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揭晓!2020年度国际十大医学科技新闻发布

简介1月26日,由健康报社组织评选的2020年度中国十大医学科技新闻和国际十大医学科技新闻揭晓。自2015年起,健康报社已连续6年完...
1月26日,由健康报社组织评选的2020年度中国十大医学科技新闻和国际十大医学科技新闻揭晓。

自2015年起,健康报社已连续6年完成了国内外“双十大”医学科技新闻评选。本次医学科技新闻评选采用数据检索和专家学者讨论评议相结合的方式,设置初筛、初评和终评环节。来自基础医学、临床医学、公共卫生、中医药、药学等领域的18位专家学者共同担任评选顾问,爱思唯尔公司是本次评选技术支持单位。

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01 新冠病毒突变让感染性显著增加

美国洛斯阿拉莫斯国家实验室研究人员于2020年7月在《细胞》刊文指出,全球人群中传播的新冠病毒已由刺突蛋白(S蛋白)突变毒株G614突变体占据主导,该突变毒株已经成为全球大流行中最常见的毒株。

后续研究表明,感染G614变异毒株的患者会释放出更多的病毒核酸。研究发现,G614变异毒株会以假病毒颗粒的方式复制到更高的滴度水平。研究提示,G614变异毒株感染者具有较高的上呼吸道病毒载量,但与疾病的严重程度不相关。

近期在英国发现的新冠病毒B.1.1.7变异毒株的基因序列显示,该病毒变异毒株的多个突变共同导致病毒蛋白发生了17个位点的变化,其中,8个变化发生在重要的S蛋白中,且有3个位点的变化较为关键。科学家们认为,B.1.1.7变异可能产生在一名慢性感染患者的体内,并且经历了漫长的进化过程。该患者在感染后期才对外传播了变异毒株。

上榜理由:新冠病毒变异机制研究为全球疫情防控拉响警报。相关发现不仅阐明了科学家对于理解病毒变异这一病毒致病机理的重要环节,同时,也支持对刺突蛋白突变的持续监测,并能协助开发免疫学干预措施。

02 全球未来人口和生育率预测发布

华盛顿大学健康指标与评估研究所的研究者在《柳叶刀》杂志刊文指出,研究团队基于2017年全球疾病、伤害和危险因素研究数据库,使用队列分析方法,对2018年~2100年195个国家和地区的人口进行预测。以参考情景和替代情景对未来人口进行建模,并开发出多个统计模型。

在参考情景中,全球2100年总生育率预计为1.66。全球人口将在2064年达到97.3亿的人口峰值,并在2100年下降至87.9亿。

根据预测,到2100年,5个人口最大国分别是印度(10.9亿)、尼日利亚(7.91亿)、中国(7.32亿)、美国(3.36亿)和巴基斯坦(2.48亿)。到2100年,全球将有23个国家,包括日本、泰国和西班牙等国的人口下降幅度超过50%,而中国人口预计将下降48%。研究还表明,女性受教育程度的升高和避孕措施的使用将加速生育率的下降。

上榜理由:这项全球调查结果显示了世界人口生育率的普遍下降,并提示全球人口老龄化问题正在加剧。研究反映了全球人口现状,具有重大的社会意义。

03 CRISPR治疗首次直接应用于人体

2020年3月,CRISPR基因编辑公司和艾尔建公司联合宣布,Brilliance临床试验已完成首例患者给药。这一临床试验旨在检验基于CRISPR基因编辑技术的AGN-151587在治疗莱伯氏先天性黑蒙症患者中的安全性、耐受性和疗效。

AGN-151587是世界上第一个在患者体内给药的CRISPR基因编辑药物。美国俄勒冈健康与科学大学的科学家将加载CRISPR的药物直接注射到视网膜后的感光细胞中,通过清除有缺陷的基因,治疗此类患者因基因突变而导致的失明问题。这项研究仍处于早期阶段,最终将涉及18名患者。

上榜理由:基因编辑是基因治疗的重要手段,相关临床研究为其临床应用奠定了重要基础。CRISPR治疗首次被直接应用于体内,用以治疗莱伯氏先天性黑蒙症病人因基因突变而导致的失明,这也为我国眼科的相关研究拓展了新思路。

04 人工智能成功预测蛋白结构

科学界一直想知道蛋白质的组分氨基酸是如何扭曲和折叠成其最终形状的。然而,人们用计算机预测蛋白质结构的早期尝试并不成功。

谷歌旗下的人工智能公司DeepMind开发了一种人工智能AlphaFold程序,能够精确地预测大多数蛋白质的结构。由于蛋白质的精确结构决定了其生化功能,因此,该程序在未来或可帮助研究人员揭示疾病机制,开发新药甚至创造抗旱植物或更便宜的生物燃料。

