科學網9月9日上海訊（記者黃辛通訊員劉勳）今天，上海科技大學2016級新生開學典禮在張江新校園體育館隆重舉行。上海科技大學校長江綿恆以「科學技術進步與人類健康」為題，給全體新生上了一堂縱覽科技與社會發展、剖析國家戰略、激勵青年成才的「第一課」。
江綿恆說，在過去兩屆新生開學典禮上，我分別以「未來中國能源的科技創新」和「信息化時代的科教創新」為主題，和大家探討了上科大在能源科技和信息科技領域的發展理念。今天我想借這個機會，以「科學技術進步與人類健康」為主題，和大家共同探討上科大在生命科學技術領域的發展機遇和挑戰。
中國科學家今年六月份在《科學》雜誌上發表了一篇關於3400萬年前氣候變化影響人類起源的論文。中科院古脊椎動物與古人類研究所的研究人員通過分析大量地質、化石證據發現，發生於3400萬年前的全球氣候巨變，使得地球從「大溫室」變成了「大冰星」，這一過程持續了40萬年；這一氣候變化過程改變了人類的演化路徑，使得當時繁盛一時的亞洲類人猿滅絕，而非洲類人猿種群則逐步壯大，最終向人類演進並走出非洲。根據目前學術界的觀點，我們的祖先走出非洲大約是7萬年前的事。如果以農業革命作為標誌，原始人向近代人的進化距今只有1萬年左右。而人類的現代文明起始於工業革命，至今只有不到300年的歷史。因此我們討論人類健康，只有限定在現代文明的歷史階段才有現實意義，而現代人類健康水平的發展，可以通過一個關鍵指標——「人均預期壽命」來加以描述。
在工業革命以前的歷史時期，全球所有地區的人均預期壽命都在30歲左右。19世紀下半葉，早期工業革命國家的人均預期壽命開始增長，其他地區在很長的時期內仍然維持在原來的低水平。20世紀開始，全球各地區的健康水平開始不斷提高。今天，全球人均預期壽命已達到70歲，最高的預期壽命已經達到85歲左右。
1800年時，全球絕大多數人口的低預期壽命差異不大。到1950年時，富裕國家和貧窮國家人口的預期壽命差距拉大。其後，隨著落後國家人口健康水平提高的速度加快，至2012年時，全球絕大多數人口的預期壽命的差距已經縮小。
世界衛生組織將人均預期壽命開始增長的時期稱之為「健康轉型（Health Transition）」。根據上述圖示數據，人類健康經歷了若干健康轉型，不同地區和國家健康轉型開始的時期也各不相同，而這些健康轉型的發生都與科學技術的進步息息相關。
人類的第一次健康轉型起始於19世紀下半葉，首先發生在早期工業革命的歐洲和北美國家。亞洲的第一次健康轉型則起始於19世紀末，而非洲直到20世紀上半葉才開始第一次健康轉型。人類的第一次健康轉型主要歸因於人類早期的文明啟蒙和以技術進步為標誌的工業革命所帶來的經濟發展，使得人類的生活水平和衛生條件（包括營養、居住、認知等）得以提高。
一般來說，GDP 或人均GDP越高的國家人均預期壽命也高，但兩者之間不是線性增長，而是呈對數關係，即單位人均GDP增長所對應的預期壽命增長率隨單位人均GDP的增加而減小。這也許是貧窮國家和富裕國家預期壽命的差距隨經濟的發展逐漸減小的原因。
值得注意的是,在同一人均GDP水平時，預期壽命隨時間的演進而上升，說明經濟發展不是人類健康水平提高的唯一因素。事實表明，恰恰是科學技術的進步在人類健康轉型和預期壽命提高的過程中起到了至關重要的作用。其中在人類健康史上影響最為深遠的就是疫苗和抗生素的發明。
人類健康早期遇到的最大威脅是傳染病的蔓延。民間有句俗語：「孩子出過疹和痘，才算解了閻王扣。」這裡的「痘」指天花，「疹」就是指麻疹。天花瘟疫曾經席捲整個羅馬帝國，扼殺無數鮮活生命，就連高居萬民之上的帝王也未能倖免。人類的第一種疫苗就是由英國醫生愛德華·琴納（Edward Jenner）在1798年發明的天花疫苗—牛痘。戰勝天花是人類預防醫學史上最偉大的事件之一；1980年，世界衛生大會正式宣布在全世界範圍內消滅了天花。
