深地医学：从脚踏实地到仰望星空

NatureBoy

2017年深冬，吉林省桦甸市夹皮沟金矿深处1470米。一群穿着白大褂的科研人员，在矿灯昏黄的光线下，小心翼翼地将培养箱中的细胞样本取出。这里没有自然光，没有手机信号，只有岩石的低语和仪器的轻鸣。这是人类首次在真正的地球深处开展医学实验——而主导这场“地心科研”的，正是四川大学华西医院深地医学研究中心团队。
( i* {9 J1 [+ ~1 @此刻，地面上零下20℃，而地下实验室恒温32℃。透过显微镜，研究人员马腾飞博士发现：在这里培养的细胞，生长速度明显慢于地面同期培养的细胞。这个细微的发现，如一道闪电，照亮了一个前所未有的科研新大陆——“深地环境，或许蕴含着调节生命节律的奥秘”。

NatureBoy

时间回溯到2015年。中国工程院院士、四川大学原校长谢和平教授从国家科技战略需求出发，在国际上首次提出在地下空间开展医学研究。2016年，***在全国科技创新大会上指出： “向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题”。同年，谢和平院士带领团队多次论证在开发城市地下空间、矿井资源转型的同时，进行医学研究的可行性及方案，并发表学术论文详细阐述。
& G1 j- M% P& g那时的中国，深空探测捷报频传，深海科考稳步推进，但在“深地”这一维度，生物学与医学研究几乎空白。国际上的地下实验室，如意大利格兰萨索、加拿大斯诺等，主要聚焦粒子物理与暗物质探测，生命科学研究仅是零星点缀。
地下空间是人类继领陆、领水、领空之外的“第四国土”。我们不仅要开发利用它，更要理解它——理解它对人的影响，理解生命在其中的演化逻辑。经过三年严谨论证和实地调研，2018年3月，谢和平院士带领华西团队在《四川大学学报（医学版）》发表了《深地医学研究进展及构想》，首次在国际上明确定义了“深地医学”（Deep-underground Medicine）——这门新兴交叉学科，旨在研究地下不同深度赋存环境条件对生命体生理、病理及有行为认识能力生物的心理影响及响应机制，探索有害因素的应对策略以及安全高效利用地下有益因素服务于人类社会活动。几乎同步，四川大学超前部署学科“深地医学中心”正式授牌，标志着世界上首个旨在研究深地特殊极端自然环境对生命体健康影响的研究实体正式成立。

NatureBoy

早在2017年，四川大学科研人员，跨越三千公里，来到长白山余脉的吉林长春夹皮沟金矿。这座开采了近两百年的老矿，巷道纵横如地下迷宫。团队需要找到一处既有科学价值、又具备实验条件的深地医学研究空间。
“我们要的是真正的‘深地’，不是浅层地下室”。华西医院刘吉峰教授回忆，“必须是岩石覆盖足够厚、宇宙射线屏蔽充分、环境参数稳定的地下空间。”
最终，在二道沟矿井地下1470米处，选定了一处采空区硐室。这里岩层覆盖后的空间气体成分稳定，宇宙射线通量极低，温度和湿度常年恒定。然而，满足医学研究条件仍必须改造，过程充满挑战，设备要拆解后通过狭窄矿井电梯运送，电力供应要专门铺设线路，通风系统要重新设计以保障空气洁净度，甚至还要考虑地下高温潮湿环境对精密仪器的侵蚀……2017年12月20日，中国第一个深地医学实验室在夹皮沟地下1470米正式启用。当第一个培养箱的指示灯在深地亮起时，团队知道：中国深地医学的实证研究，从此起步。

