科學是社會進步的基石。從茹毛飲血的石器時代，到萬物互聯的數字時代，這種翻天覆地的變化建立在人類對科學的無止境探索以及若干重大科學突破上。
1895年，科學家威廉·倫琴發現X射線，不久後被用來做醫療診斷；
1929年，細菌學家弗萊明發現青黴素，這是人類發現的第一款抗生素，由此揭開了用抗生素治病救人的序幕。
這樣的案例不勝列舉，我們今天看到的每一項便利，幾乎都能追溯到某一次科學發現當中。
今天，人類社會面臨更多挑戰：新型冠狀病毒、全球氣候變暖、海洋汙染以及癌症等等。我們比以往任何時候更需要科學家。我們需要支援他們，鼓勵科學工作者發現問題、提出問題並且找到答案。正如卡爾·薩根所說，“判斷我們是否進步，要看我們是否有提問的勇氣以及解答問題的深度…”
對抗超級細菌
眾所周知，抗生素的耐藥性問題已經成為全世界最緊迫的公共威脅之一。多重耐藥菌有一個更通俗的稱呼——超級細菌，每年死於超級細菌感染的人高達數十萬。
細菌對抗生素產生耐藥性主要有兩個途徑。一是自然獲得，二是人類濫用抗生素變相賦予了細菌抗藥性。濫用抗生素是主要原因，這使得戰勝超級細菌的鬥爭變得更復雜、更艱難。
超級細菌｜tuchong.com
這不僅是一個科學問題，也是一個商業難題。開發一種新的抗生素，平均需要十幾年；而細菌只需要兩三年就能對抗生素產生抗藥性。這意味著研發新抗生素成本高昂，但是回收成本週期卻很短。因此，一方面，根據國際製藥商協會聯合會（IFPMA）的估計，在最差的情況下，預計到2050年全球每年會有1000萬人口死於耐藥菌；另一方面，開發新抗生素正面臨資金短缺和技術瓶頸。
世界衛生組織抗菌素專案負責人馬克·斯普林格博士曾說，“如果你看一下新抗生素藥物上市的時間表，已經有將近30年的空檔期了”。解決這個難題的核心在於，要支援醫藥企業和科學家進行新型抗生素研究，為他們提供便利。
在這種背景下，多家國際藥企聯合成立AMR行動基金，在IFPMA的領導下，提供10億美元風險資本用於抗生素研發。預計在未來10年，它們會資助生物醫藥公司開發出2-4種抗生素並提供給患者。
慕尼黑工業大學的有機化學教授斯蒂芬·西貝爾（Stephan Sieber）正在帶領他的研究小組對抗超級細菌。由於其在該領域的做出的貢獻，2020年西貝爾被授予未來洞察獎（Future Insight Price）。（複製連結瞭解更多未來洞察獎：https://www.emdgroup.com/en/news/future-insight-prize-2020-13-07-2020.html）該獎項由全球領先科技公司默克（Merck）在其成立350週年之際設立，從2019年開始，持續35年。該獎項著眼於解決那些人文科學領域的大問題（greatest problems），旨在促進健康、營養和能源領域的突破性、創新性的科學研究，獎金為100萬歐元。除此之外，西貝爾還榮獲了諸多重磅獎項，其中就包括德國最重要的科學獎之一， Klung-Wilhelmy科學獎以及旨在鼓勵新藥物研發的Klaus Grohe科學獎。
斯蒂芬·西貝爾（Stephan Sieber）｜慕尼黑工業大學
西貝爾等人的核心策略是在細菌代謝中尋找潛在目標。他們需要確定對細菌生存至關重要的蛋白質，然後設法破壞它，最終殺死細菌。他們使用了一種名為PK150的藥物，這是一種改良後的抗癌藥，能夠同時以兩種方式攻擊細菌：阻礙能量代謝同時破壞細胞壁。簡單地說，首先，該抗生素可以干擾細菌的能量代謝；其次，它會增加訊號肽酶的活性，導致細菌破裂。
西貝爾教授表示，由於PK150這兩種攻擊細菌的方式同時起作用，這使得細菌很難對其產生抗藥性，因為“兩個突變發生在同一個細胞中的正確位置，這種機率要低得多。”
目前，PK150已經處在臨床前研究階段。科學家正在測試抗生素對其他型別細菌的有效性。如分枝桿菌和革蘭氏陰性細菌。
將廢棄塑膠轉化為可食用蛋白質
在當前人類面臨的諸多緊迫性議題中，有兩個看似不相關的領域，卻被科學家的一項研究成果聯絡了起來：用微生物降解塑膠，再從降解廢物中生產可食用蛋白質。這項技術為解決全球塑膠汙染和糧食危機提供了新方案。
