。“基础研究带有强烈的工程色彩，工程问题也无法脱离紧密的基础研究的支持。”

据介绍，马剑鹏团队已具备从全新目标蛋白发现，到计算结构预测、实验结构测定、专用模拟算法开发，再到药物设计等全链条一体化的研发优势。

在马剑鹏看来，对于新的目标蛋白的发掘是创新药的源头，“这一发掘应始于对重大疾病的临床观察，而不是科技文献或教科书。”

【“这种特定细胞类型的丰度可用于渐冻症诊断”】

肌萎缩性脊髓侧索硬化症（ALS），也被称为渐冻症、运动神经元病，是一种渐进且致命的神经退行性疾病，也是一种罕见的与大脑相关的疾病，机理不明。英国知名科学家霍金、“人民英雄”张定宇医生等都受此疾病的困扰。

马剑鹏认为，找到针对重大疾病的基因或蛋白靶标，取决于对疾病底层机理的准确把握。“一种有效的方法是在最短时间内设法对疾病的状态产生一个足够大的扰动，然后通过前后血样的测序对比，可有效地发现关键的致病基因。针灸和中药方剂对此非常有效。”

马剑鹏团队与岳阳医院神经内科主任韩燕教授为此开展了合作。这是首次针对自发性渐冻症外周血单核细胞的单细胞RNA测序研究。他们发现了一种在渐冻症患者中特异性富集的新型细胞类型，“这可能是自发性渐冻症的根本原因，这种特定细胞类型的丰度可用于渐冻症诊断。”

【“当务之急是培养计算生物学人才”】

蛋白质由一系列氨基酸折叠而成，如果掌握了蛋白质的三维结构，生命科学研究好比有了“导航”。但传统的蛋白质结构测定方法难度大、成本高。

“这个问题只能靠算法来解决。”马剑鹏说。尽管谷歌旗下深度思维公司研发的“阿尔法折叠2”系统，实现了人工智能预测蛋白质结构的突破。“但其还远远不能取代实验，还有很多的蛋白质结构它做不了。未来的发展趋势是计算和实验相结合，这样才能解决更多的生物问题，特别是药物设计问题。”

对于“阿尔法折叠2”预测结构中的误差，至今没有任何其他预测算法能够予以修正。在他看来，分子动力学模拟技术中的增强取样算法，可能是唯一可以进一步提高结构精度的算法。

马剑鹏强调，“计算”已经渗透到现代生物学研究的每一个角落。 随着体系越来越复杂，数据越来越庞大，生物学研究对计算方法的依赖也将越来越强。当务之急是大力培养计算生物学人才，要从娃娃抓起。