女科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)之美

陳冰

自20世紀(jì)90年代末開始，從事科研的女性隊伍以12%的增長率日益壯大，但縱觀全球，科研人員中女性所占比例仍不足三分之一;在諾貝爾獎得主里，女性獲獎?wù)叩谋壤遣蛔?.5%——想要從根本上解決科研領(lǐng)域男女比例失衡、實現(xiàn)性別上平等的問題仍舊任重而道遠(yuǎn)。世界需要科學(xué)，科學(xué)需要女性。正如第十五屆歐萊雅-聯(lián)合國教科文組織世界杰出女科學(xué)家成就獎獲獎?wù)呱w伊（Pratibha L.Gai）教授曾說：“我相信，女科學(xué)家能夠為科學(xué)領(lǐng)域和科研環(huán)境帶來許多新元素。畢竟，女性占據(jù)著總?cè)丝诘?0%，更多的女性投身到科學(xué)中來，一定可以讓世界變得更好?！?/p>

1月16日，由中華全國婦女聯(lián)合會、中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會、中國聯(lián)合國教科文組織全國委員會及歐萊雅中國共同主辦的第十一屆“中國青年女科學(xué)家獎”頒獎典禮在京舉行。國家納米科學(xué)中心研究員陳春英、中國科學(xué)院上海生命科學(xué)院研究員于翔等10位女性科學(xué)家最終從183位候選人中脫穎而出，獲得大獎。

探索納米級癌癥治療

“沒有治愈辦法”——3000多年前的古埃及人這樣描述面對癌癥時的無助，由于外科手術(shù)也無法根治這種惡疾，這個悲觀結(jié)論一直延續(xù)至今。而且，無論是外科手術(shù)還是放療與化療，傳統(tǒng)的治療手段都會嚴(yán)重破壞機體的免疫力，很多人即便躲過了癌癥的困擾也無法重新?lián)碛薪】档捏w魄。

為了改變這種局面，全球的研究人員正致力于研發(fā)具有更好的特異性、從而更準(zhǔn)確地打擊癌細(xì)胞的潛在藥物。與他們不同，國家納米科學(xué)中心的陳春英研究員正在另一條路上摸索：納米治療癌癥。

進(jìn)入納米尺度的材料不僅能夠作為載體、把抗癌藥物運送到腫瘤部位，還可以直接作為藥物、精確打擊腫瘤細(xì)胞。那么，當(dāng)這些極其微小的顆粒進(jìn)入細(xì)胞后，是否會對人體健康產(chǎn)生負(fù)面影響？陳春英從納米材料的毒理性質(zhì)研究入手，在分子、細(xì)胞和動物機體這三個層面，分別研究了納米材料可能以什么方式、引起什么樣的生理效應(yīng)。她發(fā)現(xiàn)，納米顆粒的大小、組成、形狀、顆粒表面的修飾物等多種因素，都是決定納米材料是否安全、有效的關(guān)鍵因素。這些成果為納米藥物的開發(fā)和應(yīng)用建立了良好基礎(chǔ)，也讓陳春英入選美國湯森路透公布的2002-2012年“全球高引用科學(xué)家”，成為“藥理學(xué)與毒理學(xué)”領(lǐng)域最具國際影響力的全球133名科學(xué)家之一。

在安全性基礎(chǔ)上，陳春英和她的團隊在利用納米材料治療癌癥上取得了很多重要突破。比如，有一種被他們稱為“金棒”的納米金材料，不但可以作為抗癌藥物的載體和CT成像時的對比劑，還因為能在近紅外領(lǐng)域吸收很多熱量而具有熱療作用——相比于正常細(xì)胞，腫瘤細(xì)胞對溫度更加敏感，42℃左右的溫度就能殺死大多數(shù)腫瘤細(xì)胞。這項研究也是人類第一次發(fā)現(xiàn)可以將熱療藥物、藥物載體和CT成像對比劑統(tǒng)一在同一種材料上。另外，在研究富勒烯時，她們意外地獲得了一種含釓的新型納米材料，能夠抑制幫助腫瘤細(xì)胞侵襲的一種蛋白質(zhì)的活性，就可以阻止腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移，這讓人們首次意識到，納米顆粒不僅可以作為載體，還能直接作為藥物治療腫瘤。

讓癌癥患者更有尊嚴(yán)地活下去是陳春英團隊的使命，通過破解基質(zhì)金屬蛋白酶的上游調(diào)控機制、將已有藥物從實驗室推向市場。除此以外，她還積極將納米研究應(yīng)用于更加廣闊的領(lǐng)域，甚至包括探索工作場所、空氣污染物中超細(xì)顆粒物對呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)的影響。

