阿司匹林的案例揭示了探究药物作用机制的复杂性，这一任务要求我们掌握药物与体内蛋白质及其他分子相互作用的全面生物学知识，而这些知识的积累往往耗时且艰巨。针对特定疾病从头设计新药，其难度更是更胜一筹。正因如此，直至今日，多数药物开发仍依赖于试错法。20 至 21 世纪的众多生化、生物及分子细胞生物学研究，聚焦于疾病的分子根源及识别可用于消灭病原体或异常细胞的靶向分子。即便确定了相同的靶向分子，开发能够有效抵达并与之结合的药物也极为复杂。尽管原子结构细节信息的增长及计算机模拟与分析能力的提升均呈指数级，但 “精准药物设计与递送” 的实现仍因生物结构的复杂性和跨学科特性而显得遥不可及。自 20 世纪 90 年代以来，制药行业在很大程度上摒弃了 “合理设计” 策略，转而采用基于小分子库合成及细胞培养高通量筛选的经验方法。这些方法结合了复杂的机器人技术和生物技术，能够同时分析数千种化合物，但其本质依然依赖于更多的试错过程。然而，通过 “穷举法” 寻找药物 —— 即测试数据库中所有化合物 —— 并未取得预期成果，这或许归因于大型工业筛选数据库在化学多样性上的不足。打破这一僵局亟需创新思维。本书第一章提及的定量生物学、数学模型、计算机技术、工程学及纳米技术的综合应用，被视为推动药物开发迈上新台阶的希望所在，但这一领域目前仍面临停滞。大型药物公司因规模庞大而难以迅速转型，整个科学界也围绕这一缓慢且昂贵的模式构建起来，使得大规模机构与行动在变革面前显得尤为艰难。尽管如此，进入 21 世纪后，随着我们对疾病生物学的深入理解以及定量建模能力的提升，以生物学、物理学及理性设计为基础提出治疗新策略的可能性大增。此外，纳米技术的加入正促进多学科领域内的创新交汇。物质科学领域的技术与理念正助力构建对抗疾病的新模式，这一模式不仅涵盖化学与生物分子结构，还融合了物理学、工程学及数学的新方法。

定量生物学的诞生：生命的全新物理学

蛮新的一本书，中文版是去年 10 月出的，原版大概在 18 年左右。书里面给我提示最大的，最重要的观点是现在生命科学的前沿，并不是基因决定论，作者称其为机械还原，而是像在纳米尺度上确定分子间的精准作用，不是只知其然，也要知其所以然，结合物理，数学，形成精准的解释模型，并接受生命的复杂性，接受 “涌现”，而 “涌现” 在书中反复被提到。第一章就提出了，DNA 不是只对化学环境有反馈，也对压力拉伸等机械物理量有反馈，且能够形成不同的表达，虽然这个部分还没有确定，但是这个方向是未来。第二章讲了生物工具，逐渐工程化。第三章是纳米递送技术，结合免疫疗法，如果书是现在写，一定不会放过 mrna 疫苗在这次疫情中大放异彩，这也是未来癌症免疫疗法的重要载体。第四章，再生医学，构建生物组织生长的框架，3D 打印等，让大家看到未来人造器官的可能性。总之，书中录入了生命科学领域最新的观点和研究方向，强调了生命科学，综合物理数学化学等学科的统一综合方向，告知大家，未来还有无限可能性，让人向往之。强烈推荐！