十九世紀八十年代,法國微生物學家路易斯·巴斯德（Louis Pasteur）和德國醫生羅伯特·科赫（Robert Koch）開啟了病原細菌的科學研究。巴斯德開發了繼天花疫苗之後的第二代疫苗，包括霍亂、炭疽和狂犬病疫苗，並於1888年成立了世界上第一個微生物研究所—巴斯德研究所。1884年，科赫提出了他最為著名的理論—關於鑑定結核桿菌的原則，並最終發展為「科赫原則」，從而開啟了發現病原菌的黃金時代。巴斯德被譽為近代微生物學的奠基人，而科赫則由於在病原細菌研究領域的開拓性成就，獲得了1905年諾貝爾生理學或醫學獎。
疫苗是人類在醫學領域裡最偉大的發明，每一種新疫苗的誕生和大規模應用都是人類戰勝一種傳染病的偉大勝利！和十九世紀末相比，現在人類的平均壽命已經延長了數十年，這主要是因為造成人類大量死亡的傳染病得到了控制。到二十世紀末，科學家們已經研製和開發出一大批安全有效的疫苗，人類利用疫苗消滅了天花，制伏了霍亂，控制了百日咳、白喉、破傷風、B肝等多種疾病。至今沒有任何一種醫療措施能像疫苗一樣對人類的健康產生如此重要、持久和深遠的影響；也沒有任何一種藥品能像疫苗一樣以極其低廉的代價把某一種疾病從地球上消滅。
但是疫苗沒有覆蓋所有的病菌感染疾病，有些疫苗也並非百分之百有效，因此人類醫學史上第二個裡程碑式的成就，就是抗生素的發明。1928年蘇格蘭細菌學家亞歷山大·弗萊明（Alexander Fleming）首先發現了世界上第一種抗生素—青黴素，由於當時技術的局限，青黴素的分離和純化後來是由英國牛津大學病理學家霍華德·弗洛裡（Howard Flory）和生物化學家恩斯特·錢恩（Ernst Chain）在1941年完成的。為此，弗萊明、弗洛裡和錢恩三人共同榮獲了1945年的諾貝爾生理學或醫學獎。至今，臨床應用的抗生素已有幾百種，解救了無數被病菌感染的生命。抗生素的研發堪稱20世紀改變人類健康歷史的醫學革命。
如前所述，並非所有傳染病都發現了疫苗，瘧疾就是其中一種。瘧疾是嚴重危害人類生命健康的世界性流行病。據世界衛生組織報告，全世界約有數十億人口生活在瘧疾流行區，一百多個國家年約三億多人感染瘧疾，百餘萬人死於瘧疾。自本世紀六十年代起，氯喹等原有抗瘧藥因瘧原蟲產生抗藥性而失效。當時越南戰爭正在進行，國際上迫切尋找新結構類型的抗瘧藥。中國科學家屠呦呦和她的團隊從60年代末開始研究，1971年發現了抗瘧新藥的有效成分—青蒿素。至今，以青蒿素為有效成分的抗瘧藥仍然是防治瘧疾的一線藥物。屠呦呦因發現青蒿素為治療瘧疾做出了突出貢獻，獲得了2015年諾貝爾生理學或醫學獎，為中華民族贏得了莫大的榮譽，為人類健康做出了突出貢獻，是中國科學家報國裕民的楷模，她的獲獎是當之無愧的！遺憾的是，中國青蒿素成品藥的份額僅佔全球市場的3%到5%。
疫苗和抗生素的發明和廣泛應用給人類健康水平帶來了進一步的轉型，分別稱之為「人口轉型（Demographic Transition）」和「疾病轉型（Epidemiological Transition）」。人口轉型是指高出生率、高死亡率向低出生率、低死亡率轉移的過程。通常與低收入經濟（如發展中國家）向高收入經濟（如發達國家）轉型發展相關聯。轉型之前，人口增長以高出生率和高死亡率為特徵，人口規模處於低水平。轉型中，出生率前期維持在高水平，由於疫苗和抗傳染疾病藥物的作用，死亡率開始下降，因此人口開始增長。轉型後，死亡率維持在低水平，由於經濟、技術和教育的進步，出生率也處在低水平，人口增長趨於穩定。
