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【翻译】拯救美国的生物医学研究于其痼疾

  美国研发资金日益减少

译者说明

翻译这篇文章的目的是想通过这样一篇正儿八经的劝退文让大家对美国的生物医学研究现状有一个比较详细和权威的了解。现在网上针对生物、化学等基础学科的劝退文铺天盖地,我想说这都是有原因的。基础学科每年培养的博士人数已经远远超过业界可提供的教职数,以至于知乎上有人直接认为这些基础科研行业和传销大同小异,需要大量廉价的博后来维持少数PI(Principal Investigator,实验室大老板,大学里的各种教授也属此类)的论文产出。这篇文章的基本观点与此类似,不但讨论了问题,也提出了一些缓解(注意:是缓解不是解决)方法。译者希望这篇文章能让广大的本科生,特别是面临本科专业选择的高三学子们,能够在选择这些基础学科作为今后多年的努力方向时,多一些做决策时的参考。由于个人原因,译文中有些地方的遣词造句可能有些感情色彩,但应该不影响理解。

文章的四位作者都是任职于美国顶尖大学和研究机构的教授,分别是加州大学旧金山分校的Bruce Alberts,哈佛大学的Marc Kirschner,普林斯顿大学的Shirley Tilghman和美国国立癌症研究所(National Cancer Institute)的Harold Varmus。他们还建立了一个同名网站

这篇文章原文2014年发表于PNAS,这里是原文,可免费下载。方便起见,文中的参考文献我会忽略,有兴趣的读者可自行查阅。


  简介:美国的科研状况同样堪忧,联邦对科研的资金支持减少,这将很大程度上削弱美国的力量。

摘要

生物医学领域中一个由来已久但是错误万分的观点是当下的快速增长永远不会结束。这个观点把现今的生物医学研究变成了一个极度不可持续且高度竞争的系统。面对这个系统即使是最有天赋的学生也会望而却步,最有潜力的研究者也难以做出他们最好的工作。这是长期、剧烈、简单手段无法挽回的大衰退的先兆。现在正是面对并真正反思美国生物医学研究本质问题的时候。


  ……

正文

无论如何衡量,当下的生物医学研究都处于黄金时代。也正是因此,我们很难承认这个系统存在着足以威胁其未来的痼疾。这其中最为致命的便是对生物医学研究将会持续繁荣的盲目乐观。这个观点导致的一个结果就是在美国研究经费和科研规模之间极度的不匹配,进而造成了学术环境的高度竞争,科研产出的下降以及从业前景的黯淡。

平心而论,这些痼疾已存在多时,然而在如此之多成就的光环下它们难以察觉。在过去的半个世纪中,生物医学研究者们发现了许多控制生理和病理状态下细胞行为的法则,为我们深度了解生物系统提供了一个框架:遗传密码、基因组的序列和组织、细胞的生长分裂周期和信号分子。基于上述的和其他许多发现,许多传染病、遗传病、肿瘤、循环及代谢疾病等,现在都可以预防、控制和治疗。

美国公众以此为豪并且通过许多机构,如NIH(国立健康研究所)、联邦机构、基金会、广告团体和研究所等来支持生物医学研究。作为回报,从众多美国实验室里诞生的高新技术,如高通量DNA测序、复杂成像技术、结构生物学、设计化学以及计算生物学等,催生了医疗、制药及生物技术企业的大发展。

在这个大环境下,领域内最优秀的科学家和受训者都对他们的职业前景保持乐观。基于大量的观察和讨论,我们认为我们的担忧不无道理,美国的生物医学研究处在一个不可持续的轨道上。在这篇文章中我们会描述这种担忧从何而起,并提出一些可能的舒缓措施。

  我想起最近关于干细胞研究的争议,问兰格博士,布什政府对干细胞系数量的限制是否是他这一领域深入研究的最大障碍,他摇摇头。

困境之源

如前所述,我们认为问题的根源在于对美国生物医学研究发展前景的错误认识。我们惊讶地发现事实并非如此。过去的十年中,生物医学研究的发展处于停滞甚至倒退。

“永远繁荣”这一错误认识发端于二战后,经济发展对毕业生的需求导致大学的数量和规模都持续增长。同时,Vannevar Bush的著作《Science: The Endless Frontier》也促使研究领域联邦预算的增加。生物医学研究的发展伴随着60年代末到70年代的婴儿潮以及蓬勃发展的经济。

然而好景不长,随着NIH的研究预算增长从90年代开始消减并在2003年后愈发严重,领域内对经费的需求速度远远超过了其供应。增长的经费需求很大一部分用于研究机构的扩张、研究人员的招募以及愈发烧钱的研究本身。而联邦预算却因2008年的经济危机和2013年后的预算紧缩而进一步减少,从而使得形势更加恶化(当下NIH的定值美元要比2003年时减少25%以上)。需求和供给之间严重的失衡导致的是研究基金申请成功率的大幅下降,同时研究人员用于实际科研工作时间也大量减少。