NatureBoy

夹皮沟的成功只是开始。
  c& R$ R9 n% m) B& ?2019年，华西医院将目光投向了四川凉山州锦屏山腹地——这里坐落着中国锦屏地下实验室（CJPL），垂直岩石覆盖达2400米，是世界上最深的地下实验室，宇宙射线通量仅为地面的亿分之一。与雅砻江流域水电开发有限公司的战略合作，让华西医院获得了在锦屏地下实验室建设医学研究平台的宝贵机会。
: Q8 a. y) `" K5 f) v( e/ F" K" }深地医学团队在总结了国际深地实验室和夹皮沟实验环境下研究经验，认为针对不同梯级深度和生命体类型的系统研究仍有待深入，尤其是“同点、同源”深地环境的生物学效应与生命体适应性规律亟需突破！“就像搭积木一样，我们可以根据研究需求，在不同深度快速部署实验室。”参与设计的吴江研究员解释道，“-2400米、-1500米、-1000米三个深度梯度，让我们能系统研究‘深度’这一变量对生命的差异影响。”
2020年，锦屏深地医学研究基地正式投用。2023年12月7日，华西医院牵头的中国深地原位生命观测站（China-DeUFO）项目组成为全球首批正式入驻中国锦屏地下实验室（CJPL）且唯一从事生命科学研究的科研团队。至此，华西医院初步建成中国唯一、国际规模最大、岩层赋存最深、涵盖多种深度和不同类型（隧道型、矿井型）的深地医学现场研究基地。

NatureBoy

真实的深地实验固然宝贵，但受限于场地、成本和安全，许多机制研究需要更可控、更便捷的平台。2021年，华西医院自主研发的“多参数阈值复合深地医学模拟舱”在成都建成。
) t+ i& [1 v" O' a这个看似巨大的金属罐体，内部却是一个精密的“环境编辑器”：温度可在10-50℃间精确调控，气体成分可模拟从地下2000米、海平面到8000米海拔的变化。
* L5 E( z- `8 A6 _) B“模拟舱的价值在于环境因子‘可控’和‘可重复’”。负责平台运行的王领老师介绍，“我们可以单独研究某一个环境因子——比如只改变温湿度或气压而保持辐射本底条件不变，从而厘清单一因素的生物学效应。”
模拟舱与真实的深地实验室形成了完美的互补：现场发现现象，舱内解析机制；现场验证猜想，舱内优化方案。这套“现场+模拟”的研究体系，被团队称为深地医学的“双引擎”。

NatureBoy

平台建成后，真正的科学探索开始了。
" }& o6 ?6 z" I- t9 u" k- ~深地环境与地面最大的区别之一，就是“极低的本底辐射”。在地面，生物体每时每刻都受到来自宇宙射线和地壳放射性的低剂量辐射，而在深地，这种辐射背景降低了数个量级。

6 K0 u' q3 ^$ z1 z发现一：细胞感知辐射的“分子天线”“生命体如何感知本底辐射的变化？
* B* ]! B: K! [" A& T6 Y8 E5 \这个问题的答案迄今都没人找到。”深地医学研究中心吴江研究员说。团队分别在夹皮沟和锦屏开展了对照实验：同一批不同类型细胞，分别在地下和地面实验室培养，定期检测它们的基因表达、蛋白合成和代谢状态。经过几年的反复验证，一个关键蛋白浮出水面——ATM蛋白。这是一种DNA损伤修复的核心调控因子。团队发现，在极低本底辐射环境下，ATM蛋白的表达水平和活性状态发生了明显改变。“ATM就像细胞的‘辐射感受器’”。团队文继锐老师解释，“它不仅响应高剂量辐射损伤，也敏感于本底辐射的细微变化。这颠覆了传统辐射生物学认知。”进一步将鼻咽癌等细胞、类器官和荷瘤动物置于深地环境培养，发现它们的恶性表型受到抑制：增殖变慢、侵袭能力下降、对化疗药物的敏感性增加。这一重要发现于2025年发表在《Cancer letters》期刊，被国际同行评价为“打开了极地本底辐射生物学效应的新窗口”。
9 Z9 P9 x' Q5 _
8 M2 [5 J4 I; T5 n发现二：深地环境的“抗衰老”潜力更令人惊讶的发现接踵而至。
& Q. E( W; P8 T0 w团队在深地低本底辐射环境培养上皮细胞和干细胞时，注意到它们的增殖速度明显放缓，但细胞状态更加“年轻”——端粒更稳定，氧化应激水平更低，衰老相关基因表达下调。机制研究指向了“长寿基因SIRT1”。在深地环境下，SIRT1的表达显著上调，它通过调节线粒体功能、抑制炎症反应、增强自噬等多条通路，延缓了细胞衰老进程。进一步进行的线虫反复验证实验提示我们，低本底辐射可能是一种天然的‘温和应激’，能激活机体的保护性应答。”团队成员李灿老师说，“就像限制饮食干预和适度的运动锻炼能增强体质一样，适度的辐射剥夺可能让细胞进入一种‘节能保养’状态。”

