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2016 医疗突破大盘点

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2016年发生了很多事,虽然世界卫生组织宣布埃博拉疫情已经结束,但寨卡病毒又开始蔓延。人类始终面临着挑战与危机,但也正是挑战与危机,激发了科学的大脑不断创新。正如《科学美国人》所说:虽然大多数创新方案最终都失败了,不过最伟大的创意往往也伴随着最高的风险。一个创意从引人发笑到变成大势所趋往往用不了多久,而其中有一些,显然会带来变革。

阿尔茨海默症,可能有救了?
一种新型的抗体类药物aducanumab似乎能够清除大脑中的β-淀粉样蛋白。根据二十多年前科学家提出的“淀粉假说”,阿尔茨海默正是由β-淀粉样蛋白在大脑中异常堆积造成的,这种堆积不仅影响了关键脑区的活动,还会损坏神经细胞。在2016年9月份的《Nature》中发表的一篇报告表示:在一项由165名患有早期阿尔茨海默症的受试者,也就是仅仅有轻微的记忆丢失症状的受试者组成的实验中,研究人员发现服用了aducanumab的患者大脑中的β-淀粉样蛋白明显变少了,而且受试者服用的量越大,β-淀粉样蛋白清除得越多。除此之外,使用较高剂量aducanumab的患者,也出现了一定程度的认知功能改善。目前,有很多种抗体类药物都能够起到清除毒性蛋白的作用,但是没有一种药物能够阻止阿尔茨海默症患者的认知功能下降,aducanumab是首个能够减缓认知功能下降的抗淀粉样蛋白抗体类药物。目前,该药物已经完成了1期临床试验,让我们拭目以待吧!

不用开刀,微型机器人帮你手术
这或许听起来就像是科幻小说里面的情节,但其实已经成为了现实——美国麻省理工大学的研究人员们制造出了一种可以折叠成胶囊大小的微型机器人,患者将包裹了机器人的冰胶囊吞下后,机器人自己就可以在胃中舒展开来并在患者的体内完成简单手术,帮助取出患者体内的异物或修复人体内的伤口,完全不需要任何的缆线连接!
很多人都曾在不注意的时候吞下过异物,仅在美国,每年就有超过三千五百人吞下了纽扣电池。在较为紧急的情况下,吞下异物可能就需要实施手术来将异物取出。但现在有了这种迷你的折叠机器人,患者将不再需要忍受缝针和等待伤口愈合的痛苦。
虽然微型机器人已经不是什么新闻了,但是创建出一种可被人体消化的、可以在人体内部进行手术的机器人则是一个全新的挑战。麻省理工学院研究小组的成员之一Shuhei Miyashita表示,需要解决的最困难的问题就是,如何让机器人在人体内这样一个不可预测的环境中工作,并时刻适应人体内环境的变化。该机器人以具有生物相容性的猪小肠制成,展开后呈风琴状,或者说是鳍状,能够帮助机器人在大部分由液体组成的人体内,通过“粘附-滑动”进行活动。一旦机器人到达胃部,外部环境中的金属线圈创造出的磁场将与机器人内部的磁铁相作用,从而帮助机器人到达需要取出的异物处。目前,该机器人已经在猪食管和3D打印的、模拟人胃的人造胃中完成了临床试验。不过研究人员表示,将该机器人投入到临床治疗中至少还需要6~8年的时间,还需要不断完善控制的精确度,并在动物和人类中进行严格的临床实验研究。