塑膠汙染，尤其是洩露到水生生態系統中的塑膠汙染在近幾年急劇增加，預計到2030年將增加一倍以上，對人類健康、全球經濟、生物多樣性和氣候造成可怕的後果。對人類自身而言，最直接的危害來自於塑膠分解物，他們透過食物鏈最終富集到人體，這可能導致荷爾蒙變化、發育障礙、生殖異常和癌症。此外，在塑膠的遮蔽下，海洋中的珊瑚、紅樹林被垃圾淹沒，無法獲得氧氣和光線，這對海洋生態穩定性造成了嚴重影響。
海邊的塑膠垃圾｜tuchong.com
另一個與人類息息相關的議題是糧食危機。2020年諾貝爾和平獎授予了世界糧食計劃署（WFP），表彰其在全球範圍內與飢餓作鬥爭的努力。然而，飢餓並未真正離人類遠去。反而隨著人類面臨的挑戰越來越多，糧食供應面臨更大威脅。WFP的一項分析顯示，全球平均氣溫如果比工業化前上升2攝氏度，全球增加1.89億飢餓群體。如今，由於新冠疫情影響，全球飢餓狀況急劇惡化，多家聯合國機構撰寫的《世界糧食安全和營養狀況報告》估計，前年（2020年）全球大約有十分之一的人口（8.11億人）面臨食物不足的困境。
科學家們正在行動。
今年7月，2021年度未來洞察獎授予了伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校生物工程學教授 Ting Lu 和密西根理工大學生物科學副教授 Stephen Techtmann（複製連結閱讀更多課題詳情：https://www.emdgroup.com/en/news/future-insight-prize-2021.html）他們創造了一項開創性技術，即用微生物降解塑膠，然後利用廢物生產蛋白質和燃料。該技術有望同時解決糧食短缺和塑膠垃圾增加兩個難題。
2021年度Future Insight Price獲獎者（Stephen Techtmann 與Ting Lu）
這項技術最初由美國國防高階研究計劃局（DARPA）資助，研究改進一種將塑膠廢物解構為蛋白粉和潤滑劑的方法。在目前的工藝下，研究人員將塑膠解構成一種油狀化合物，然後餵養給食油細菌群落。細菌吃“油”，大量增殖，產生更多的細菌細胞，其中含有55%的蛋白質。透過這個過程，實現了塑膠-蛋白質的轉化。
科學家甚至設想了一個現實中可應用的系統。人們將塑膠垃圾或者不可食用的生物質扔進“垃圾桶”，廢物進入處理反應器，加熱分解，送入食油細菌群落，然後把細胞乾燥處理，得到蛋白粉。
更進一步，研究人員正在透過設計細菌，讓產生的蛋白質更加豐富：含有特定的氨基酸和不飽和脂肪酸。另一方面，他們使用合成生物學方法增加益生菌，從而改善生成的“食品”質量。
兩位獲獎者Techtmann和Ting Lu的合作既有偶然性，也有戲劇性。Techtmann的研究集中在塑膠的生物性降解，Ting Lu的專長在於工程益生菌領域。二人幾年前在一次會議上相識，當時Techtmann正專注於如何用細菌清理漏油，Ting Lu則在研究透過基因改造生物來增強人類健康，比如抑制抑制食源性病原體的生長。兩個人的領域結合在一起，形成了這項極具潛力的技術。
好奇心是科學的先決條件
#Always curious# 正如愛因斯坦所說，“我沒有特別的才能，只有強烈的好奇心。永遠保持好奇心的人是永遠進步的人。”現在，全球步入新冠疫情已經兩年，人類的好奇心消失了嗎？疫情是否讓人類變得更加封閉、保守？作為全球領先的科技公司，默克在中國、美國、德國做了一項關於“好奇心”的問卷調查，統計結果顯示出了疫情下人類的韌性和無法壓制的好奇心。
63%的受訪者認為，疫情改變了他們的日常生活；同樣地，63%的人表示他們更願意嘗試新的事物；61%的人認為自己的工作效率提高了；74%的人堅信，危機中孕育著希望。
這份調查報告，或許與個人的感知不符，但卻符合人類發展的歷史。不論是戰爭、疾病抑或是自然災害，處在其中的個體或許有消沉、沮喪的情緒，但最終一定會走出陰霾，這便是人類社會進步的邏輯。例如在第二次世界大戰中蓬勃發展的雷達技術和聲吶技術，現在在遙感領域、海洋探索領域得到了廣泛應用；疫情中誕生的mRNA疫苗，成為了人類對抗傳染病的強大武器…
根據相關報告顯示，新冠疫情將生物醫藥行業的數字化程序提前了至少5年。這種加速轉型對於改善患者護理、提高成本效益、提高透明度、改進生產和藥物開發至關重要。
不只是科學家，每個人都需要保持開放，保持對外界探索的慾望，保持好奇心。這是科學的先決條件，亦是人類進步的動力。
