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yexuqing木虫之王 (文学泰斗)
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2022年世界科技发展回顾 • 生物医学篇
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俄罗斯 Russia 研发第四款通用新冠疫苗 推进新冠药物临床试验 俄罗斯研发出一种近乎通用的新冠疫苗Convasel，这是自新冠疫情以来俄研发的第四款疫苗。该疫苗是基于新冠病毒核衣壳蛋白（N蛋白）的重组亚单位疫苗，用于肌肉注射，由俄联邦生物医学署下属的彼得堡疫苗与血清研究所研制。该疫苗可启动不同的免疫防御机制，阻止新冠感染的发展，无论病毒表面蛋白如何突变，该疫苗总是具有很高的免疫原性和保护性，几乎是一种通用疫苗，可用于18—60岁的成年人。2022年9月，该疫苗已经开始用于全俄接种。 图片来源：视觉中国 2022年4月，由俄加马列亚流行病与微生物学国家研究中心研发的基于单克隆抗体的抗新冠病毒（包括抗奥密克戎的其他变异毒株）药物开始临床试验，该药物此前在临床试验前的动物身上的研究表明可提供100%的保护。二期临床试验结束后将在俄卫生部申请药物注册。 俄新冠疫苗“卫星-V”被证明对HIV阳性人群有效，成为全球首款对接受抗逆转录病毒治疗的艾滋病病毒（HIV）阳性人群有效的新冠疫苗。 俄科学院托木斯克国家研究医学中心药理学和再生医学研究所发现，氙气吸入可有效治疗新冠感染呼吸衰竭。 日本 Japan 首次对昆虫进行基因编辑 获得RNA分子进化经验证据 在生物技术领域，日本京都大学研究人员开发出一种CRISPR-Cas9基因编辑方法，可对蟑螂进行基因编辑。山梨大学科学家开发了一种冻干体细胞的方法，可兼容整只动物的克隆。这一成果是遗传物质存储研究方面取得的新进展。东京理科大学开发了一种新改进的单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术，结合了遗传检测灵敏度、反应效率的稳健性和细胞组成的准确性等优点，使研究人员能够捕获重要的细胞信息。 日本研究人员还开发出一种基于抗体的新方法，用于快速可靠地检测新冠病毒，且不需要血液样本。三重大学、东京大学及理化学研究所等组成的研究团队，成功开发出了对新冠病毒具有高防护效果的鼻喷疫苗。 在生物化学及分子生物学领域，东京大学研究人员首次根据达尔文进化论创造出一种可复制、具有多样化和发展复杂性的RNA分子，这提供了首个经验证据，证明简单的生物分子可导致复杂且逼真系统的出现。该校团队还提出了一种塑造着丝粒分布的两步调节机制。研究表明，细胞核中的着丝粒结构在维持基因组完整性方面发挥着作用。东京大学、日本高能加速器研究机构（KEK）、中国武汉大学与德国波恩大学合作，首次见证了在真菌中不使用角鲨烯就形成三萜类化合物，发现在活有机体中实现由简单化合物到复杂化合物的生物合成，或为制药科学开辟新途径。 在细胞生物学领域，日本理化学研究所综合医学科学中心科学家主导的国际合作研究发现，在人类每个细胞的基因组中，重复数百万次的特定基因组序列重组普遍存在于正常细胞和疾病状态的细胞中。确定这种曾被认为是“垃圾”的DNA序列的重组机制，对于了解人体细胞如何发育以及是什么导致它们“生病”至关重要。神户大学和广岛大学的科学家成功开发出一种生物标记物——药物代谢酶细胞色素P450，只需30毫升血清样本，就能快速、廉价地诊断是否患帕金森病，有助厘清导致该疾病的分子机制并催生帕金森病新疗法。 英国 The UK 致力研究“多功能”疫苗 开发光免疫疗法清除癌细胞 剑桥大学科学家发现，以前感染普通冠状病毒不太可能对抗或加重新冠病毒感染。卡迪夫大学科学家首次详细说明了新冠病毒脂质包膜的分子组成，并指出它可能成为抗病毒药物的重要新靶点。谢菲尔德大学和美国斯坦福大学研究人员使用机器学习，确定了1000多个与新冠危重症状发展相关的基因，还识别出这些基因在其中起作用的特定类型的细胞。 在疫苗研发领域，牛津大学研究人员开发出一种“多功能”的“马赛克-8”疫苗，可保护人们免受新冠病毒未来变种、严重急性呼吸综合征（SARS）、中东呼吸综合征（MERS）等冠状病毒新毒株的影响。 “马赛克-8”疫苗。