生物醫(yī)學應(yīng)用研究的“概念引領(lǐng)”新模式

趙 靜，陳 浩

(1.解放軍總醫(yī)院衛(wèi)勤部科研處,北京 100853;2.陸軍軍醫(yī)大學新橋醫(yī)院醫(yī)務(wù)處,重慶 400037)

聯(lián)合國教科文組織在1977年的《科學技術(shù)活動統(tǒng)計手冊》中[1]，將科學研究分為基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和發(fā)展研究，并明確指出，應(yīng)用研究是“為了達到某一具體的實用目的或目標而獲取新知識所進行的獨創(chuàng)性研究”。不同于基礎(chǔ)研究滿足好奇心和自由探索的屬性，應(yīng)用研究對提升生產(chǎn)力、推動社會進步有著十分重要的促進意義，因此更強調(diào)獨創(chuàng)性、目的性和實用性。我國經(jīng)過幾十年的發(fā)展，基礎(chǔ)研究已具備不俗的實力，但應(yīng)用研究的創(chuàng)新性理念和突破性技術(shù)還較少，大部分應(yīng)用研究還處于跟蹤、模仿、改進和完善的階段，難以走出“落后-引進-再落后-再引進”的怪圈。近年來，隨著基礎(chǔ)醫(yī)學研究突破性、顛覆性理論層出不窮，物理、化學、信息、材料等與醫(yī)學的融合程度不斷加深，應(yīng)用研究也勢必隨之發(fā)生革命性的變化。探討基于生物醫(yī)學科技發(fā)展趨勢下的應(yīng)用研究新特點，研究適應(yīng)未來應(yīng)用研究發(fā)展的科技管理方式和組織模式，對于提升應(yīng)用研究水平，發(fā)展生物醫(yī)學戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，有著十分重要的意義。

1 “概念引領(lǐng)”模式下的應(yīng)用研究

1.1 從“科學發(fā)現(xiàn)”時代到“科學掌握”時代自20世紀以來，醫(yī)學領(lǐng)域的重要突破以生命本質(zhì)規(guī)律的探索和發(fā)現(xiàn)為主，DNA結(jié)構(gòu)的提出解釋了生命遺傳的基本規(guī)律，神經(jīng)元和神經(jīng)遞質(zhì)的發(fā)現(xiàn)構(gòu)成了認知學的基礎(chǔ)，干細胞理論的創(chuàng)建開辟了再生醫(yī)學新領(lǐng)域。同時，量子理論、計算機和網(wǎng)絡(luò)原理的發(fā)現(xiàn)，使人類在基本理論研究方面達到歷史頂峰，并構(gòu)成物質(zhì)、生命和信息學三大理論基礎(chǔ)[2]。基于科學基本原理理論的重大發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用研究也得以快速發(fā)展，邁出創(chuàng)造物質(zhì)、控制生命和人工智能的嘗試性步伐，初步實現(xiàn)人類對客觀世界的改造。庫茲韋爾指出，隨著當前知識呈指數(shù)式的爆炸增長，世界已經(jīng)臨近生物思想與現(xiàn)代技術(shù)交匯的“奇點”[3]，人類已經(jīng)具備利用新的知識，通過應(yīng)用研究來掌握和控制生命的能力，人工智能也將接近并超過人類智慧。從近年來《時代》周刊每年評選出的年度十大醫(yī)學突破中不難看出，應(yīng)用研究領(lǐng)域成果所占比例逐年提升，近兩年更是達到80%以上。因此，生物醫(yī)學研究領(lǐng)域?qū)⑦M入“科學掌握”的時代。

1.2 從“技術(shù)完善”模式到“概念引領(lǐng)”模式回顧生物醫(yī)學的發(fā)展歷史，發(fā)現(xiàn)所進行的大多數(shù)應(yīng)用研究，都是在本領(lǐng)域的理論創(chuàng)新上形成應(yīng)用構(gòu)想，再通過技術(shù)構(gòu)建來實現(xiàn)并發(fā)展壯大。比如從DNA堿基序列的發(fā)現(xiàn)到測序技術(shù)、基因工程的建立，再到如今的精準醫(yī)學；從腫瘤細胞免疫逃避機制的發(fā)現(xiàn)到細胞靶向技術(shù)，再到如今的細胞生物治療；從蛋白質(zhì)序列的提出到桑格測序法，再到目前的計算機輔助藥物設(shè)計，不難看出，生物醫(yī)學應(yīng)用研究的范疇體現(xiàn)出醫(yī)學領(lǐng)域的“順向發(fā)展”和“內(nèi)部交叉”，僅有少部分領(lǐng)域會借助于其他學科的成熟技術(shù)，從整體研究過程來看，這屬于一種“技術(shù)完善”型的應(yīng)用研究模式。雖然該模式下的應(yīng)用研究曾做出諸多歷史性貢獻，但在知識爆炸性增長的今天，已經(jīng)不能適應(yīng)人類社會對生物科技創(chuàng)新的需求，需要從理念和模式上進行革命性的創(chuàng)新。