上榜理由:人工智能预测蛋白结构技术可以助力疾病机制研究和新药研发,且其准确性与实验室传统方法相当,具有省时、省力、省钱的优点,具有巨大的开发前景。

05 基因编辑有望治愈单基因遗传病

2020年9月,CRISPR/Cas9基因编辑疗法CTX001获得欧洲药品管理局的优先药物称号,用于治疗严重的镰状细胞贫血病。

患有镰状细胞贫血病的人会产生一种有缺陷的蛋白质,引发镰状红细胞堵塞血管,进而导致严重疼痛、器官损伤和中风等症状或疾病。为了治疗镰状细胞贫血病患者,研究人员分别采集了未成熟的血液干细胞,利用CRISPR技术关闭了细胞中的一个“开关”,达到对抗红细胞镰刀型突变的治疗效果。

在2020年的美国血液学会年会上,采用CRISPR-Cas9基因编辑技术的新疗法CTX001治疗的10例β-地中海贫血和镰状细胞贫血病患者的初步结果公布:所有患者都在治疗后症状消失,不再依赖输血。其中的2例患者的治疗经过还登上了《新英格兰医学杂志》。

上榜理由:该技术能有效且精准纠正某些遗传病缺陷,未来有可能改变遗传性疾病的临床治疗方向,具有医学科研成果的创新性和学术性。此外,该成果来自著名研究机构,获得了同行专家的认可。

06 揭示mRNA更替策略有了新方法

哺乳动物细胞中mRNA水平调节可通过控制其合成和降解的速率来实现。在大量的RNA代谢性标记实验中,已通过使用相对均一的细胞群体对这些速率进行量化。但是,为了在复杂的动态过程(如细胞分化)中确定这些速率,则需要在单细胞水平进行研究。

来自荷兰胡布雷希特研究所等机构的科学家们研发了一种新方法,可以同时在数千个单细胞中定量代谢性标记和预先存在的未标记转录本。这一新方法确定了小肠干细胞的细胞周期以及分化过程中mRNA的合成和降解速率,并揭示了其主要的调控策略。这些策略对控制基因表达的动态范围和精确性具有显著的影响。

上榜理由:《科学》杂志刊发的这项关于揭示mRNA更替策略的新方法,揭示了其主要的调控策略对控制基因表达的动态范围和精确性具有显著的影响。这些发现提高了人们对异质性群体中单个细胞如何构建其自身的基因表达动力学的理解。

07 疫情防控举措让地球“安静”了

新冠病毒大流行虽然让全球的生活和经济陷入了混乱,但遏制病毒传播的行动或许能让地球“安静”下来。2020年4月,研究地球运动的科学家在《自然》杂志刊文称,地震噪声在新冠疫情期间有所减少。这可能是由于交通网络和其他人类活动暂停的结果。研究人员认为,这可以让探测仪发现更小的地震,同时,火山活动和其他地震事件的监测也能得以增强。

和地震会导致地壳运动的自然现象一样,车辆行驶和工业机械也会造成地球振荡。虽然单个来源的影响可能微乎其微,但叠加起来就能产生背景噪声。这种噪声会妨碍地震学家探测同频段其他信号的能力。

比利时皇家天文台的地震学家托马斯表示,该天文台的地震仪数据显示,比利时布鲁塞尔为遏制COVID-19传播而采取的举措,让人为造成的地震噪声下降了约三分之一。这些措施包括从2020年3月14日起关闭学校、餐馆和其他公共场所,以及从3月18日起禁止所有非必要出行。噪声的下降增加了天文台仪器的灵敏度,让仪器可以更好地探测到和噪声同一高频段的波。

托马斯还表示,天文台的地表地震仪当前对小地震和采石场爆破的灵敏度,已经几乎相当于埋在100米深处的井下地震仪。

上榜理由:该文章描述了新冠肺炎疫情后地球噪音降低的现象,并引发出疫情导致的全球强制性休假、隔离对人类历史乃至整个星球影响的广泛讨论。文章兼具科学性与社会性,可供不同领域的研究人员学习、思考。文章发表在国际顶级学术期刊上,具有极大的影响力。

08 每日步数越多 全因死亡率越低

2020年3月,美国国立癌症研究所的一课题组成员在《美国医学会杂志》撰文称,该课题组于2003年~2006年在美国国家健康和营养调查研究中,为4840名40岁及以上的美国成年人佩戴了长达7天的加速度计。研究对象死亡率的观察截止时间为2015年12月。研究发现,40岁以上的成年人每日行走步数越多,全因死亡率(指所有死因的死亡率)越低,但步伐强度与全因死亡率无关。