疾病轉型是人口健康從傳染病為主要疾病向非傳染慢性病為主要疾病的轉變，這一轉變通常也和經濟從低收入向高收入的轉型發展相關聯。由於人口轉型使得人類預期壽命不斷增加，疾病轉型形成的非傳染慢性疾病更具有成年至老年的特徵。世界衛生組織更是提出「健康預期壽命（Healthy Life Expectancy）」的概念，預期壽命和健康預期壽命的差稱之為「非健康預期壽命（Unhealthy Life Expectancy）」，在這段生命裡，各種慢性疾病是影響健康和生活質量的主要因素。這也是老齡化社會帶來的重大挑戰。
健康轉型至今，非傳染的慢性疾病已成為人類健康的主要殺手。目前不論是在發達國家，還是在中國，造成居民死因的非傳染性疾病主要集中在惡性腫瘤、心腦血管疾病、呼吸/代謝/神經系統疾病等。值得關注的是，中國在惡性腫瘤、心腦血管疾病、呼吸系統疾病方面的死亡比例都超過了美國。而美國的數據表明，過去三十幾年，因阿爾茲海默病死亡的人數在快速增加。
雖然傳染性疾病已經不是當前影響人類健康的主要因素，但是其威脅依然存在，特別是那些沒有疫苗的疾病，例如愛滋病、瘧疾、C型肝炎等。有些所謂超級細菌或病毒所感染的疾病，因為缺乏預防和治療措施，還具有爆發性的特徵，而現代交通和全球化交流使得這些疾病的蔓延成為世界性的威脅。2003年在中國發生的SRAS病毒疫情，2014年在非洲爆發的伊波拉病毒疫情, 2015年在巴西等南美國家發生的寨卡病毒疫情等，都給我們敲響了警鐘。另一需要特別關注的問題是，病菌對抗生素的耐藥性愈來愈嚴重。最近的一份研究報告預測，未來人類健康的一大威脅就是抗生素耐藥性，到2050年，由於抗生素耐藥造成的死亡人數有可能超過癌症。
生命科學與技術的進步是由人類追求健康的需求所推動，同時又成為人類健康改善的源泉。1953年，英國劍橋大學卡文迪許實驗室的沃森（James Watson）和克裡克（Francis Crick）發現了DNA的雙螺旋結構，開啟了分子生物學時代，他們因此獲得了1962年的諾貝爾生理學或醫學獎。這一發現對生命科學的意義，也許可以和二十世紀初量子理論對物質科學的意義相比擬。
二十世紀下半葉，以物質科學、信息科學為基礎的材料和信息技術取得了突飛猛進的發展，由此推動了健康醫療技術的極大發展，各種檢驗、診斷和治療技術層出不窮，日新月異，從超聲波到腸胃鏡，從CT到核磁共振，從微創手術到介入治療，從達文西機械手到重離子、質子治療……。技術的進步又進一步推動了生命科學基礎研究的發展，催生了許多新興學科，包括基因組學（基因檢測技術）、蛋白質組學（同步輻射光源、透射電鏡設備）、計算生物學（大數據）、系統生物學（網際網路、物聯網）、再生醫學（幹細胞）、轉化醫學、生物信息學等等。
科學技術進步是人類健康的源泉。未來的發展趨勢，與其說是繼續提高預期壽命，不如說是降低「非健康預期壽命」的比重，其意義在於一方面提高健康生活質量，另一方面減少經濟社會成本的負擔。如前所述，人口增長轉型越來越造成老齡化結構，而健康醫療成本又主要集中在「非健康預期壽命」的階段發生，為下一代的發展增加了預期成本。根據上海社科院的預測，上海在2020年人口紅利將消失，即（兒童人口+老年人口）/勞動年齡人口的比例將超過50%。發達國家老齡化的趨勢更為明顯，健康醫療成本不斷增加和經濟增長乏力之間的矛盾更加突出。
應對人類健康面臨的挑戰，經濟發展是基礎，科學技術進步是根本。值得關注的是歐巴馬入主白宮以來，發布了一系列與生命科學和健康醫療有關的行動計劃，例如「腦計劃」（The BRAIN Initiative，2013年4月）、「精準醫療計劃」（The Precision Medicine Initiative，2015年1月）、「抗擊耐藥細菌國家行動計劃」（The National Action Plan to Combat Antibiotic-Resistant Bacteria, 2015年3月）以及今年5月份發布的「國家微生物組計劃」（The National Microbiome Initiative）等。這些行動計劃聚焦「非健康預期壽命」階段重大疾病的針對性非常明顯。
