从“返老还童”到“器官再造”,2014年的生物医学界有太多令人激动人心的重磅新闻,本文精选《科学》、《柳叶刀》、《自然》等学术期刊,以及诸多大众媒体盘点的2014年生物医学重磅新闻与突破性进展,陪你一起健康跨年。
1 年轻的血液让我们重返青春
这个研究发现年轻者的血液有望修复年迈者的健康问题。听起来这有点像吸血鬼电影的情节,但今年来自美国斯坦福大学医学院的研究人员在一项新研究中发现,来自年轻小鼠的血液,或者只是来自年轻小鼠血液中的一个叫做GDF11的因子,能够让比较年迈的小鼠的肌肉和大脑“返老还童”。如果在人类也是同样情况的话,它有可能为给我们衰老的大脑重新充电提供了一个新范例,并有可能为治疗阿尔茨海默氏症一类的痴呆症指出了新的治疗方法。这一研究成果已经引导美国即将 启动利用年轻志愿者血浆帮助老年痴呆症患者恢复健康的临床试验。
今年10月,斯坦福大学的研究团队把30岁以下年轻人捐赠的血浆,输入到患有轻度至中度阿尔茨海默氏症的老年志愿者体内。该研究团队成员韦斯-科瑞表示,由于输血有长期的安全记录,这项人体试验很容易便获得了批准。研究小组希望看 到这些老年志愿者的认知能力能够立即获得改善,但韦斯-科瑞表示,这仍然是非常试验性的举动。他警告说,不要尝试自己在家里换血,因为输血前需要进行疾病筛查、血型匹配和血浆分离等多个步骤,而“喝血当然就更不可取了”。
不过,参与这项工作的所有研究者都认同,GDF11可能不是让器官保持青春活力的唯一因素。“认为只有一个影响因素的想法太乐观了。”在哈佛大学开展类似研究的弗朗西斯科·罗福莱多说,“这更可能是几个因素组合施加影响的结果。”
在罗福莱多看来,测试年轻人的血液对早老性痴呆症患者有何作用,这非常吸引人,但从长远而言,最好还是努力确定这种修复效果是由哪些个体因素施加的,以便使它们更易适用于人类。他说:“试想一下,如果你不得不一直输入年轻的血液——很难想象这能作为一种疗法——那么谁来为你捐献所有这些血?”
意大利罗马第一大学的亚历山德罗·拉维亚诺说,这项关于老龄化疾病的研究肯定是有前景的,但他更感兴趣的是将年轻人的血液用于治疗慢性疾病的可能性。他说,癌症患者如果能够避免肌肉萎缩,生存几率将大幅提高,“所以我在考虑能否利用年轻血液中这些可保持活力的因素,来减少化疗过程中肌肉萎缩的发生。”
2 全球首个“移植子宫”内孕育的婴儿降生
根据今年10月《柳叶刀》在线发表的一篇文章,2014年9月,一名36岁接受子宫移植的妇女产下了一个健康的男婴。这是子宫移植者首次成功产子。这名女子先天缺乏子宫(Rokiansky综合症),她去年接受了子宫移植,并通过辅助生殖技术IVF生下了一个男婴。研究者说,这个成功是基于10多年集中 的动物研究和手术技巧的训练,为全球遭受子宫不育的年轻女性开辟了一种可能。同时,该报告也提出了一些重要的医学和伦理问题。
3 神经形态芯片
通过模仿人类大脑结构,IBM电脑工程师首次推出了大规模的“神经形态”芯片,它们被设计成用更接近活体大脑的方式来处理信息。这个新家伙再度丰富了人脑与电脑之争的谈资。
4 移植已经停跳的心脏
澳大利亚的外科医生今年10月宣布,他们成功将已经停跳的心脏移植给了患者。医生们总共完成了三例手术,其中,两名患者已经康复得很好,第三名患者是最近接受手术的,还处于重症监护中。据文献报道,当时移植所用的心脏已经停跳了20分钟,医生们在一个称为heart-in-a-box的设备中重新激活心脏,并在那里维持了4个小时。这一技术将大大增加可供移植的心脏数量。