干细胞“变”眼睛,帮助更多人重见光明
来自于日本大阪大学的生物学家们发现了一种新的干细胞可以培育成人类眼组织——视网膜、眼角膜和晶状体等,仅需要一小块成年人的皮肤样本。
这必须从2006年的一项发现说起。2006年时,有科学家发现,仅仅对普通细胞的DNA做出一些调整,就能创造出成熟的干细胞。他们将这种经过改造的细胞成为“诱导性多能干细胞(iPS)”。日本的研究人员正是利用了失明兔子的诱导性多能干细胞(以下简称iPS),还原出了眼睛发育的过程。首先,研究人员需要在培养皿中培育iPS细胞。很关键的一点是,培育时需要通过不同的培养介质,诱导iPS分化成四种不同的细胞。在经过几个星期的培育后,这四种细胞将会自发地形成四个同心圆结构的细胞群,每个细胞群都将会发育成眼睛的不同组织。然后,研究人员就会将会形成眼角膜和晶状体的细胞群隔离开来,单独培育,并最终发育成角膜上皮。最后,研究人员将完整的角膜上皮重新植入进被提取了干细胞的兔子的眼部,失明的兔子都重新获得了光明。
好消息是,研究人员已经开始准备首个人类临床研究了,该研究的第一作者Nishida表示,在接下来的三年内,将会进行通过干细胞培育的眼组织移植来帮助眼部疾病患者重获光明的临床研究。对于视力严重受损的患者来说,这一研究可能会改变他们的一生。

更加长寿,可能不再是梦想
◆清除衰老细胞,延长寿命
美国梅奥诊所的研究人员又发现了一种通过基因编辑技术延长寿命的新方法。发表于《自然》杂志上的一项研究表示:某一类细胞可能会导致我们原以为是衰老而造成的疾病,而利用基因编辑技术,科学家们能够确定哪些衰老细胞是对人体有负面影响的。系统性地清除这类活着的但是已经不再进行细胞分裂的衰老细胞,能够将小鼠的寿命延长25%,因为清除这些细胞将会逆转衰老的进程,将心脏肾脏损伤、白内障甚至是肿瘤等“老年病”的发作时间延后。关于该研究,最关键的一点就是:实验中的小鼠不仅仅只是寿命延长了,它们还一直保持着健康的状态。该研究的资深作者Baker表示这一点是非常重要的,试想如果是人类的话,谁也不希望自己的寿命虽然延长了,但却是在医院中痛苦地度过的吧。虽然该研究还处于初期阶段,但是在未来,很有可能成为一种帮助人类对抗衰老的新方法。
◆逆转衰老,不再是传说
美国萨克生物学院的研究者发表在《细胞》杂志中的一项研究表明:通过消除衰老导致的基因活性的变化,可能能够延缓甚至是逆转衰老。研究人员通过调整小鼠成年体细胞的基因,使成年体细胞成功逆转回胚胎样细胞,延长了正处于加速老化状态的小鼠的寿命,并成功加快了中年小鼠身体损伤的恢复速度。该研究也为“衰老很大程度上是一种表观遗传改变基因活性的变化过程”这一假设提供了证据。对于人类来说,吸烟、污染等因素都会导致表观遗传变化,随着这种变化的逐渐累积,人们的肌肉会变得无力,认知能力开始下降,同时也更容易受到疾病的侵扰。该研究的资深作者Juan表示:衰老其实是我们可以控制的弹性过程。虽然该研究是在中年小鼠身上进行的,但理论上来讲,这种操作在任何年龄段的小鼠和人类身上都应该是有效的。通过进一步的研究,找到更加有效的技术——比如说利用更加容易操作的化学物质来消除会导致衰老的表观遗传变化,那么延缓甚至是逆转衰老,将非常有可能在人类身上实现。

