生物学中的物理思维

最近看到一篇论文，是关于肿瘤干细胞发展模型的（http://www.cell.com/cell-stem-cell/pdf/S1934-5909(14)00057-5.pdf），这引起了我对使用物理思维来应对生物学问题的历来观点的再思考。目前生物医学科研工作者人数众多，但是整个学科却没有一个统一的逻辑体系。尽管每年数以百万的文章、报告公开发表，不仅没有推动整个生物医学向前进步，而且逻辑错误随处可见。相比于物理和化学等学科，我认为生物医学发展中最大的问题就是不遵循物理逻辑，没有统一的逻辑体系，更没有公理化的逻辑公式。理论上，生物医学比如遵循物理逻辑，这说明生物医学引入更多的物理逻辑是非常必要的。

    其实最早将物理逻辑引入生物学的大师是薛定谔，他简单的一部小书《生命是什么》基本勾勒出了生物医学的逻辑体系，并且预测了重要的遗传信息理论的重大发展。如果能够立足于这一逻辑体系，我认为生物医学的其他方面的理论体系也有可能获得突破。我依据薛定谔中关于生命是阻碍“失序”的熵增规律，发展出了衰老的本质模型，并引入癌症发展模型（http://blog.sciencenet.cn/blog-683543-761992.html）。

    之所以提出生物医学领域引入物理思维，主要是因为，物理思维是基本的逻辑思维（物理规律+数学模型），是正确的思维。引入物理思维的生物医学不仅能够更更准确的发展基础理论，又可以正确分析各种试验结果。可以设想，一旦更多的人能够用物理思维去理解生物医学问题，那么生物医学的发展能够进入快车道；各类生物医学试验数量大幅降低，而质量大幅提高。有些违背物理思维的试验根本就没有必要去做，这样能够节约大量资源，以投入到正确的方向上。

     我曾经在别人的博文中评论道：“几乎所有的试验都证明了，自噬、凋亡和坏死能够促进长寿，而如果可以有抗衰老的方法，同样可以抗肿瘤”。我的博文中有多个转载的论文都是这个结果，让人欣慰的是这个结论是从我的衰老模型可以直接得出的结论。

    以下这篇文章也表达了同样的结论：治疗骨质疏松的二磷酸盐可以促进细胞自噬（http://www.ebiotrade.com/newsf/2014-11/20141120162218281.htm，http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21335425），雷帕霉素也通过促进自噬来促进长寿和抗癌的。将他们组合给药，就能够很好理解为什么有这篇文章了。

中美研究人员发现新药物组合有望治耐药肺癌

中美研究人员19日说，他们发现了一种很有希望的针对耐药肺癌的治疗方案。实验显示，联合使用一种治疗骨质疏松的药物和免疫调控药物雷帕霉素，可以把患癌小鼠的存活时间提高一倍。

当天发表在美国《科学转化医学》期刊的这项研究针对的是含有KRAS基因突变的肺癌。KRAS突变是一种常见的基因突变，可见于20％至30％的肺腺癌（一种常见肺癌）、40％以上的肠癌和90％以上的胰腺癌，常导致癌症出现耐药性问题，因此目前临床使用一些癌症药物时会要求先对患者进行KRAS突变检测。

“这个结果非常令人激动，”论文共同通讯作者、清华大学教授张永辉对新华社记者说，“KRAS突变是癌症治疗中的顽疾，其他类型的肺癌在早期都有一些有效的治疗药物，但目前还没有特别有效的药物及治疗方案针对这一基因突变，一些‘明星’抗癌药物对于KRAS突变的肺癌病人都是无效的。”

在小鼠实验中，张永辉与美国索尔克生物研究所的夏怡丰博士以及伊利诺伊大学的同行，采用了双膦酸药物和雷帕霉素联合使用的策略，治疗KRAS突变的肺腺癌。双膦酸药物是传统的治疗骨质疏松的药物，但近年临床发现一些双膦酸药物有显著的抗癌效果。

张永辉说，这两类药物在体内起很强的协同作用，会联手对KRAS突变的癌细胞进行剿杀。在小鼠试验中，肿瘤大幅缩小，而小鼠存活时间由28天延长至54天，增加近一倍。

张永辉强调，这一工作并不表明他们找到了对KRAS突变的最终解决方案，“解决KRAS突变这一医学难题最终可能有多个途径，我们的研究提供了一种很有希望的方案，但最终是否能成功造福于患者，还依赖临床试验结果”。

Yifeng Xia, Yi-Liang Liu, Yonghua Xie, Wei Zhu, FranciscoGuerra, Shen Shen, Narayana Yeddula,Wolfgang Fischer, William Low, XiaoyingZhou, Yonghui Zhang, Eric Oldfield, and Inder M. Verma. A combination therapy for KRAS-drivenlung adenocarcinomas using lipophilic bisphosphonates and rapamycin. Sci Transl Med., 19 November 2014; DOI:10.1126/scitranslmed.3010382