2025 年诺贝尔生理学或医学奖、化学奖、物理学奖已经公布，这些奖项不再仅仅是对基础研究的表彰，更是以敏锐的洞察力捕捉到了未来产业发展的核心方向，其蕴含的技术突破和理论创新，正悄然勾勒出生物医药、新材料、量子科技等领域的产业变革蓝图。
作为更懂产业的科技型决策智库，前瞻产业研究院力图在通俗易懂地解释相关科学突破的同时，深入剖析今年诺奖背后的产业趋势，探寻这些科学成就如何成为驱动全球产业变革的新引擎。
1、诺贝尔生理学或医学奖：20年治愈癌症
当地时间10月6日，瑞典卡罗琳医学院宣布，将2025年诺贝尔生理学或医学奖授予科学家玛丽·E·布伦科、弗雷德·拉姆斯德尔和坂口志文，表彰其在理解调节性T细胞(regulatory T cells，T-reg细胞)功能、并成功将其转化为革命性疗法方面做出的决定性贡献。
人体的免疫系统就像一支由免疫细胞组成的军队，其中T细胞是最重要的士兵之一，它们的任务是识别并摧毁入侵的病原体(细菌、病毒)和叛变的细胞(癌细胞)。但是有一个问题——如何保证T细胞不会抽风调转枪口，杀伤人体正常细胞?
在调节性T细胞发现之前，人们只知道“中枢耐受”的存在，也就是T细胞在胸腺“征兵”过程中就完成了筛选。如果胸腺漏过了坏的T细胞，导致免疫系统错误攻击了自身组织，就只能给整个军队投放“镇静剂，让免疫系统整体变得迟钝。这无疑是一种杀敌一千、自损八百的策略。
调节性T细胞的发现，给这种思路带来了革命性的改变。坂口志文发现，筛选不仅存在于“征兵”过程中，在已经生成的T细胞军队中，存在T-reg细胞充当“宪兵”，对T细胞起到教育和抑制作用。也就是说，要治疗自身免疫性疾病，并不一定要整体抑制免疫系统功能，而是有可能通过控制T-reg细胞，对免疫系统精细调节，使其既不会伤害自身，又能保持对外来危害的杀伤力。
这一突破性研究直接影响了当下医学产业一些热门课题：
首先是自身免疫性疾病。
像类风湿关节炎、系统性红斑狼疮等自身免疫性疾病，根源在于免疫系统的紊乱攻击。T-reg细胞研究成果将为这些疾病的治疗开辟新路径，通过体外培养扩增T-reg细胞，再回输患者体内，或是研发药物激活体内调节性T细胞活性，可以实现对自身免疫性疾病的精准治疗，极大改善患者的生活质量，也将催生出庞大的自身免疫性疾病治疗市场。
今年5月，中国医学界迎来历史性突破。殷浩教授领衔的上海长征医院团队在国际顶级期刊《自然-医学》发表研究成果，宣布通过”再生胰岛组织移植技术”，将改造后的T-reg细胞与胰岛组织共同移植，成功构建免疫耐受微环境，成功治愈15例1型糖尿病患者，最长无胰岛素注射生存期已达3年7个月。这一成果标志着人类在攻克自身免疫性疾病的征程上迈出关键一步。
当前，全球自身免疫性疾病市场正处于技术突破驱动的黄金增长期，市场规模预计2030年达到82亿美元，2024-2033年复合年增长率预计将达到6.5%，而中国细分市场增速更为突出，预计2030年规模达180亿元，CAGR高达16.2%，反映出亚太地区作为增长引擎的核心地位。
其次是器官移植。
当前器官移植者需终身服用强效免疫抑制剂来防止排异，这些药物有严重的毒副作用。而调节性T细胞的研究提供了一种“精准维稳”的策略，通过给患者补充或激活其自身的T-reg细胞，只抑制错误的攻击，而不影响正常的免疫防御。
2018年之后了，国内器官移植发展趋缓，历年案例保持在2万例左右。但伴随着生物科学、3D打印等技术增长，未来以人工器官技术突破为契机的医学发展或将创造新的增长点，这需要免疫抑制相关技术的发展。目前在肾移植的T-reg细胞治疗研究中，已经有可行案例，且已进入长期随访阶段。
第三，癌症治疗。
癌症细胞来源于正常细胞变异，因此不会受到免疫系统的攻击，T-reg细胞被“策反”后成为保护肿瘤的“保护伞”。那么反过来，精准地削弱T-reg细胞在肿瘤局部的抑制功能，就能引发免疫系统对癌细胞的全面围剿。
这属于当前火热的癌症免疫疗法的一种。近年来，伴随着技术的不断进步和临床研究的深入，癌症免疫疗法的临床应用范围逐渐扩大，现已广泛应用于多种类型的癌症治疗，全球癌症免疫疗法的市场规模也从2018年的200亿美元不到暴增至2023年的593亿美元。