基因编辑技术CRISPR/Cas9首次应用于人类临床治疗中
2016年11月,四川大学华西医院的肿瘤学家卢铀领导的研究小组开始了全球首例人类CRISPR临床试验,将经改造过的T细胞注入回人体,希望能借此治疗癌症。在此之前,该基因编辑技术仅用于实验室中培育的细胞小鼠和猴子模型,以及不会发育成胚胎的人类受精卵中。
CRISPR的全称为规律成簇间隔短回文重复,CRISPR/Cas9是细菌和古细菌在长期演化过程中形成的一种适应性免疫防御,可用于对抗入侵的病毒和外源DNA。CRISPR/Cas9基因编辑技术是对靶向基因进行特定DNA修饰的技术,其作用就像是一把“分子剪刀”,科学家可以利用这把剪刀剪掉生物体中某一特定部分可能会致病的DNA,并将这一部分DNA换为对生物体更加有益的DNA。在这项研究中,卢铀教授利用这项技术对转移性肺小细胞肺癌患者的免疫T细胞进行了改造。T细胞能够检测出并杀死可能会癌变的异常细胞,当这一过程结束后,细胞表面的程序性死亡因子-1(PD-1)就会关闭T细胞的这一功能。而癌细胞的一个小把戏就是提早激活T细胞的功能,削弱身体的免疫反应从而方便肿瘤生长。所以,研究人员收集了患者的免疫细胞样本,并利用CRISPR/Cas9技术敲除了编码PD-1的基因。研究人员将这些经过改造的免疫细胞在实验室条件下进行培育后,重新注射入了患者的体内,希望经过改造的T细胞能够与癌细胞进行对抗,达到治疗癌症的目的。该研究有望在2018年4月结束。除此之外,美国国立卫生研究院(NIH)也批准了美国宾夕法尼亚大学关于将CRISPR/Cas9技术用于人类受试者的临床研究。接下来,关于CRISPR/Cas9技术的研究将迈入一个崭新的阶段。值得一提的是,除了癌症之外,CRISPR/Cas9技术还有望用于肌肉萎缩和艾滋病的治疗中:美国天普大学的研究人员已经利用该技术敲除了活体动物中的HIV基因,且成功率已经超过了50%。

面对埃博拉,我们不再束手无策
一个由来自多个国家研究人员组成的研究小组,又一次证明了已经于2015年8月完成3期临床试验的埃博拉疫苗“VSV EBOV”的高效性,并将他们的研究成果发表于《柳叶刀》杂志中。该疫苗由加拿大公共卫生局研发,是由在牛、马等动物身上提取的水疱性口炎病毒(VSV)与埃博拉病毒蛋白组合而成的。该疫苗的最终分析试验包含了11841名几内亚居民作为受试者,其中的5837名受试者接种了一次该疫苗,其他受试者则没有接种该疫苗。在接种了疫苗的受试者中,接种10天及10天以后,没有出现埃博拉病例,但是在未接种疫苗的受试者中,出现了23例埃博拉感染病例。世界卫生组织的Marie-Paule Kieny博士,也是该研究的第一作者表示:“虽然该结果对于那些在西非埃博拉爆发中已经丧失了生命的人来说,来得太晚了,但是,如果再次出现埃博拉大爆发,我们不再是束手无策的了。”不过,世界卫生组织(WHO)表示,该疫苗暂时还不能作为一种预防性疫苗来接种,还需要进一步研究其在儿童、孕妇等特殊人群中的有效性。
随后,由中国研制的埃博拉疫苗rAd5-EBOV也传来了好消息。中国人民解放军军事医学科学院宣布,由该院生物工程研究所陈薇研究员团队研发的重组埃博拉疫苗(rAd5-EBOV),在非洲塞拉利昂开展的Ⅱ期500例临床试验取得成功。该临床试验采取随机、双盲、安慰剂对照试验,其中250名受试者为高剂量组,125名受试者为低剂量组,还有125名受试者为安慰剂组。在对受试者进行了6个月的观察后,研究者发现:高剂量组和低剂量组的注射部位反应大致相似;受试者体内产生的抗体量在注射28天后达到峰值,在注射6个月后开始下降。因此,研究人员得出结论,该疫苗是安全且具有免疫原性的,较低剂量接种为佳,但抗体反应持续时间较短,建议采取一定的加强免疫策略。
据世界卫生组织WHO,从1976年到2013年,全世界共有24次埃博拉病毒疫情爆发,规模最大的发生于2013年年末,并持续到2016年年初。这次爆发共计有28616人感染,其中有11310名感染者丧失了生命。此次关于埃博拉疫苗的重大进展,可能将会挽救上万人的生命。

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