2015年世界科技发展回顾

科技日报国际部

生物医药

美 国

人脑研究取得新成果，医学与疾病防治取得多项重大突破，合成生物学成果纷呈。

田学科（本报驻美国记者）2015年，美国科学家在人脑研究领域取得重大突破：8月，俄亥俄州立大学在实验室中培育出近乎完全成型的人类大脑，尽管它只有铅笔上橡皮擦那么大，发育程度与一个5周大胎儿的大脑相当，尚没有任何意识，但具备人脑绝大多数细胞类型和功能，且能像人脑一样进行基因表达，用它可以帮助科学家测试新药及更多认识脑部疾病机理；9月，华盛顿大学研究团队完成目前最复杂的人脑直连实验，他们使用一种脑—脑直连方式，让5对受试者通过互联网传递大脑信号来玩问答游戏。这一试验首次证明两个大脑可以直接连接，且无需发声，一方就能准确猜出另一方的想法。此外，美国科学家还绘制出了超精细的老鼠大脑3D图谱，该图谱由一系列高清图像拼接而成，单个神经细胞在纳米尺度下前所未有的清晰可见。

疫苗研究与设计领域:多家研究机构和企业参与研制的埃博拉疫苗已完成一期或二期人体临床试验。伊利诺斯大学厄本纳-香槟分校通过“基因组挖掘”技术搜寻了1万种细菌，用4年时间就发现了19种前所未知的天然磷酸盐新产品，每种都有望成为有潜力的新药，其中之一已确认可作为抗生素。

癌症研究领域：美国食品和药物管理局（FDA）批准了首个治疗黑色素瘤等癌症的病毒类药物，其核心是利用一种经过修改的工程疱疹病毒，在不伤及健康细胞的情况下杀灭癌细胞，并在人体内部引发抗癌免疫反应；德州大学西南医学中心发现，全基因组测序可识别癌症家族背景人群的患癌风险，提高了诊断有癌变倾向的基因变异的能力；哈佛大学利用受激拉曼散射(SRS)显微镜技术，无需荧光标记即观察到活体皮肤癌细胞分裂过程中DNA分子机理，可在不干扰细胞正常发育的情况了解细胞癌变程度。

艾滋病研究方面：一种基于基因疗法的“强力”新药eCD4-Ig可阻止艾滋病病毒各种已知毒株的感染，恒河猴试验表明其有效性远高于现有效果最好的广谱抗艾药。这种新药通过伪装把病毒“拒之门外”——令人体产生CD4和CCR5两种受体的“山寨”品，“欺骗”艾滋病病毒与之结合，从而让病毒失去进入人体的机会。美研究人员还研制出被称为“分子显微镜”的探针，能够准确检测到艾滋病病毒在细胞内外的隐藏之地，最终能帮助弄清艾滋病病毒长时间存留的谜底，从而将其从体内彻底清除。

基础医学研究领域：美研究人员发现一种与抑郁症相关的关键成分——成纤维细胞生长因子9（FGF9）蛋白，其在抑郁症患者大脑中的含量远高于非抑郁症患者；西北大学研究人员通过研究线虫发现，当动物到达生殖成熟期后，一种基因开关会开启衰老进程，也可保护机体免于衰老；约翰·霍普金斯大学发现一种包含磁性纳米粒子的磁选柱装置能够加速T细胞的生成，其最终目标是在病人的血液样本中训练T细胞并增加它们的数量，最后将它们放回病人的身体，该装置有助于敲开免疫疗法的大门；加州大学旧金山分校利用基因编辑技术CRISPR/Cas9精确修饰了人类T细胞；美国哈佛医学院攻克了让猪成为人体器官捐献者的一个最大难关——断绝猪内源性逆转录病毒在器官移植接受者体内重新激活的可能性，有望使猪成为人类的器官捐献者。

合成生物学方面：杜克大学研究人员利用活检细胞，首次在实验室制作出能收缩并对外界刺激产生反应的人类骨骼肌，它能像自然人体组织对外界电脉冲、生化信号和药品等刺激作出一样的反应；麻省总医院研究人员采用脱细胞技术，创建了一种构建人工生物肢体的方法，并成功培育出一个具有血管和肌肉组织的老鼠前肢；伊利诺伊大学芝加哥分校和西北大学研制出一种人工核糖体，它们可以像自然核糖体一样在细胞内产生蛋白质和酶，为生产新型药物和下一代生物材料及了解核糖体功能提供了帮助；斯坦福大学制造出一种有弹性、可变色的压力敏感材料，触摸力度不同，其颜色会随着改变，成为迄今最接近变色龙皮肤的人造材料；美科学家首次用人体细胞培育出能够发出声音的人工声带组织，动物实验显示该组织能够正常生长且未引发免疫反应，这为那些失去声带的患者带来了希望；美研究人员对从人体皮肤提取的多能干细胞进行遗传重组，培育出一颗拥有人的心脏细胞的微心室，这颗“小心脏”能像完整大小的心脏那样跳动，可用其替代动物实验，筛查新药或测试药物对婴儿的影响。

英 国

重视针对抗生素耐药性机理的研究，开发出药物“身份证”和可靠的“人工胰腺”。

郑焕斌（本报驻英国记者）生物医药政策方面：4月，英研究理事会等多家负责审批发放政府科研经费的机构联合发布公告，称将修改涉及动物实验的科研项目经费申请指引，要求申请的研究人员必须更明确地提供动物实验详细数据，以便提高相关科研项目的质量；5月，由政府任命的抗生素耐药性问题评估小组发布报告，呼吁全球制药业共同投资20亿美元建立一个创新基金，以促进抗生素研发工作；并预测未来10年制药界将能开发15种新型抗生素。包括纽卡斯尔大学在内的多所英国高校和研究机构目前已获得政府总计500万英镑的资助，对抗生素耐药性问题展开深入研究；6月，英国民保健制度血液和移植管理处宣布，将在2017年之前开展首次使用人造血的人体输血临床试验。这种合成血液将在实验室中制造，其原料主要是成年人的干细胞和婴儿的脐带血。

基因研究方面：6月，剑桥大学桑格研究所成功完成了对埃博拉病毒的基因测序，并将数据在网上公布，全球科研人员可免费共享；9月，伦敦国王大学科学家从65岁健康老人体内选择了共有的150个RNA基因，开发出判别“健康老人”的基因标记工具；11月，英国UCL下属的大奥蒙德街医院医生，首次依靠使用“分子剪刀”修改基因的疗法，将基因修改过的细胞注入一名患白血病的1岁女婴体内，数周内成功将其治愈。