坂口志文得奖后，在接受日本首相石破茂的采访并被问及何时能够治愈癌症时，他乐观地说：“20年内，癌症可治。”
2、诺贝尔物理学奖：遇事不决，量子力学
在量子力学建立100周年之际，瑞典皇家科学院决定将2025年诺贝尔物理学奖授予科学家约翰·克拉克、麦克·H·德沃雷特、约翰·M·马蒂尼，表彰他们发现电路中的宏观量子隧穿和能量量子化现象。这项研究离日常生活比较远，难以理解，所以在原理上只做简单介绍。
这项研究的重点在“宏观”和“量子隧穿”2个词上。
量子隧穿是量子力学的经典现象。你可以想象有一堵墙，如果想要到墙的另一边，必须有足够能量要么跳过去，要么撞过去。但是在微观世界，一个微观粒子即使能量不够，也有一定的概率像幽灵一样直接“穿墙而过”，瞬间出现在墙的另一边。
在过去100年里，科学家们早已在原子、分子尺度上证实了这种现象，它是许多自然现象和现代科技的基础，比如太阳之所以能持续核聚变，就是因为其巨量氢原子核概率性地穿越库仑斥力势垒，实现近距离接触并触发聚变。但问题在于，这种“魔法”只发生在微小的粒子身上。
而今年诺贝尔物理学奖3位科学家的研究成果，就是在宏观尺度的超导线路上，证明了量子隧穿的存在。
这项研究的革命性在于，他们首次让一个人类肉眼可见的、由成千上万亿个原子组成的“宏观物体”展示了神奇的量子行为，弥合了两个世界的鸿沟，证明了量子力学的普适性。更重要的是，这意味着我们可以主动地去设计和制造宏观尺度的量子系统，而不仅仅是观察自然界已有的微观粒子。
在产业方面，最直接、最重大的影响发生在量子计算领域。
目前的量子计算机(如超导量子比特)非常脆弱，极易受环境干扰而出错。这项研究证明，我们可以让一个宏观物体保持稳定的量子态。这为建造更稳定、更强大、更容易扩展的量子比特指明了新方向。比如，未来可能制造出基于“宏观量子振动”的量子比特，其相干时间可能更长，从而制造出更实用的量子计算机。
从发展路线来看，全球量子计算机发展路线主要分为三个发展阶段：
第一阶段是2010-2020年，出现以量子计算原型机、量子退火机为主的产品，行业目标是实现量子霸权，商业化起步;第二阶段是2020-2030年，出现专用级量子计算机芯片，解决特定行业的特定问题;第三阶段是2030年以后，研制真正的容错量子计算机(FTQC)，即通用量子计算机。
目前行业还处于第二阶段，对于建造大型无计算错误的通用量子计算机，目前仍存在较多技术短板，尚无法预测其具体的商用时间。
不过，这不妨碍资本对于量子计算的极端看好。据统计，2016年以来，全球量子科技行业投融资热度持续增长，2021年之后行业迎来爆发式增长。国内玻色量子、美国SandboxAQ都在近2年拿到了亿级别的融资。
此次诺贝尔奖对宏观量子现象的权威认可，将进一步点燃全球量子计算领域的融资热情，加速资本从“泛技术投资”向“量子专用资本”聚焦，尤其是超导量子路线相关企业。
除了量子计算，宏观量子现象可能还对其他一些前沿产业产生影响，比如超高精度传感，以及新材料的开发等。
现有最精密的传感器(如原子力显微镜)已经非常厉害，但精度仍受经典物理极限的限制，而一个处于量子叠加态的宏观物体，对外界施加的力、磁场、重力的变化会敏感到匪夷所思的地步，可以用来探测引力变化引发的时空曲率，或者是大脑神经元活动产生的微弱磁场。
在新材料领域，可以探索通过宏观量子模拟，用于筛选和预测哪些真实的化学元素和晶体结构有可能产生高温超导等奇异性质，为实验化学家合成新材料提供明确的理论指导，减少盲目性。
3、诺贝尔化学奖：分子级别的积木
2025年诺贝尔化学奖授予北川进、理查德·罗布森以及奥马尔·M·亚吉三位科学家，以表彰其在金属有机框架(Metal-Organic Framework)开发领域的贡献。
通俗地说，金属有机框架就是在离子层面“搭积木”，用金属离子或簇充当积木的连接件，用有机分子充当积木的支架，在量子力学规律下，自动搭成一个有吸附、储存能力的“分子级海绵”。
