Science：2013年度十大科學(xué)突破

　　《科學(xué)》雜志慶祝癌癥免疫療法在最近取得的成功及更多科學(xué)上的突破

　　癌癥研究界在2013年經(jīng)歷了一個(gè)巨變，因為一個(gè)醞釀了數十年的策略終于確立了它的潛力。從癌癥免疫療法的臨床試驗出現了令人鼓舞的結果，在癌癥的免疫療法中治療的標靶是身體的免疫系統而不是直接針對腫瘤。這種新的治療會(huì )促使T細胞和其它免疫細胞來(lái)對抗腫瘤——而《科學(xué)》雜志的編輯們認為這些做法正在展現足夠的前景而讓其能登上本年度最重要的科學(xué)突破的榜首。

　　這一由《科學(xué)》雜志及其國際性非營(yíng)利出版機構AAAS所挑選的突破性科學(xué)成就的年度名單還包括了在太陽(yáng)能技術(shù)、基因組編輯技術(shù)及疫苗設計策略——僅舉數例——等方面所取得的重大突破。這一10大突破名單將與一則相關(guān)的新聞特寫(xiě)及多媒體內容一同登載于12月20日出版的《科學(xué)》雜志上。

　　癌癥免疫療法奪得了該名單上的第一名位置是因為到目前為止最近的結果凸顯了它的成功，盡管其對該疾病的最終影響是未知的。

　　《科學(xué)》雜志新聞總編輯Tim Appenzeller說(shuō)：“今年，癌癥免疫療法有著(zhù)廣闊的前景是沒(méi)有錯的。到目前為止，這一利用免疫系統來(lái)攻擊腫瘤的策略只對某些癌癥及若干病人有效，因此重要的一點(diǎn)是不要夸大其即刻的裨益。但許多癌癥專(zhuān)家確信，他們正在目睹一種重要的癌癥治療新模式的誕生�！�

　　當今在癌癥免疫療法中的許多進(jìn)展可以追溯到1980年代末，當時(shí)法國研究人員發(fā)現了在T細胞上的一種叫做CTLA-4的受體。James Allison發(fā)現了這種受體會(huì )阻止T細胞全力攻擊入侵者。到了1990年代中期，Allison證明，在小鼠中阻斷CTLA-4可在小鼠中解除T細胞對腫瘤細胞進(jìn)行攻擊的束縛，從而使腫瘤細胞大幅萎縮。

　　與此同時(shí)，日本的研究人員發(fā)現了另外一個(gè)在T細胞上的被稱(chēng)作PD-1的“閘門(mén)”。涉及該受體的臨床試驗是在2006年開(kāi)始的，在一小部分患者中得到的初步結果看來(lái)是有前景的。

　　另外受到關(guān)注的領(lǐng)域涉及改良T細胞基因而讓這些細胞能以腫瘤為標靶。在2011年，這一被稱(chēng)作嵌合抗原療法或CAR療法的策略讓癌癥研究領(lǐng)域興奮不已，它現在已經(jīng)是無(wú)數臨床試驗，尤其是血癌臨床試驗的對象。

　　相應地，許多在幾年前不考慮涉及免疫療法的制藥公司現正在對其進(jìn)行大力的投資。

　　有關(guān)究竟有多少病人可得益于這些治療——它們中的大多數仍處于實(shí)驗狀態(tài)——以及它們對哪些類(lèi)型的癌癥具有最好的療效仍然還有許多不確定的地方�？茖W(xué)家們正在忙于嘗試發(fā)現可提供答案的生物標記，并在思索讓治療變得功效更強的方法。但是，在癌癥研究及治療中的一個(gè)新的篇章已經(jīng)開(kāi)啟，而《科學(xué)》雜志通過(guò)確認癌癥免疫療法為2013年最重大的科學(xué)突破而認可了這一事實(shí)。

　　《科學(xué)》雜志在過(guò)去一年中的其它9項突破性科學(xué)成就如下：

　　CRISPR

　　這種基因編輯技術(shù)是在細菌中被發(fā)現的，但研究人員現在將其作為一種外科手術(shù)刀而指向了個(gè)體基因。其普及性在今年出現飆升，因為有超過(guò)12個(gè)研究團隊用它來(lái)操控多個(gè)植物、動(dòng)物及人類(lèi)細胞的基因組。