图片来源：加州理工学院、Wellcome Leap等网站 在癌症研究领域，包括英国科学家在内的一个科研团队开发了一种光免疫疗法，可“点亮”并清除癌细胞。伦敦癌症研究院科学家发现，一种经过基因改造的疱疹病毒可“变身”癌症克星，而GREM1蛋白是调节胰腺癌细胞类型的关键。爱丁堡大学和格拉斯哥大学则借助基因数据和机器学习算法，预测人们未来罹患白血病的风险。伦敦大学学院开展的全球首例新型CRISPR疗法效果显著，实验性碱基编辑技术“治愈”了一名白血病女童。 在人脑研究领域，剑桥大学等机构的科学家描述了覆盖人类整个生命周期的大脑发育标准参考图，未来可用于全年龄段的脑健康数字化评估和疾病诊断。弗朗西斯·克里克研究所的科学家则开发了一种成像技术，可在亚细胞水平捕获脑组织结构和功能的信息，有助科学家构建出大脑中神经网络的完整图景。剑桥医学研究理事会科学家发现，人脑深层区域经常超过40℃，特别是白天时女性的大脑，这些发现可提高对脑损伤的认识、预后和治疗。 在长寿研究领域，爱丁堡大学科学家发现了两种可影响人类寿命和健康的血液蛋白——载脂蛋白a（LPA）和血管细胞黏附分子1（VCAM1）。巴布拉汉研究所科学家开发出一种名为“成熟期瞬时重编程”的新方法，可逆转“衰老时钟”，让皮肤细胞“返老还童”30年。 牛津大学研究发现，在荷兰发现的一种新艾滋病病毒（HIV）毒株——HIV-1亚型病毒（VB），与HIV-1原始毒株相比，其毒力更强，能使感染者以两倍的速度发展成艾滋病。 此外，牛津大学科学家首次在实验室制造出由生物相容性材料制成的人工神经细胞，将来有望用于合成组织，以修复心脏或眼睛等器官。桑格研究所、瑞士苏黎世大学科学家及其合作者绘制了第一张组成人类免疫系统的连接网络的完整图谱，展示了人体内免疫细胞是如何连接和交流的。 巴西 Brazil 实施“巴西生物技术计划” 刺激多领域研发与创新 2022年，巴西科技与创新部推进实施“巴西生物技术计划”，旨在促进本国在生物技术领域的进步，刺激新技术转让，同时推动该领域的国家研究、发展和创新政策。该计划通过动员、协调和资助行动，促进公共和私营部门在知识和技术的联合开发与转让方面开展合作，以期创造财富、提高就业和促进国家经济增长。主要目标是：使公共和私营部门及科学界普遍获得先进的生物技术基础设施；促进增强人力资源能力，改善巴西生物技术现状，克服限制该领域充分发展的瓶颈问题。 具体内容包括：推动生物技术领域的研发和创新项目以及产品、工艺和服务的开发；充分发挥每个生物群落（包括亚马孙、卡廷加、塞拉多、大西洋雨林、潘塔纳尔、潘帕）、沿海和海洋地区的区域机会和潜力，促进生物技术的科学发展和产业发展；促进和保持专门的人力资源培训进程；加强和构建生物技术研究网络；加强创新环境建设；在巴西全境部署推广调度平台和生物资源中心；加强生物技术国际合作。 法国 France 新冠疫苗加强针获批 复活最古老史前病毒 2022年11月，法国制药巨头赛诺菲与葛兰素史克联合研发的新冠疫苗加强针VidPrevtyn Beta被欧盟批准，可用于已经通过其他获批疫苗进行基础接种的人群。欧洲药品管理局（EMA）在其声明中表示，根据对参与者血液分析的研究得出结论是，在恢复对新冠病毒的防护方面，加强针至少与辉瑞的第一代疫苗一样有效。 赛诺菲在2021年9月宣布放弃mRNA候选新冠疫苗研发，转而与葛兰素史克合作研发重组蛋白新冠疫苗（含佐剂），赛诺菲负责开发疫苗，葛兰素史克负责提供一种可提高其功效的佐剂。赛诺菲2022年6月表示，其加强针将可能防止多个变种，包括奥密克戎的不同变种。 11月，法国科学家复活了在西伯利亚永久冻土中冷冻了数万年的7种病毒，其中最年轻的病毒已经被冷冻27000年，最古老的病毒被冷冻约48500年，是迄今复活的最古老病毒。 德国 Germany 疫苗红利激励生物医药发展 高精成像用于癌症手术 2022年，欧洲药品管理局（EMA）先后批准了德国生物新技术/辉瑞和莫德纳公司针对奥米克戎变种BA.1、BA.4和BA.5的改良疫苗。 新冠病毒研究方面，汉堡大学发布了高度精准的新冠病毒模型，约25个刺突漂浮在病毒包膜中。萨尔大学研究发现，针对抑制炎症分子而形成的特殊自身抗体是新冠mRNA疫苗诱发心肌炎的原因。乌尔姆大学通过化学方法优化聚苯乙烯磺酸聚合物，有望开发预防新冠病毒感染的广谱药物。 