在这个“海绵”中， 通过简单选择不同长度的有机连接杆，就能精确地调整孔洞的尺寸;通过选择不同对称性的金属节点和有机连接剂，就能定制需要的孔洞形状;通过在有机连接杆上引入各种官能团，就能特异性地识别和捕获特定的分子。
这意味着，我们可以任意制造需要的“海绵”，去捕获和储存任意的目标分子。而在此之前，人类只能寻找自然界已有的材料，比如沸石、活性炭，开采、稍作修饰来使用。
这项研究的革命性在于，在行业意义上，它代表了化学研究范式的根本性转变：从“发现”和“合成”材料，迈向了“设计”和“建筑”材料;在应用领域，它为解决能源、环境、健康等领域的重大挑战提供了一个通用的、高度可定制的材料平台。
在能源产业，MOF在氢能领域有望大放异彩。
氢能作为清洁能源，其大规模应用受制于储存难题。MOF材料凭借高比表面积和可调节孔道，通过范德华力与氢气分子产生吸附作用。大约20年前就有人提出用MOF储氢。如今，其能实现的储氢量越来越多，所需条件如温度越来越接近常温，正慢慢靠近商业化的目标。
今年8月，《自然·化学》刊发一个由多国科学家组成的研究团队最新成果，首次发现了一种MOF材料，可以在常温常压下吸收和释放氢气，储氢密度可以媲美70MPa高压储瓶的同时，比常规设备轻30%，而且不需要压缩机。
这对于氢能发展来说至关重要。近年来，全球各国家地区纷纷将氢能源视为未来新能源的战略发展方向，氢能产业得到了前所未有的增长。2023年，全球氢气产量首次突破1亿吨，同比增长7.0%。
展望未来，据IEA预测，到2050年，全球实现净零排放将需要大约5.3亿吨的氢气。麦肯锡发布的《氢能实现净零排放》更是预测，6.6亿吨左右的氢气才能满足2050年的氢气需求。
而目前制约氢能发展的重要因素之一，正是氢气的储运成本。目前无论是高压气态储运还是低温液态储运，都无法在安全性、经济性方面相较其他能源取得优势，拖累了氢能产业。如果新型MOF材料能大规模降低氢气储运成本，将推动氢能发展跃升一个台阶。
MOF材料对于低碳环保产业同样影响深远。
在当下全球低碳减排浪潮中，除了降低生产生活中的碳排放以外，还要进行二氧化碳捕集、利用与封存(Carbon Capture，Utilization and Storage，简称CCUS)，即把生产过程中排放的二氧化碳进行提纯，继而投入到新的生产过程中进行循环再利用或封存。
MOF材料可以通过物理和化学双重机制实现高效捕碳。一方面，其孔道尺寸可以设计与二氧化碳分子直径精准匹配，通过物理吸附作用捕获二氧化碳;另一方面，在配体中引入氨基等极性基团后，能与二氧化碳发生化学结合，显著提升吸附容量，部分MOF的单位体积捕碳量可达传统活性炭的5倍。并且，经过设计的MOF材料，在工业尾气常见温度(40-80℃)下仍能保持良好的稳定性。
该产业拥有光明前景。碳中和目标提出以来，中国已投运和规划建设中的CCUS示范项目规模明显扩大，10万吨级及以上项目超过40个，其中50万吨级及以上项目超过10个，多个百万吨级以上项目正在规划中。
根据路线规划，到2025年，我国CCUS技术CO2利用封存量将达到900万吨/年以上;到2050年，我国CCUS技术CO2利用封存量将达到80000万吨/年以上。MOF材料或将在其中起到关键作用。
第三个MOF材料前景良好的产业是缓释控释药物。
其一，利用疏水作用、静电相互作用将药物分子包裹于孔道内，可有效避免药物在运输过程中提前降解，提升药物稳定性;其二，通过在MOF表面连接肿瘤特异性配体(如叶酸)，能够实现药物载体在病灶部位的精准聚集;其三，借助肿瘤微环境呈酸性、特定酶浓度高等特点，设计pH响应或酶响应机制，使MOF在到达病灶处自动打开孔道，缓慢释放药物，延长药物作用时间，提高疗效并降低对正常组织的毒性。
对于产业而言，诺奖不仅是科学荣誉的象征，更是技术落地的 “前哨信号”。尤其是在量子计算领域，诺奖带来的融资热潮将加速技术迭代与生态构建，推动其从 “理论探索” 向 “产业赋能” 跨越。前瞻产业研究院将持续追踪这些领域的技术迭代与商业化进展，为产业决策提供精准洞察。
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