5 首次利用体外细胞培育出完整活体器官
英国爱丁堡大学称,该校研究人员成功通过细胞重组技术,利用实验室培养的细胞培育出功能完全的胸腺。这是科学家首次利用体外细胞培育出完整的活体器官。这项研究发表在《自然-细胞生物学》上,为器官移植提供一种替代方案。
研究人员首先从小鼠胚胎中提取纤维母细胞,利用细胞重组技术将其转变成一种完全不同类型的细胞。该重组细胞不仅在外形上和胸腺细胞一样,并且同样具有支持T细胞发育的能力。随后,研究人员将重组细胞与其他胸腺细胞混合后移植到小鼠体内,最终这些细胞成功发育成与成熟胸腺具有同样结构和功能的活体器官。
胸腺是机体的重要淋巴器官,位于心脏附近,对免疫系统至关重要,因为它可以生产抵抗感染的T细胞。对于胸腺疾病的治疗来说,向体内注射免疫细胞,或在出生不久后进行胸腺移植是主要的治疗手段,但这些治疗手段却因捐助者稀少及配型问题而无法普及。爱丁堡大学的这一新研究成果有望改变这一窘境。
研究人员表示,将这一成果安全、可控地用于临床还需要进行更多的研究,但无论是受遗传影响而胸腺发育不全的新生儿,还是因年龄而胸腺急剧萎缩的老年人,将来都可从中受益。此外,如进行骨髓移植的病患,也同样可以从中受益,因为新疗法或可以帮助他们在骨髓移植后快速重建免疫系统。
近几年,科学家已经从单个细胞增殖出了部分的肝脏和心脏,用细胞培育出胎儿级别的大脑,但培养出能成功移植的器官,还是第一次。当然,胸腺属于结构最简单的器官,人类畅想的能生产人造心肝脾肺肾的“器官工厂”,还需要一段时日。
6 基因组编程技术在癌症领域大放异彩
曾被《科学》杂志评选为2012年突破性技术之一的CRISPR,今年入选《自然-技术》杂志十周年十大技术之一。2014年,各种CRISPR研究成果如井喷之势,这是一种基因组编程技术,近年来获得科学家的青睐,在癌症治疗领域大放异彩。
测序肿瘤细胞基因组揭示出了成千上万与癌症相关的基因突变。然而,要对这样海量的信息进行筛查从中找出真正驱动癌症生长的突变,已被证明是一个繁琐且费时的过程。今年,麻省理工学院的研究人员开发了一种方法在小鼠体内模拟这些基因突变的效应。他们的方法是基于一种叫做CRISPR的基因组编辑技术,速度比要求构建出携带致癌突变遗传工程小鼠的现有方法速度要快得多。相关论文发布在10月的《自然》杂志上。
研究人员说,肿瘤细胞拥有大量突变,以往我们不知道它们在肿瘤进展中所起的作用,如果我们能够真正地了解生物学,就可以尝试靶向性的治疗方法。该研究小组利用CRISPR精确地重现了两个众 所周知的肺癌基因的效应。研究人员说,这种方法可用于研究许多不同癌症类型中几乎所有的基因。
7 操纵记忆
研究人员用光遗传学技术显示,他们能在小鼠中操纵特定的记忆。光遗传学是一种用光束来操纵神经元活动的技术。删除现有的记忆,并植入虚假的记忆,他们能将某小鼠记忆的情绪内容从好转成坏,反之亦可。
8 人工生成β细胞糖尿病研究新机
两个不同的研究小组开创了两种不同的方法,在实验室中第一次生成了满足细胞移植和医药用途所需的β细胞,这给研究糖尿病提供了前所未有的机会。β细胞是胰脏中产生胰岛素的细胞。
首先,哈佛大学的研究人员以人类胚胎干细胞作为起点,生成了胰岛素β细胞,研究人员还向三种葡萄糖负荷小鼠给予了这些细胞,结果发现它们均作出了适当的反应。研究人员正在一些包括非人类灵长类动物在内的动物模型中,对这些干细胞衍生的β细胞进行试验。