人類社會從農(nóng)業(yè)時代、工業(yè)時代、信息時代，正在進入高概念時代[4]?；仡櫼恍└锩缘陌l(fā)明，如從量子理論發(fā)展而來的量子計算機和量子通信，打破晶體管和無線電壟斷的計算和通信領(lǐng)域，豪斯菲爾德將計算機引入到放射醫(yī)學，發(fā)明了CT，打破“射線-成像”的傳統(tǒng)放射診斷概念。由此可見，技術(shù)的創(chuàng)新更多是實現(xiàn)“加速”功能，唯有概念的創(chuàng)新，才能開辟出全新領(lǐng)域，實現(xiàn)革命性的突破。正如因此，筆者認為，隨著生物醫(yī)學的飛速發(fā)展和與相關(guān)學科相互滲透，以顛覆性、跨界式的概念突破或理念創(chuàng)新為基礎(chǔ)，以發(fā)展革命性技術(shù)為手段，以攻克尚未解決的生命科學難題為目標的應(yīng)用研究，包括應(yīng)用基礎(chǔ)和應(yīng)用技術(shù)研究，將形成生物醫(yī)學應(yīng)用研究“概念引領(lǐng)”新模式。

2 “概念引領(lǐng)”應(yīng)用研究新模式的特點

2.1 創(chuàng)意顛覆基于概念引領(lǐng)的應(yīng)用研究，科學家能夠在創(chuàng)意產(chǎn)生階段提出較為大膽、革新的想法，敢于突破現(xiàn)有的游戲規(guī)則和行業(yè)標準，體現(xiàn)出較強的獨創(chuàng)性和顛覆性。并且由于顛覆性創(chuàng)意通常不符合當前主流觀點或超出常規(guī)認識范疇，所以創(chuàng)意提出時往往得不到認可，并可能面臨較大的質(zhì)疑，這就需要科學家一方面具備“離經(jīng)叛道”的個性和“異想天開”的靈感[5]，想他人未想，才能做他人未做。另一方面也要有厚實的理論基礎(chǔ)和嚴密的邏輯思維，以保證所提出的創(chuàng)意能夠?qū)崿F(xiàn)。

2.2 領(lǐng)域跨界跨界研究通常是重大應(yīng)用成果產(chǎn)生的主要特征。如無線電技術(shù)和聲學的跨界促使雷達的發(fā)明，惰性材料的發(fā)現(xiàn)和生物工程的結(jié)合建立現(xiàn)代介入醫(yī)學。在“概念引領(lǐng)”的應(yīng)用研究模式下，崇尚跨界思維，開展跨界合作將成為應(yīng)用研究的主要方式。生物科學家將善于融合其他學科的基礎(chǔ)理論和創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)，通過理論推導、技術(shù)引入或成果運用，創(chuàng)造性地進行學科聚合，開展合作研究，尤其是在看似毫不相關(guān)的學科之間進行知識整合，將可能產(chǎn)生讓人意想不到的成果。

2.3 需求牽引從研究內(nèi)涵來看，應(yīng)用研究所包含的應(yīng)用基礎(chǔ)研究和應(yīng)用技術(shù)研究，均遵循“認識-實踐-再認識”這一科學過程，基于創(chuàng)新概念的應(yīng)用研究，無論其顛覆性和跨界性如何，始終是以尋求技術(shù)創(chuàng)新、解決實際問題為目的，因此滿足人類和社會需求必然是應(yīng)用研究的科學終點。同時，本質(zhì)也是為人類健康服務(wù)，解決人類難以攻克的難題，具有良好的市場需求，是“概念引領(lǐng)”模式下的應(yīng)用研究產(chǎn)生和發(fā)展的根本推力。

3 科技管理創(chuàng)新——唱好應(yīng)用研究“三部曲”

與基礎(chǔ)研究滿足好奇心和允許自由探索的屬性不同，應(yīng)用研究的成果關(guān)系到國家的內(nèi)在驅(qū)動力，對布局戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)、發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)具有顯著的推動作用，因此具有更強的實用性和目的性。尤其是在應(yīng)用研究“概念引領(lǐng)”新模式下，由于創(chuàng)意的新穎性更強，且無前人經(jīng)驗可供借鑒，因此在概念提出后，還需有詳細的研究計劃和周密的組織管理，以此保證研究的科學性和可行性，降低項目風險。本文認為，基于此類應(yīng)用研究新模式，需按照“概念引領(lǐng)——路線圖構(gòu)想——工程化實施”的體系設(shè)計，在創(chuàng)意提出、流程設(shè)計和實施操作階段，加大統(tǒng)籌規(guī)劃和組織實施的管理力度，創(chuàng)新管理手段，確保項目順利開展。