这种失衡部分可以归结为该领域内的马尔萨斯式的传统。生物医学领域内绝大部分的研究工作都是由研究生和博士后完成的。造成的结果是大部分成功的研究者手下的人员数量远远超出了代替他/她所需要的人数,进而导致僧多粥少的局面,即学术界、政府和私人企业所能接纳的就业人数远不能满足需要。大量博士不得不从事一些几乎不能体现纳税人花在他们冗长昂贵的博士生涯上的金钱价值的工作。从根子上说,现行系统严重失衡,因为它不可避免地产生大量的科研劳力去争抢极其有限的科研资源和就业机会。由此而生的巨大压力使得生物医学领域对许多人——无论初出茅庐还是已经功成名就——丧失了吸引力。

  "干细胞系数量多肯定有用,"兰格告诉我,"但是真正的问题是联邦补助金在大幅度减少。"他解释说,十五年前,百分之二十到三十的研究计划能得到联邦大力支持,现在仅约百分之十。这意味着科研人员不得不花更多时间筹资,而用于研究的时间越来越少。同时也意味着每年许多有价值的研究途径被切断,特别是那些高风险研究,其实这些研究最终可能产生巨大回报。

高度竞争的危害

竞争其实是科研活动中有益的一部分。然而对资源和职位过于激烈的竞争只会抑制创造性、合作、冒险精神以及做出重要发现所必需的原创性思维。

当下NIH基金申请的成功率已经从大约30%降到10%多一点。科研人员不得不花大量的时间在基金申请而只有很少的时间用于真正的科研思考和工作。另一方面,如此之低的基金中标率也导致了基金申请人、审稿人和资助者的保守与短视。现在只有那些能够保证出结果而不是有潜力作出重大发现的基金申请才更可能申请到钱。年轻的刚开张的科学家大多不敢偏离他们的博后工作太远,而实际上他们应该提出新问题,发展新手段的。老资格的科学家则始终在自己熟悉的领域里做自己熟悉的事情,而不是去开创未知。

这种短视思维的一个体现是对一些所谓的与医疗紧密相关的研究的过分夸大。人体相关的生物研究一直是美国生物医学研究的一个中心组成部分。然而直到最近,“转化研究(translational research)”,这个名词似乎成为了对所有研究的评判标准。对转化研究的过分强调造成了对其他广泛的与医疗联系不甚紧密的研究方向的评价不公。许多惊人的发现、强大的工具和重要的医学突破来自于对模式生物的深入研究。在当下的这个短视的风潮影响下,科学发展会无可避免地减缓,革命性的发现很可能会来得更迟。

传统的科学评价体系也受到这股风气的影响。激烈的竞争和贪得无厌的编辑和审稿人使得现在在著名期刊上发表论文已经难上加难。冗长的包含巨量实验结果的补充材料已经成为论文是否被接受的事实标准。由于对职位和晋升的激烈竞争,很多科学家不得不靠抢发、走后门、夸大自己工作的重要性来在一小部分所谓“高影响因子”的期刊上发表论文。这样的行为正在把歪风邪气带到很多实验室。最近关于大量论文的实验结果无法重复的报道反映的正是这种高度竞争。如果因为弄虚作假使得公众对科学工作的结果丧失信心,那就很难指望科学研究再继续得到公众的支持。

  兰格博士的话不是一家之言。几乎每个月都有科学家和工程师来我办公室抱怨联邦政府对基础科学研究的资助日益减少。过去三十年,政府对物理、数学和工程科学的资助的下降金额占国内生产总值的百分之一,而与此同时,其他国家正大规模增加科技预算。正如兰格博士所指出的那样,我们对于基础研究支持的力度下降直接影响进入数学、工科以及工程领域研究的年轻人的数量--这也解释了为什么中国每年毕业的工程师是美国的八倍。

对科学家时间的无度索求

原创性思维的需要科学家投入大量时间去思考、阅读并与同行讨论。而今天,可用于这些活动的时间少之又少。除了写作、修改基金申请与论文之外,科学家们还不得不应付越来也繁杂的行政任务,像是动物福利、放射性安全和人类被试保护等。尽管这些任务也都非常重要,但这些任务已经占据了过多的时间并对科学本身造成阻碍。

时间上的压力也对同行评议造成麻烦。结果老板们常常没有时间去审稿,而把活儿丢给手下的学生和博后,而学生和博后往往缺乏审稿的经验,难以发现工作的真正价值。专业的期刊编辑正越俎代庖,他们正在更多地以新闻而非科学作为标准来评价工作。

