給癌癥研發藥物的人，如今開始給青蛙、海龜和森林設計新藥

（來源：麻省理工科技評論）

在默克（Merck & Co.，美國制藥公司）工作期間， Tim Cernak 曾參與開發用于癌癥、HIV和糖尿病的精準治療方案。這些藥物的目標是盡可能精準打擊病灶，同時減少對健康細胞的傷害。

但作為一個長期熱愛自然的人，他開始越來越擔心生態系統的健康問題，并逐漸產生一個想法：自己的專業能力，能不能不只服務于人類醫學，也用在更廣義的生命健康上？

他了解到，目前許多動物在接受治療時，很多時候用的是為人類設計的藥物。而這些藥物在動物身上的作用，其實更接近早期的癌癥化療。雖然目標是消滅異常細胞，但往往缺乏精確的選擇性，會連它們的健康組織一起傷害。

比如，目前用于治療兩棲動物致命皮膚病的常規藥物是伊曲康唑（itraconazole）等抗真菌藥物。但這類藥物對兩棲動物本身毒性較強，在不少情況下甚至會直接導致死亡，使治療過程本身成為新的風險來源。

這種皮膚病通常被稱為壺菌病（chytridiomycosis），由一種寄生在兩棲動物皮膚角質層的真菌引發，會破壞其皮膚的滲透調節功能，最終導致心臟衰竭。據 2019 年發表于 Science 的一項統計，這種病原體已導致全球超過 500 種兩棲動物種群出現衰退，并與 90 余種滅絕直接相關，是已知單一病原體造成生物多樣性損失最嚴重的案例之一。

圖｜壺菌病（來源：Research Gate）

也正是在這種治療本身可能加劇傷害的困境中，他開始重新思考藥物設計的出發點：如果從一開始，藥物的患者就是具體的青蛙、海龜或猛禽，那么整個研發邏輯是否會發生改變？

現在，他作為密歇根大學的副教授，研究對象跨越不同的物種，從感染寄生蟲的希拉毒蜥，到患禽流感的白頭海雕。他做的事情，本質上是在回答一個問題：如果我們真的把自然當成“患者”，應該怎么治療它？

傳統藥物研發是出了名的貴、慢、而且失敗率極高。不過 Cernak 認為，人工智能正在加快整個藥物設計工作流的進程。

比如 DeepMind 的 AlphaFold，可以將變異蛋白的 3D 結構可視化，讓研究者不必再靠傳統的實驗方式一點點培養所需的物質。在 AlphaFold 出現之前，解析一個蛋白質結構通常依賴X射線晶體學或冷凍電鏡，一個課題往往要耗費數年時間，成本可達數百萬美元，而且很多蛋白質因為難以結晶，根本無法用傳統方法解出結構。

這正是野生動物研究長期面臨的困境：稀有物種的樣本比較難以獲取，更談不上大規模開展濕實驗。有了所需的蛋白質結構后，下一步是開展一系列反應實驗，以篩選哪些候選藥物可能具有療效；在實驗室機器人的協助下，Cernak 每天可以以極高效率推進多達 1500 次實驗。

值得一提的是，Cernak 對自己的患者從不挑剔。在得知紅海龜這一標志性物種正遭受傳染性腫瘤侵襲后，他深感震驚，并為其開展了相關治療研究。

他也特別關注那些對人類有幫助的物種，比如希拉毒蜥。這種蜥蜴進食極不規律，有時幾個月才進食一次，但血糖調節機制卻異常穩定，其唾液中含有的一種激素樣物質 exendin-4 因此引起了研究者的注意，這后來成為艾塞那肽（exenatide）的原型，并為如今廣受歡迎的減重藥物奧澤匹克（Ozempic）等 GLP-1 類藥物打開了研發思路。

換句話說，人類代謝藥物的一支重要譜系，最初的答案就藏在這種沙漠蜥蜴的生理機制里。他的研究對象也并不局限于動物，他還在開發一種精準型殺蟲劑，用于治理遭受入侵物種侵襲的鐵杉樹。

Cernak 將這門新興學科稱為“保護化學”（conservation chemistry）。這個詞本身承載著沉重的歷史：從 20 世紀 60 年代 DDT（滴滴涕，有機氯類殺蟲劑）導致美國白頭海雕種群銳減，到 90 年代牛用止痛藥在印度造成數百萬禿鷲死亡，化學干預生態系統的代價早已被反復記錄。

他也清楚其中的風險，但在他看來，將化學家排除在自然保護之外，并不能真正解決問題。

“我已經看膩了生態保護中仍在使用的那些化學工具，說實話，它們并不先進。”他說，“我們這邊已經有能力設計人類用藥的高端技術，但在另一邊，卻仍在用舊方法應對一場正在發生的物種大滅絕。”

在 Cernak 看來，這并不是簡單地把化學工具移植到保護領域，而是一個正在成形的新方向：保護實踐正在吸收現代實驗科學的邏輯與方法。從分子層面的藥物設計，到面向生態系統的精準干預，化學開始從個體治療的語言，延伸至物種與棲息地尺度的調控。這也意味著，傳統由生態學主導的保護框架，正在與制藥科學、合成生物學以及計算建模發生交叉與重組。

保護化學因此更像一個尚未完全定型的邊界概念，它既描述一種方法，也指向一個仍在展開的未來。當治療對象從人類個體擴展到整個自然系統時，科學所承擔的能力與風險也被同步放大。

https://www.technologyreview.com/2026/06/11/1138502/job-titles-natures-drug-designer-tim-cernak/