给癌症研发药物的人，如今开始给青蛙、海龟和森林设计新药

（来源：麻省理工科技评论）

在默克（Merck & Co.，美国制药公司）工作期间， Tim Cernak 曾参与开发用于癌症、HIV和糖尿病的精准治疗方案。这些药物的目标是尽可能精准打击病灶，同时减少对健康细胞的伤害。

但作为一个长期热爱自然的人，他开始越来越担心生态系统的健康问题，并逐渐产生一个想法：自己的专业能力，能不能不只服务于人类医学，也用在更广义的生命健康上？

他了解到，目前许多动物在接受治疗时，很多时候用的是为人类设计的药物。而这些药物在动物身上的作用，其实更接近早期的癌症化疗。虽然目标是消灭异常细胞，但往往缺乏精确的选择性，会连它们的健康组织一起伤害。

比如，目前用于治疗两栖动物致命皮肤病的常规药物是伊曲康唑（itraconazole）等抗真菌药物。但这类药物对两栖动物本身毒性较强，在不少情况下甚至会直接导致死亡，使治疗过程本身成为新的风险来源。

这种皮肤病通常被称为壶菌病（chytridiomycosis），由一种寄生在两栖动物皮肤角质层的真菌引发，会破坏其皮肤的渗透调节功能，最终导致心脏衰竭。据 2019 年发表于 Science 的一项统计，这种病原体已导致全球超过 500 种两栖动物种群出现衰退，并与 90 余种灭绝直接相关，是已知单一病原体造成生物多样性损失最严重的案例之一。

图｜壶菌病（来源：Research Gate）

也正是在这种治疗本身可能加剧伤害的困境中，他开始重新思考药物设计的出发点：如果从一开始，药物的患者就是具体的青蛙、海龟或猛禽，那么整个研发逻辑是否会发生改变？

现在，他作为密歇根大学的副教授，研究对象跨越不同的物种，从感染寄生虫的希拉毒蜥，到患禽流感的白头海雕。他做的事情，本质上是在回答一个问题：如果我们真的把自然当成“患者”，应该怎么治疗它？

传统药物研发是出了名的贵、慢、而且失败率极高。不过 Cernak 认为，人工智能正在加快整个药物设计工作流的进程。

比如 DeepMind 的 AlphaFold，可以将变异蛋白的 3D 结构可视化，让研究者不必再靠传统的实验方式一点点培养所需的物质。在 AlphaFold 出现之前，解析一个蛋白质结构通常依赖X射线晶体学或冷冻电镜，一个课题往往要耗费数年时间，成本可达数百万美元，而且很多蛋白质因为难以结晶，根本无法用传统方法解出结构。

这正是野生动物研究长期面临的困境：稀有物种的样本比较难以获取，更谈不上大规模开展湿实验。有了所需的蛋白质结构后，下一步是开展一系列反应实验，以筛选哪些候选药物可能具有疗效；在实验室机器人的协助下，Cernak 每天可以以极高效率推进多达 1500 次实验。

值得一提的是，Cernak 对自己的患者从不挑剔。在得知红海龟这一标志性物种正遭受传染性肿瘤侵袭后，他深感震惊，并为其开展了相关治疗研究。

他也特别关注那些对人类有帮助的物种，比如希拉毒蜥。这种蜥蜴进食极不规律，有时几个月才进食一次，但血糖调节机制却异常稳定，其唾液中含有的一种激素样物质 exendin-4 因此引起了研究者的注意，这后来成为艾塞那肽（exenatide）的原型，并为如今广受欢迎的减重药物奥泽匹克（Ozempic）等 GLP-1 类药物打开了研发思路。

换句话说，人类代谢药物的一支重要谱系，最初的答案就藏在这种沙漠蜥蜴的生理机制里。他的研究对象也并不局限于动物，他还在开发一种精准型杀虫剂，用于治理遭受入侵物种侵袭的铁杉树。

Cernak 将这门新兴学科称为“保护化学”（conservation chemistry）。这个词本身承载着沉重的历史：从 20 世纪 60 年代 DDT（滴滴涕，有机氯类杀虫剂）导致美国白头海雕种群锐减，到 90 年代牛用止痛药在印度造成数百万秃鹫死亡，化学干预生态系统的代价早已被反复记录。

他也清楚其中的风险，但在他看来，将化学家排除在自然保护之外，并不能真正解决问题。

“我已经看腻了生态保护中仍在使用的那些化学工具，说实话，它们并不先进。”他说，“我们这边已经有能力设计人类用药的高端技术，但在另一边，却仍在用旧方法应对一场正在发生的物种大灭绝。”

在 Cernak 看来，这并不是简单地把化学工具移植到保护领域，而是一个正在成形的新方向：保护实践正在吸收现代实验科学的逻辑与方法。从分子层面的药物设计，到面向生态系统的精准干预，化学开始从个体治疗的语言，延伸至物种与栖息地尺度的调控。这也意味着，传统由生态学主导的保护框架，正在与制药科学、合成生物学以及计算建模发生交叉与重组。

保护化学因此更像一个尚未完全定型的边界概念，它既描述一种方法，也指向一个仍在展开的未来。当治疗对象从人类个体扩展到整个自然系统时，科学所承担的能力与风险也被同步放大。

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