也許，科學(xué)的種子在她按照爺爺?shù)囊蟊持旁妳s在父母潛移默化的熏陶中走進(jìn)實驗室時就已經(jīng)種下;也許，科學(xué)的幼苗在她為備戰(zhàn)中學(xué)化學(xué)競賽而擁有全天使用學(xué)校實驗室的特權(quán)時就已經(jīng)發(fā)芽;也許，科學(xué)的大樹在她接受導(dǎo)師指導(dǎo)為撰寫本科畢業(yè)論文在腫瘤醫(yī)院潛心工作半年時就已經(jīng)長大?，F(xiàn)在，她總能在靜好的歲月中找到更美的風(fēng)景：從科學(xué)中發(fā)現(xiàn)和享受美好，面對遠(yuǎn)大目標(biāo)時“望峰息心”，深入微觀世界時“窺谷忘返”;在閑暇時細(xì)品清茗，研習(xí)瑜伽，用兒時開始接觸的曼妙詩文平衡著生活，并駐足流連，沉醉其中。

“深入進(jìn)去你就會發(fā)現(xiàn)科學(xué)挺有意思的！”伴隨陳春英一路前行的，正是探索與發(fā)現(xiàn)的樂趣。在她25人的團隊中，有18位年輕女性，她希望更多的年輕女性能在科學(xué)道路上走得更遠(yuǎn)。

解析大腦“出錯”的奧秘

在這個世界上有一群“來自星星的孩子”，他們“有視力卻不愿和你對視，有語言卻很難和你交流，有聽力卻總是充耳不聞，有行為卻總與你的愿望相違”——這群自閉癥患者猶如天上的星星，一人一個世界，獨自閃爍，而且數(shù)量不斷增加。這種在全球擁有3500萬患者的神經(jīng)系統(tǒng)疾病，正是中國科學(xué)院上海生命科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所研究員于翔特別關(guān)切的科學(xué)問題之一。

“在兒科醫(yī)院里我見到了很多患有自閉癥的兒童，有的會因為衣服上標(biāo)簽產(chǎn)生的摩擦而大哭不停，有的可以盯著一個轉(zhuǎn)動的玩具看數(shù)小時——神經(jīng)科學(xué)研究的專業(yè)知識告訴我，他們的感覺輸入或處理系統(tǒng)存在異常”。目前關(guān)于自閉癥的研究主要集中在患兒語言和社交行為的障礙，較少關(guān)注患兒的感知覺發(fā)育;由于感知覺神經(jīng)環(huán)路的發(fā)育早于認(rèn)知相關(guān)環(huán)路，于翔認(rèn)為以感知覺發(fā)育為切入點，可以從一個新的角度解析自閉癥和其他發(fā)育相關(guān)的神經(jīng)系統(tǒng)疾病。

剛剛出生的嬰兒已經(jīng)擁有了他未來大腦中幾乎所有的神經(jīng)細(xì)胞，這些神經(jīng)細(xì)胞之間的功能性連接卻沒有完全形成。于翔帶領(lǐng)的科研團隊以小鼠為模式生物，發(fā)現(xiàn)成年后各自獨立的腦區(qū)在幼兒發(fā)育的早期好像一個沒有被分區(qū)的硬盤，任何一種來自外界環(huán)境的刺激都會對大腦多個區(qū)域的發(fā)育產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。早期視覺輸入的喪失不但會影響大腦視覺相關(guān)腦區(qū)的發(fā)育，也會影響聽覺和觸覺腦區(qū)的發(fā)育;反之，如果給一個沒有視覺輸入的小鼠更多來自母鼠的撫摸，其視覺相關(guān)腦區(qū)的發(fā)育也會被促進(jìn)。換而言之，各種不同來源的感覺刺激對早期大腦的整體發(fā)育均有促進(jìn)作用。雖然父母對失明幼兒的撫摸和關(guān)愛不能讓他重新看到世界，但更多的觸覺、聽覺、嗅覺等感知覺刺激，卻可能把視覺缺失對大腦皮層發(fā)育的危害降到最低。如果對自閉癥患兒進(jìn)行合適的自然感知覺刺激，是否也能夠促進(jìn)他們大腦中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的建立，幫助他們逐漸恢復(fù)社交和表達(dá)的能力？大腦的奧妙對于翔而言絕不僅僅是一個神奇的生理現(xiàn)象，她更希望通過自己對大腦早期發(fā)育可塑性機制的研究，幫助那些患有發(fā)育性神經(jīng)系統(tǒng)疾病的兒童擁有一個健康而快樂的美麗人生。