对基金申请的同行评议也未能幸免。一直以来对基金申请的学术评价是由业内德高望重的老科学家进行的,大家对他们做出的评价的公正性也少有疑虑。今天,老人们却参与得越来越少了,或是因为根本没被邀请,或是他们认为中标率太低,而从一大堆看上去都很好的申请中强行挑一个出来实在是太难了,从而使得评价的质量下降。

  ……

支持下一代

高度竞争的氛围造成的最令人担忧的事情莫过于对研究生、博士后和年轻老板们职业生涯的威胁。NIH头头Francis Collins委托进行的一项研究表明了生物医学领域内博士生和博士后的快速增长,而这个增长的最近的动力是早在十多年前就结束增加的研究预算。当这些人结束训练,他们将要面对的是大幅缩水的就业机会,无论是学术界、政府还是医药行业。而这些行业本该受益于这些博士的长期训练。结果是这些人大量占据了训练性质岗位,伴之以对他们过高的期望。

即使有人成功找到一个职位,他也需要为来自联邦政府在资助等待4-5年,而在80年代只需要等1年。这里有两项指标可以说明问题:博士们找到教职的平均年龄是37岁,要到42岁才有望得到第一笔联邦资助。而在1980年,16%的受资助人是36岁或以下,今天这个数字是3%。越来越多的受到良好训练的杰出年轻科学家正在逃离这个领域,并不是因为其他的机会有多好,而是他们发现学术界过于令人沮丧了。

90年代早期,研究劳动经济学的人在分析了生物医学研究的劳动力构成后也预言了它的破产。然而人们就是听之任之,主要是因为它仍然不断得益于那些功成名就的科学家,并且不断产出优秀的科研成果。经济学家认为劳动力市场都会经历增长和收缩,然而生物医学研究却好像是个例外。如人口统计学家Michael Teitelbaum指出,黯淡的就业前景会减少研究生院的申请人数和行业规模。

然而生物医学领域内这并没有发生,部分是因为大量拥有美国梦的外国劳动力(译者:主要是博后,也就是俗称的千老,在我看来,这是主要原因。因为想要留在美国,大多数千老不得不忍受低工资长工时,为的就是熬到一张绿卡然后改变命运)的涌入,部分是因为有些人内心对发现新知和改善人类健康之类高大上的目标的执着。

变态的激励机制

生物医学研究永远繁荣的幻梦也使得大的学术和医学机构蠢蠢欲动。老板们的工资中由所申请基金支付的部分是由间接成本补偿(indirect cost reimbursement,我不明白是什么)决定的,这导致大学拼命向政府财政寻求对教职员工薪水的补贴以扩大科教人员规模。随之而来的后果就是依赖“软钱(soft money)”的职位大大增加,而得到学校支持的人员却几无变动(译者:类似编制不动,大量增招临时工,也就是博后)。政府同时也通过把对基础设施建设的借款算在间接成本中而间接地给学校付钱盖大楼以容纳这些人员。

这些都是不正常的激励机制,因为接收资助的机构本身的人员和设施并没有得到足够的投资。结果数以千计的美国教职员工必须在日渐缩水的财政支持中激烈竞争研究基金和他们自己的工资。

改变

为了创造一个可持续发展的、能够实现科学家和公众高期望的行业,我们提出了一些步骤,其中有些可能要在一个长时期(可能要10年)内逐步实施。

我们的大目标有3点:一、实现资助的可预测化,改变科研劳力构成。这都是为了让行业更加可持续发展;二、认识到大项目的长期性,改进同行评议机制以使得更有想象力和更长远的项目得到资助并使科学家的个人发展更加稳定;三、改变现行的无节制增长政策。

具体措施

可预测和稳定的科研资助

本文中我们着重讨论的是在资源紧缺而非充裕的当下生物医学研究领域的结构弊病。然而无论如何,钱多总是好的。我们希望生物医学领域内的卓越的机遇能给它带来预算增长。然而我们的资助体系没有内在的调节机制,增长的一点点资助总是被迅速吸干,留下更大的缺口。

在分配联邦资助时,应该着眼于增长的可预测性和稳定性。我们希望资金管理者和执行机构能考虑在现行的预算体制内增加一个5年的财政计划。这个计划在每年拨款时更新。这个小小的增加,能让人们认识到对国家科研行业增长进行长远规划的重要性,同时又不致引起不便。

让生物医学领域重归平衡

下一步是要减少生物医学领域PhD的入学人数,让供需匹配。同时改变受训者和员工科学家(staff scientist)的比例。我们还需要做好分流,让拥有良好科学训练的年轻人有更广阔的就业空间。所有这些措施都将使得该领域更灵活和更稳定。

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