上榜理由:研究确定了行走与死亡的负相关关系,为采用这一便捷方式预防疾病提供了重要依据,对全球人类健康管理有指导作用。

09 新冠病毒受体识别结构基础被发现

遏制全球新冠疫情大流行的关键环节之一是了解病毒受体识别机制。因为这种机制可调控病毒的感染性、致病机理以及宿主范围。

SARS-CoV-2(国际病毒分类学委员会对新冠病毒的命名)和SARS-CoV在人体中识别的受体相同,都是血管紧张素转换酶2(ACE2)。

美国明尼苏达大学的研究者在《自然》刊文指出,研究者已经确定了SARS-CoV-2与ACE2结合的刺突蛋白的受体结合域(RBD)的晶体结构。与SARS-CoV的RBD相比,SARS-CoV-2的RBD中的ACE2结合脊具有更紧凑的构象。研究还发现,SARS-CoV-2的RBD中的一些残基变化,使得ACE2接触位点上的两个结合位点更加稳固。SARS-CoV-2的RBD上的这些结构特征增加了病毒与ACE2结合的亲和力。

研究人员还发现,一种与SARS-CoV-2亲缘关系密切的蝙蝠冠状病毒(RaTG13)也使用人类的ACE2作为其结合受体。

SARS-CoV-2、SARS-CoV和RaTG13之间识别ACE2的差异性揭示了SARS-CoV-2存在动物传人的潜在可能。

上榜理由:SARS-CoV-2受体识别的结构基础,为靶向SARS-CoV-2受体识别的干预策略提供了重要的指导,这对中国的新冠疫情防控意义重大。

10 疫情干预措施有效性可被量化

随着新冠疫情在全球范围内迅速传播,短期建模预测可为疫情控制和缓解策略制定提供关键的时间信息。短期预测的主要挑战是对一些重要的流行病学参数进行评估,并明确在初次干预显效时这些参数会如何变化。德国马克斯·普朗克动力学与自组织研究所和哥廷根大学等机构的研究人员聚焦德国的COVID-19传播特征,将已建立的流行病学模型与贝叶斯推断进行结合研究。研究发现,有效增长率的变化点与公开宣布的干预措施存在密切的时间相关性。这也意味着干预措施的效果可被量化,同时,人们还能将相应的增长率变化点纳入对未来疫情和病例数的预测中。该项成果被发表在《科学》杂志上,作者还向全球免费提供分析代码。

上榜理由:研究人员发现有效增长率的变化点与公开宣布的干预措施存在密切的时间相关性,对疫情干预措施的有效性实现量化评价,这对中国的新冠疫情防控具有重要意义。

评选过程介绍

本次医学科技新闻评选采用数据检索和专家学者讨论评议相结合的方式。

国内医学科技新闻部分,对2020年《科学》《自然》《柳叶刀》《新英格兰医学杂志》等权威期刊和各专科排名靠前的期刊进行检索,选取《健康报》《光明日报》《科技日报》等20多家国内主流媒体和门户网站报道过的,以中国学者为主要完成人的医学科技新闻,共93篇新闻列入备选条目。

国际医学科技新闻部分,遴选标准是2020年发表于国际权威期刊的原创性论文,同时采用PlumX综合指标筛选社交新闻媒体热度Top100的论文,最后在选出的数千篇文章中,筛选了排名靠前的47项原创研究成果列入备选条目。

初评环节邀请国家卫生健康委科教司、中国疾病预防控制中心、军事科学院军事医学研究院、北京大学医学部、中国医学科学院信息所、中国中医科学院中药研究所、中华医学会、爱思唯尔医学事务部等机构专业人员参与。终评环节特别邀请国内基础医学、临床医学、公共卫生、中医药、药学等不同领域的多位知名专家学者担任评选顾问(名单如下)。

樊代明 空军军医大学西京医院、中国工程院院士

徐建国 中国疾病预防控制中心、中国工程院院士

董家鸿 北京清华长庚医院、中国工程院院士

仝小林 中国中医科学院广安门医院、中国科学院院士

王健伟 中国医学科学院 北京协和医学院副院校长

王拥军 首都医科大学附属北京天坛医院院长

杜冠华 中国医学科学院 北京协和医学院教授、国际欧亚科学院院士

崔德华 北京大学神经科学研究所教授

本次评选得到爱思唯尔公司技术支持。

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文:健康报记者郑颖璠 夏海波整理
制图:健康报记者 张方飞
编辑:徐秉楠
审核:曹政

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