于翔研究團隊的工作還發(fā)現(xiàn)，催產(chǎn)素——一個可以促進(jìn)面孔識別的人與人之間互信的神經(jīng)肽——在小鼠大腦內(nèi)的水平可以被自然感覺刺激提高，并且可以促進(jìn)大腦感覺皮層的發(fā)育?，F(xiàn)在國外的很多研究和臨床前實驗已經(jīng)在用催產(chǎn)素對孤獨癥患兒進(jìn)行治療，但是對幼兒進(jìn)行藥物治療需要一個很長期的安全評估。相比之下，于翔則另辟蹊徑地提出“感知覺干預(yù)法”，通過設(shè)計特定的感覺輸入范式與發(fā)育有缺陷的小朋友進(jìn)行互動游戲，以行為矯正這種安全無副作用的方式促進(jìn)他們的大腦發(fā)育?！耙苍S很簡單的游戲他們需要很多次重復(fù)才能學(xué)會，但是他們每個點滴的進(jìn)步都會給父母疲憊的臉上帶來燦爛的笑容，這正是科研可以為社會做些什么的地方。”

這個目標(biāo)還只是激勵于翔在科學(xué)旅途上不斷奔跑的動力之一，而那種對生命的無限好奇，更是從她多年前選擇人生道路時起就始終不渝的初心。于翔至今仍對自己高中時的生物老師記憶猶新，他的第一堂課就講述了生物化學(xué)中蛋白質(zhì)、基因等這些對一個中學(xué)生無比神奇的物質(zhì)——這令于翔第一次感受到生命的奧秘，也點亮了她心中那一盞通向無限未知與可能的明燈。天資聰穎而又不懈努力的于翔25歲就取得了劍橋大學(xué)分子生物學(xué)的博士學(xué)位，就在她開始思考未來的發(fā)展方向時，一本名為《大腦的性別》（BrainSex）的科普書籍出現(xiàn)在她的視野中——這本書從神經(jīng)科學(xué)的角度剖析男女大腦的不同之處，將“男女差別”這個老生常談的話題改造得耳目一新，也啟發(fā)著本就對大腦與意識懷有濃烈興趣的于翔從此選擇了神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域。

回想起如何一步一步走上科研的道路，于翔笑著表示必須感謝自己作為物理學(xué)家的父親。與很多子承父業(yè)的故事不同，家里那些寫滿希臘字母和推導(dǎo)公式的紙張讓于翔從5歲起就知道，物理學(xué)并非自己心神向往的興趣所在;智慧寬容的父親不僅沒有任何勉強之意，相反，還總是鼓勵她聽從自己內(nèi)心的指引，用最真誠的熱愛讓科學(xué)的種子慢慢生根發(fā)芽。

“記得11歲時我隨著父母去了意大利，那時候我一句英語都聽不懂，在國際學(xué)校的餐廳里也是第一次見到漢堡包和我完全不會使用的刀叉?！蹦吧膰壤铮Z言、文化、教育環(huán)境和生活習(xí)慣翻天覆地的變化，讓這個此前從沒有走出過北京城的女孩感受到巨大的沖擊，也讓她在適應(yīng)全新境遇的過程中實現(xiàn)了從迷惘到自信的完美蛻變?！叭绻?jīng)經(jīng)歷過很大的變化并且學(xué)會如何應(yīng)對，未來再遇到挑戰(zhàn)和挫折時也一定可以淡然面對，并且一直往前走”——這種無論在任何時刻都笑對人生的態(tài)度，也許正是于翔在科研之路上始終執(zhí)著行進(jìn)的力量所在。

“中國青年女科學(xué)家獎”

“中國青年女科學(xué)家獎”由全國婦聯(lián)、中國科協(xié)、中國聯(lián)合國科教文組織全國委員會和歐萊雅中國于2004年聯(lián)合設(shè)立，是歐萊雅-聯(lián)合科教文組織“為投身于科學(xué)的女性”計劃在中國的發(fā)展和延伸?！爸袊嗄昱茖W(xué)家獎”每年評選10位在基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域和生命科學(xué)領(lǐng)域取得重大科技成果的、45歲以下的優(yōu)秀青年女科學(xué)家。11年來，共有來自全國21個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）和香港特別行政區(qū)的96位女性獲得此項殊榮，以榜樣的力量激勵青年女性投身科學(xué)。