中國科研人員近年來在生命科學和技術以及健康醫療領域取得了引人矚目的成就。中國科學家參加了人類基因組計劃(The Human Genome Project)。1999年7月，中科院遺傳研究所人類基因組中心在國際人類基因組組織註冊成功，負責測定全部序列的1%。中國成為該計劃的第六個參與國（美國、英國、法國、德國、日本和中國），也是唯一的發展中國家。上海同步輻射光源於2009年開始投入使用，中國科學家利用這一科學裝置開展蛋白結構生物學研究，取得了一批高水平的研究成果。在此基礎上，中科院微生物研究所高福院士團隊率先在世界上發現伊波拉病毒入侵人體的分子機制。今年5月，上海聯影醫療科技有限公司在與美國通用電氣、德國西門子、荷蘭飛利浦及日本東芝等國際知名醫療設備公司競爭美國精準醫療計劃中的2米PET CT 項目時勝出，奠定了該公司在這一領域的國際領先地位。
上海科技大學在籌建時就將生命科學和技術作為三大發展領域之一，設立了生命科學與技術學院。同時，學校還成立了免疫化學研究所和iHuman研究所，分別聚焦於抗體藥物的研發，以及人類細胞信號轉導的基礎和應用研究。上科大毗鄰上海同步輻射光源、國家蛋白質科學研究（上海）設施、中科院上海藥物研究所的新藥研發平臺,以及正在建設中的中科院上海高等研究院生物醫藥與生物技術基地。上科大地處上海浦東張江高科技園區，周圍分布著大量國際國內的生物醫藥領域高科技公司。最近國家批准建立張江綜合性國家科學中心，第一批實施項目之一就是由我校牽頭自由電子雷射生物和材料試驗等線站工程。我們有理由相信，上科大在生命科學和技術領域的未來發展前景是無限美好的！
江綿恆強調指出，人類健康不僅是生命學院和兩個研究所的主戰場，也是物質學院和信息學院大有作為的領域。比如，物質學院在材料生物學這一交叉學科領域的科研工作將為醫學組織工程、基因治療、藥物研發等提供新材料、新方法，信息學院在大數據、人工智慧、計算機視覺、虛擬實境等領域的科研工作將為健康醫療產業的信息化和智能化做出重要的貢獻。
在我們已成為世界第二大經濟體的時候，國家高度重視人民的生命健康。前不久，國家召開了全國衛生和健康大會，上次的全國健康大會還是在20年前的1996年舉行。在今年的衛生和健康大會上，習近平總書記發表重要講話，強調沒有全民健康，就沒有全面小康，要把人民健康放在優先發展的戰略地位，深刻論述了推進健康中國建設的重大意義、工作方針、重點任務。上海科技大學是一所服務國家經濟社會發展戰略的大學，我校生命、物質、信息三大領域科學家將共同努力，針對我國民眾在健康醫療領域不斷增長的需求，探索和提出基於創新的科技解決方案，培養合格的科技人才，積極參與健康中國建設，為實現「兩個一百年」奮鬥目標、實現中華民族偉大復興的中國夢打下堅實健康基礎。
他表示，人類健康是人類文明進步的象徵，科學技術的進步是人類健康的源泉，人類對健康的追求不會停止，科學和技術的發展也不會停步。上海科技大學的學生和老師是幸運的，因為你們為之奮鬥的事業是進步的事業。科學技術的美麗不僅在於追求的目標是無止境的，還在於追求的過程是令人嚮往和終身難忘的。當然，在追求的過程中也會遇到各種困難，但只要我們志存高遠，堅定信念，刻苦努力，勇於開創，不畏挫折，團結向上，我們一定能夠成就無愧於國家和人民、無愧於時代的豐功偉業！