3.1 概念引領(lǐng)一是要營造創(chuàng)新文化，摒棄既往的驗證式、改進式的應(yīng)用研究慣性思維，鼓勵科學家尤其是年輕科學家“異想天開”，要包容叛逆，容許失敗，對于好的創(chuàng)意和新穎的思路要鼓勵其大膽探索，充分論證。對于質(zhì)疑和反對加以疏導，鼓勵用事實說話。二是要加強學科聚合。要在現(xiàn)有“BIO-X”、“MED-X”的學科交叉基礎(chǔ)上做出更前沿的探索，進一步打破學科壁壘，加強理工學科和生物醫(yī)學、認知科學的互融互通，除了頭腦風暴、小型學術(shù)沙龍等學術(shù)觀點跨界交流形式外，更要探索多學科人員在時間和空間上相互融合，建立創(chuàng)新工場、眾創(chuàng)空間等新的學術(shù)共同體。三是注重前端設(shè)計。與基礎(chǔ)研究“邊嘗試、邊發(fā)現(xiàn)”的模式不同，基于創(chuàng)新概念的應(yīng)用研究項目，一旦決定上馬，將涉及大量的資源投入，如果失敗將造成較大損失。因此需要將管理重心前移，在立項前期就要做好充分的邏輯論證和可行性分析，既要鼓勵創(chuàng)新，又要識別不切實際的空想，防止類似“水變油”、“永動機”等與自然規(guī)則相悖的偽科學項目，浪費國家資源。

3.2 路線圖構(gòu)想一是制定時間路線。重大的應(yīng)用研究成果將可能改變國家產(chǎn)業(yè)布局，促進產(chǎn)業(yè)升級，事關(guān)國力競爭，具有與時間賽跑的特點，無法負擔起類似基礎(chǔ)研究“十年磨一劍”的時間成本。因此在組織項目研究時，需提前規(guī)劃好時間路線，制定總體目標時間，分解各項任務(wù)時間，根據(jù)各個時間節(jié)點及時調(diào)整策略，確保項目整體如期推進，加快成果產(chǎn)出和應(yīng)用。二是制定技術(shù)路線。基于“概念引領(lǐng)”的應(yīng)用研究，涉及多個學科的多項原理研究和技術(shù)應(yīng)用，需要多個團隊同時攻關(guān)，一項技術(shù)通常關(guān)系到另幾個甚至全局項目的成敗，因此需要在項目前期制定出詳細的技術(shù)路線，明確研究開展的步驟順序和相互融合方案，預(yù)備替代技術(shù)或研究調(diào)整方案，方能保證項目推進有條不紊。三是運用大數(shù)據(jù)工具。當今世界的科技發(fā)展日新月異，前沿趨勢和市場風向瞬息萬變，新模式下的應(yīng)用研究不但在創(chuàng)意階段秉持開放態(tài)度，在項目進行的全過程也應(yīng)當注意對外部信息的獲取。在項目組織中要提倡大數(shù)據(jù)團隊和工具的引入，加強對項目內(nèi)部數(shù)據(jù)的綜合監(jiān)控和外部信息的獲取分析，及時改進思路，引入新方法，修訂目標，確保項目價值。

3.3 工程化實施一是引入項目經(jīng)理制。一個大型的應(yīng)用項目，除了多個科研團隊的交集，還需要有政策、法律、金融、人力、后勤等多個團隊或部門的支持配合，組織力度和管理難度相對較大，可以借鑒現(xiàn)代企業(yè)的成熟管理模式，探索項目經(jīng)理制度，建立職業(yè)經(jīng)理人管理模式，專門協(xié)調(diào)處理各部門之間的溝通協(xié)作，將首席科學家從繁雜管理事務(wù)中解放出來，將更多精力投入到科學研究本身。二是探索蜂巢化管理模式。多團隊、多戰(zhàn)線的研究模式，僅憑職業(yè)經(jīng)理人，無法完全應(yīng)對，項目的進展和管控仍需要科學家利用專業(yè)知識加以決策，但當面臨信息紛雜、狀況較多的局面，首席科學家也會力不從心，因此可探索蜂巢化管理模式，將團隊分解為具有獨立決策能力和權(quán)力大小不等的功能單元，暢通溝通渠道，建立信息聯(lián)動機制，以保證首席科學家對項目的總體把控，同時保護各PI的創(chuàng)造力和凝聚力。三是加強風險控制。雖然企業(yè)是應(yīng)用研究的實施主體和受惠者，但概念引領(lǐng)的應(yīng)用研究通常也體現(xiàn)國家意志和長遠目標，具有更大的風險性和不確定性，與企業(yè)的效益追求具有天然鴻溝，但以企業(yè)投資為主的做法并不能代替國家投入。要加強對金融工具的使用，引入風險投資、股權(quán)分配等形式，充分激勵科研人員研究熱情，解決后顧之憂，同時分擔國家和企業(yè)投入風險，降低失敗損失。

對于應(yīng)用研究“概念引領(lǐng)”新模式的理論體系構(gòu)建和實踐探索，本研究還處于探討和摸索當中，以上僅是做一概念提出的初步闡述和展望構(gòu)想，囿于學識和經(jīng)驗，恐有偏頗之處。