　　鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池

　　一種新世代的太陽(yáng)能電池材料在過(guò)去的這一年中獲得了大量的關(guān)注，它們比那些傳統的硅電池要更便宜且更容易生產(chǎn)。鈣鈦礦電池還沒(méi)有像商用太陽(yáng)能電池那樣有效，但它們正在快速不斷地得到改善。

　　結構生物學(xué)指導疫苗設計

　　今年，研究人員利用某種抗體的結構來(lái)設計一種兒童期病毒的免疫原——這是疫苗中的主要成分;該病毒每年會(huì )導致數百萬(wàn)人住院。這是第一次由結構生物學(xué)得來(lái)的如此強有力的對抗疾病的工具。

　　CLARITY

　　這種成像技術(shù)在2013年改變了研究人員觀(guān)察大腦這種復雜器官的方式，該技術(shù)使得腦組織變得透明并讓神經(jīng)元(以及其它的腦細胞)得到了充分地展示。

　　迷你器官

　　研究人員今年在體外生長(cháng)迷你人樣“類(lèi)器官”上取得了顯著(zhù)的進(jìn)步。這些類(lèi)器官包括肝芽、迷你腎及微型大腦。這些迷你化的人類(lèi)器官或被證明是比動(dòng)物要好得多的人類(lèi)疾病模型。

　　宇宙射線(xiàn)可追溯到超新星的殘余物

　　盡管最初是在100年前被檢測到的，但科學(xué)家們一直不確定來(lái)自外太空的被稱(chēng)作宇宙射線(xiàn)的高能粒子來(lái)自何方。今年，他們終于將這些射線(xiàn)與超新星或爆炸中的恒星所遺留的碎片云聯(lián)系在了一起。

　　人類(lèi)的克隆胚胎

　　意識到咖啡因在易損的人類(lèi)卵細胞中起到了穩定關(guān)鍵性分子的重要作用后，今年，研究人員成功地從克隆的人類(lèi)胚胎中得到了干細胞。

　　我們?yōu)槭裁匆�睡覺(jué)

　　在小鼠中的研究顯示，腦子會(huì )在睡眠時(shí)通過(guò)擴展神經(jīng)元之間的通道讓更多的腦脊液流過(guò)從而更加有效地進(jìn)行自我清理。該發(fā)現提示，恢復和修復都屬于睡眠的主要目的。

　　我們的微生物，我們的健康

　　對數萬(wàn)億的以人類(lèi)身體為家的細菌細胞所做的研究已經(jīng)弄清了這些微生物對我們有多大的影響�！皞�(gè)性化”藥物需要將這些微生物租客考慮在內才能有效。

　　今年的十大突破中至少有兩項有中國科研人員參與。首先是結構生物學(xué)指導疫苗設計。美國國家過(guò)敏癥和傳染病研究所與中國廈門(mén)大學(xué)合作，利用結構生物學(xué)技術(shù)對最常見(jiàn)的兒童呼吸道病毒——呼吸道合胞病毒進(jìn)行操控，設計出一種免疫原，據此研制的新型疫苗已在小鼠及恒河猴試驗中表現出效果。

　　參與研究的廈門(mén)大學(xué)教授夏寧邵說(shuō)，呼吸道合胞病毒是一種可導致肺炎的傳染性病毒，是5歲以下兒童住院的最主要原因之一。全球范圍內，繼瘧疾之后，該病毒是一歲以下嬰幼兒的第二大殺手。雖然醫學(xué)專(zhuān)家對這種病毒的研究已有40多年，但始終未能開(kāi)發(fā)出有效疫苗。

　　另一項突破是人類(lèi)為什么要睡覺(jué)。美國羅切斯特大學(xué)通過(guò)老鼠研究發(fā)現，大腦內有一個(gè)獨特的“垃圾處理系統”，睡眠時(shí)這個(gè)系統能夠高效清除代謝廢物，這說(shuō)明大腦自我“大掃除”屬于睡眠的主要目的之一。

　　這項研究的第一作者是羅切斯特大學(xué)的中國籍博士后謝璐璐，她曾就讀于南京醫科大學(xué)。在談及這項研究的意義時(shí)，謝璐璐說(shuō)：“睡眠是現代人都很關(guān)心的問(wèn)題。我們到底能不能不睡覺(jué)，然后騰出更多時(shí)間去工作、去享受生活?答案可能是不行�！