癌症研究方面，德累斯顿大学开发出用于癌症手术的高精度成像方法，借助短波红外光、荧光染料和先进的相机，未来有可能在手术期间识别肿瘤边缘的单个癌细胞。德国癌症研究中心发现，线粒体RNA中的某些化学标记会增加线粒体中的蛋白质合成，从而促进癌细胞的侵袭性扩散；一种癌细胞信使导致了手术切除原始癌症病灶后会出现危及生命的转移；蛋白质GFAP有可能作为阿尔茨海默症的一种潜在的早期生物标志物。 脑研究方面，欧洲人脑计划团队开发的多层次于利希人脑图谱可将大脑网络与其基础解剖结构相关联，帮助研究精神疾病和衰老障碍。图宾根大学和波恩大学研究发现，大脑中的神经元会在某些数学运算中受到特别激发，一些神经元仅在加法期间活跃，而其他神经元在减法期间活跃。马克斯·普朗克研究所发现，从视网膜深入到大脑的特殊神经通路使斑马鱼能够识别和接近同伴鱼；人类抑制性中间神经元网络比此前已知的要多；果蝇神经细胞的生物物理基础，为单个神经细胞的计算能力提供了新见解。 欧洲人脑计划团队开发多层次于利希人脑图谱。图片来源：《科学》 以色列 Israel 新冠药物效果积极 四针疫苗获证安全 2022年，尽管以色列对新冠疫情采取了较为开放的态度，但作为生物医学技术强国，以色列仍然在新冠药物、检测和疗法研究上取得较多成果。 3月，以色列Ziv医疗中心开始向所有新冠中度和重症患者提供Amorphical公司研制的本土新冠药物AMOR-18，其在临床试验中展示出了明确且积极的效果。 5月，以色列Virusight诊疗公司宣布，其基于人工智能和光谱检测技术的新冠检测设备可在20秒内检测出唾液样本中的新冠抗原和病毒颗粒。在意大利针对550样本的检测实验显示，其总体灵敏度高达92.7%。 7月，特拉维夫大学发表论文称，使用先进的高压氧疗法可有效改善长期新冠症状，特别是无法集中注意力、脑雾、健忘等认知问题。 11月，特拉维夫大学和健康服务组织“马卡比”的研究团队发表论文称，通过跟踪近1.8万名第四针新冠疫苗接种者的健康情况，结果显示接种第四针疫苗与25种不良反应没有关联，接种第四针疫苗后的反应与第三针疫苗相比没有显著差异。 美国 The US 加强新冠相关研究 生物医学技术进展不小 在新冠病毒研究方面，美国研究人员发现新冠药物研发新靶点Nsp13蛋白。另有团队发现ACE2受体蛋白“纳米气泡”可防治新冠。得克萨斯大学西南医学中心团队确定新冠病毒构建RNA“帽子结构”的机制，这对病毒的成功复制至关重要。 在新冠感染诊断方面，约翰斯·霍普金斯大学开发出一种新冠病毒传感器，可同时提高检测准确性和速度；研究人员还发现，花椰菜和其他十字花科植物有望成为对付新冠病毒的有效武器；美科学家还发现，新冠嗅觉丧失症由炎症而非病毒本身所致；研究人员还利用CRISPR技术，成功预防并治疗了实验鼠的新冠感染，这是首次借助该技术来治疗新冠感染。 在艾滋病研究方面，科学家通过一种脐带血移植的突破性疗法治愈了一名艾滋病病毒（HIV）女性感染者。威斯塔研究所研究人员首次证明，一种独特的类天然三聚体能在小鼠体内形成Tier-2中和抗体，为开发艾滋病疫苗带来了希望。2022年7月，全球出现第四位被宣布“治愈”的艾滋病患者。 在癌症研究方面，莱斯大学科学家使用针头大小的可植入“药物工厂”持续提供高剂量白细胞介素-2，在6天内根除了小鼠体内的晚期卵巢癌和结直肠癌。科学家还开发出一种可根据CT扫描图像预测癌症的AI工具，能提前几年预测哪些人会罹患胰腺癌，准确率约为86%。纽约纪念斯隆凯特琳癌症中心进行的一项小型临床试验发现，14名接受实验性免疫治疗的直肠癌患者全部康复，这是癌症治疗史上首次取得这样的成果。 在再生医学领域，哈佛大学与埃默里大学研究人员利用人类干细胞来源的心肌细胞制造出一种完全自主的“人造鱼”。阿拉巴马大学伯明翰分校医学院研究人员成功将转基因猪的两个肾脏移植到了脑死亡的人体内，这意味着有望增加可移植器官的数量。一名来自墨西哥的20岁女性成为世界第一个通过3D打印技术成功进行耳朵移植的人，标志着再生医学领域的重大进展。 自主游泳的人造鱼示意图。图片来源：哈佛大学与埃默里大学研究团队 此外，美国科学家首次在不使用精子或卵子的情况下创造了合成小鼠胚胎，使其在子宫外生长。这些胚胎在一个特别设计的生物反应器中发育，完全来自培养皿中培养的干细胞。这项实验标志着人类首次在子宫外培育出完全合成的小鼠胚胎。 |
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