NatureBoy

深地医学不仅研究细胞，更关注人本身。随着地下空间开发、深地资源开采、地下交通网络拓展，未来越来越多的人需要短期或长期在地下环境中工作生活。
“深地医学的重要任务之一就是要描绘一幅地下作业人员的健康画像”，华西医院原常务副院长、深地医学研究中心主任万学红教授说。从2018年开始，深地医学团队对锦屏隧道、夹皮沟和三山岛金矿及平煤神马矿的作业人员开展了系列健康调查。“心理上，幽闭感、时间感知不佳、情绪波动是常见问题。”刘吉峰教授说，生理上，团队观察到深地作业人员听力阈值的变化、睡眠节律的偏移、生理指标的波动。但有趣的是，这些变化并非全是负面的。“一些长期在地下工作的人员，反而表现出独特的应激适应能力和更稳定的自主神经功能。”
* ^: A7 K3 u$ i  k7 a8 S4 x1 F0 {综合考虑环境辐射、热舒适性、空气质量、深地微生物、心理适应等因素，未来这些研究将转化为实用的深地健康保障方案：针对性的心理干预、基于光照调节的生物节律调整方案、深地环境适应性训练体系……，从医学角度为深地空间利用开发划定“安全红线”和“健康指南”。

NatureBoy

自2018年四川大学华西医院受邀在国家自然科学基金委员会第227期“双清论坛”(深地科学前沿论坛)上作主题报告以来，深地医学学科持续获国家科技管理部门的关注，并形成了多层次的资助格局。2020年，国家自然科学基金委首次将深地医学研究列入“特种医学-极地/深地”（申请代码H2401），标志着深地医学作为特种医学的一个重要分支进入基金委的资助体系。2024年，国家自然科学基金委锦屏深地专项设立"锦屏深地极低辐射剂量生物学效应研究"指南方向；同年，自然资源部组织的国家科技重大专项部署"深地生命体观测与适应性规律研究"任务。2025年四川省自然科学基金设立"高原/深地特殊环境生理病理研究"指南方向。

NatureBoy

目前，华西医院深地医学已建成中国唯一、国际规模最大、全球岩层赋存最深、涵盖多种深度和不同类型（四川锦屏隧道型、吉林夹皮沟深井型、医学模拟舱型）的学科平台，搭建中国深地原位生命观测站（China Situ Deep-underground Facility＆Life Observatory， China-DeUFO）和中国深地人群生物样本资源库（China Deep-undergrand Human BioBank，China-DHB），是《深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室》、《锦屏地下实验室深地科学国际联合研究中心》、《锦屏深地前沿科学及暗物质四川省重点实验室》等机构的重要组成单位，成为国际深地实验室生物学协作组(DULIA-bio) 成员的中国代表；已初步打造了全球第一支集医教研用为一体的深地医学学科人才队伍，形成了由院士、知名专家教授领军、结构梯队合理的师资队伍，研究涉及特种医学、深地科学、生命科学等跨领域交叉学科方向。
十年前，深地医学还是一个无人涉足的概念设想；十年后，它已成长为一个初具学科体系、支撑国家战略、引领国际前沿的科学领域。

NatureBoy

高原医学、深地医学、航空医学都已布局，就差海洋医学了。

闲来扯淡

跟谢和平校长比，后两位对学科布局毫无建树

nichangsanxu

是个不错的方向

leo-0

深地，深海，深空，未来大方向，大有可为。

aoitsukasa2me

       华西医学，全方位出击

antty

大有可为

jl123

谢和平校长是川大历史上最出色的校长之一。