第十一屆“中國青年女科學(xué)家”其余8位獲獎科學(xué)家簡介

賈衛(wèi)華（中山大學(xué)腫瘤防治中心研究員）：揭示了環(huán)境因素激活病毒感染的全新致癌機制：吸煙可以讓潛伏在人體的“EB病毒”激活，某些病毒抗體作為“危險代言者”顯著增高，并導(dǎo)致正常鼻咽細(xì)胞癌變風(fēng)險的大大增加。她的團隊特別開發(fā)出一種“鼻咽刷法”，只需通過無創(chuàng)方式刷取腫瘤脫落的上皮細(xì)胞，就可以快速、準(zhǔn)確地檢測到鼻咽癌特異的EB病毒分子標(biāo)志。

廖紅（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國家重點實驗室教授）：嘗試通過分子標(biāo)記對植物基因進(jìn)行定位，同時結(jié)合自己對根系生長和養(yǎng)分吸收的理解，定向選擇出更優(yōu)良的作物。利用這種方法，一方面可以通過定量分析和三維重建的方式對根系進(jìn)行直接篩選，另一方面又避免了引入其他物種的新基因所帶來的爭議。

段慧玲（北京大學(xué)工學(xué)院力學(xué)與工程科學(xué)系研究員）：為了滿足飛機在飛行中一系列苛刻的要求，工程師通常會在復(fù)合材料中添加涂層，那么選用何種涂層材料、涂層厚度怎樣確定、涂層會對材料特性帶來哪些影響，所有這些關(guān)鍵問題的答案來自段慧玲——她建立了一套理論體系，來分析和解答這類問題。

黃如（北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院教授）：針對納米尺度集成電路存在的功耗問題提出并研制出新機理新結(jié)構(gòu)的低能耗器件，著力解決芯片的功耗和發(fā)熱問題。

李永平（華北電力大學(xué)資源與環(huán)境研究院教授）：近年來一直致力于推動水文水環(huán)境耦合模型的開發(fā)應(yīng)用，依據(jù)各水域環(huán)境、降水、植被、坡度等模塊的精細(xì)數(shù)據(jù)，該模型可以幫助人們在極不確定的條件下分析和預(yù)測水循環(huán)、水污染的動態(tài)變化，從而為水資源管理、水環(huán)境治理提供有力支撐。

陳雪飛（中國科學(xué)院云南天文臺研究員）：藍(lán)離散星，西方媒體稱之為“吸血鬼恒星”。這類從名字中就透露出鬼魅氣質(zhì)的天體，它們的壽命因為吞噬近鄰恒星的物質(zhì)而比標(biāo)準(zhǔn)的恒星演化理論預(yù)言的要長。這種吞噬過程有兩種方式：一種是靠雙星演化，物質(zhì)慢慢地從一顆星流向另一顆星;另一種則是在密集星團的內(nèi)部，兩顆孤立的恒星直接碰撞，并合后形成一顆藍(lán)離散星。陳雪飛解決了雙星形成藍(lán)離散星的主要問題。

李英賢（中國航天員科研訓(xùn)練中心研究員）：在探索太空的過程中，骨丟失可能是人類宇航員面臨的最大挑戰(zhàn)之一。李英賢團隊從300多個候選分子中，在全球首次找到了會影響成骨細(xì)胞（也就是負(fù)責(zé)骨生成的細(xì)胞）的小核酸分子——這就確定了失重在人體內(nèi)的作用目標(biāo)，使得針對上述小核酸分子干預(yù)的藥物和手段，能夠真正預(yù)防和治療失重對宇航員的傷害，這一成果還將惠及數(shù)億骨質(zhì)疏松癥患者。

劉建妮（西北大學(xué)地質(zhì)系教授）：她在云南澄江的寒武紀(jì)化石庫中發(fā)現(xiàn)了行走在遠(yuǎn)古海底的“仙掌滇蟲”，并成功證明這種湮沒在歷史塵埃中的葉足動物，乃是蝗蟲、蝴蝶、蜜蜂、蜻蜓等現(xiàn)生節(jié)肢動物“遺失的遠(yuǎn)祖”。這一重大發(fā)現(xiàn)不僅首次破解了節(jié)肢動物起源與早期演化之謎，更由于展示出“葉足動物”向“節(jié)肢動物”演化過程中的鑲嵌特征，為物種漸進(jìn)演化的理論提供了確鑿的化石實證。