I型糖尿病是一种机体杀死自身所有生成胰岛素的胰腺β细胞的自身免疫代谢性疾病。因此,开发治疗的最后临床前步骤涉及保护移植到每个治疗患者体内的近 1.5亿细胞免受免疫系统攻击。这项研究有潜力成为I型糖尿病患者胰岛置换的细胞资源,并有可能为发现一些β细胞疗法提高β细胞的生存或再生,以及开发出一些筛查标记物来监测β细胞监控和存活,指导疾病所有阶段的治疗策略提供了一个资源。
另外一组研究人员采用一组基因将糖尿病成体小鼠中的胰腺外分泌细胞转变为了生成胰岛素的β细胞,预计治愈约1/3罹患这种代谢疾病的小鼠,改善了其他大多数小鼠的胰岛素生成。
9 细菌病毒掌控我们的思想
每天我们接触到,甚至吃入到口中的细菌、病毒不计其数,如果告诉你这些物质都能影响我们的大脑,控制我们的思维,你相信吗?近年来,几项实验室研究纷纷指出,不仅是非生物形式的RNA分子,还有细菌、病毒这样的生物形式都能改变我们的记忆方式,掌控我们的思想。想想埃博拉、禽流感、艾滋病等由病毒引发的疾病又多了一条不容人们小觑的理由。
首先,斯克里普斯研究所佛罗里达校区的研究人员首次证明了microRNA对大脑杏仁核区域的记忆发育所起的关键作用。大脑杏仁核涉及情感记忆,这项研究表明一种特殊的microRNA——miR-182,强烈地参与了这种大脑结构内的记忆形成。
之后,来自加州大学旧金山分校、亚利桑那州立大学的研究人员又发现微生物会影响人类的饮食行为和饮食选择,从而使人类偏向于消耗那些对它们生长最有利的特定营养物,而不是仅仅被动地依靠我们选择的营养物而生活。
这一研究表明,肠道菌群可能通过作用于迷走神经——连接从消化道到脑底部的1亿个神经细胞,部分地影响我们的饮食决定。具体来说就是微生物能通过改变迷走神经中的神经信号、改变味觉受体、产生毒素使我们感觉不舒服(遇上不喜欢的)、释放使我们感觉愉悦的化学物质报答我们(遇上喜欢的),操纵我们的行为和情绪。肠道细菌会掌控我们的思想?这真是令人惊叹!
更令人感到惊讶的是近期约翰霍普金斯大学医学院的一组研究人员发现,一种常见绿藻病毒竟然可以感染人和动物,并能导致人类大脑功能下降。也就是说这种让我们变笨了。
研究人员发现33人中有14人的样本基因含有一种之前从未在活人身上发现的病毒。这种病毒被称作ATCV-1,属绿藻病毒的一种。为了确定是否这种病毒 就是导致视觉信息处理迟钝的原因,研究人员将同样的病毒注射到小鼠体内。6个周后,注射ATCV-1病毒的小鼠穿过迷宫的时间比之前延长了大约10%。这些被注射病毒的小鼠大脑中超过1000个基因出现了变化,而这些基因通常都被认为与记忆和学习有关。
10糖罐头VS盐罐头
结束高大上的器官移植、基因编程,这个医学事件最接地气了。通过多年科普,我们已经知道盐吃多了会得高血压。但近年来科学家发现,糖已经取代盐,成为引发心血管疾病的头号元凶。在《开放心脏》期刊发表的最新研究称,相较于盐的摄入,吃下去的糖对血压产生的不利影响可能更大。
今年9月,人工甜味剂成为英美不少报纸的头条性新闻。研究者在《自然》中报告阿斯巴甜、三氯蔗糖和糖精可引起小鼠和某些人的血糖异常,糖耐量改变似乎由肠道微生物驱动。研究者称,为了健康起见,最好的方法是选择天然食物,并避免增加糖分。
两个白色晶体是否要争出个高下,有待商榷。可以肯定的是,无论糖,还是盐,摄入过量都会心血管不利。
文汇报首席记者 唐闻佳
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