2013年度《science》雜志十大突破

由《科學(xué)》雜志及其國際性非營利出版機構(gòu)AAAS所挑選的突破性科學(xué)成就的年度名單包括了在癌癥免疫療法、太陽能技術(shù)、基因組編輯技術(shù)及疫苗設(shè)計策略——僅舉數(shù)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)的新聞特寫及多媒體內(nèi)容一同登載于2013年12月20日出版的《Science》雜志上。

《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)歷了一個巨變，因為一個醞釀了數(shù)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(xiàn)了令人鼓舞的結(jié)果，在癌癥的免疫療法中治療的標(biāo)靶是身體的免疫系統(tǒng)而不是直接針對腫瘤。這種新的治療會促使T細(xì)胞和其它免疫細(xì)胞來對抗腫瘤——而《科學(xué)》雜志的編輯們認(rèn)為這些做法正在展現(xiàn)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。

癌癥免疫療法奪得了《科學(xué)》雜志突破性科學(xué)成就名單上的第一名位置是因為到目前為止最近的結(jié)果凸顯了它的成功，盡管其對該疾病的最終影響是未知的。

當(dāng)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(dāng)時法國研究人員發(fā)現(xiàn)了在T細(xì)胞上的一種叫做CTLA-4的受體。James Allison發(fā)現(xiàn)了這種受體會阻止T細(xì)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(xì)胞對腫瘤細(xì)胞進(jìn)行攻擊的束縛，從而使腫瘤細(xì)胞大幅萎縮。

與此同時，日本的研究人員發(fā)現(xiàn)了另外一個在t細(xì)胞上的被稱作PD-1的“閘門”。涉及該受體的臨床試驗是在2006年開始的，在一小部分患者中得到的初步結(jié)果看來是有前景的。

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

相應(yīng)地，許多在幾年前不考慮涉及免疫療法的制藥公司現(xiàn)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，以及它們對哪些類型的癌癥具有最好的療效仍然還有許多不確定的地方。科學(xué)家們正在忙于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新的篇章已經(jīng)開啟，而《科學(xué)》雜志通過確認(rèn)癌癥免疫療法為2013年最重大的科學(xué)突破而認(rèn)可了這一事實。

《科學(xué)》雜志在過去一年中的其它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(xì)菌中被發(fā)現(xiàn)的，但研究人員現(xiàn)在將其作為一種外科手術(shù)刀而指向了個體基因。其普及性在今年出現(xiàn)飆升，因為有超過12個研究團(tuán)隊用它來操控多個植物、動物及人類細(xì)胞的基因組。

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

結(jié)構(gòu)生物學(xué)指導(dǎo)疫苗設(shè)計: 今年，研究人員利用某種抗體的結(jié)構(gòu)來設(shè)計一種兒童期病毒的免疫原——這是疫苗中的主要成分;該病毒每年會導(dǎo)致數(shù)百萬人住院。這是第一次由結(jié)構(gòu)生物學(xué)得來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察大腦這種復(fù)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(xì)胞)得到了充分地展示。

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

宇宙射線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)家們一直不確定來自外太空的被稱作宇宙射線的高能粒子來自何方。今年他們終于將這些射線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。

人類的克隆胚胎: 意識到咖啡因在易損的人類卵細(xì)胞中起到了穩(wěn)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胚胎中得到了干細(xì)胞。

我們?yōu)槭裁匆X: 在小鼠中的研究顯示，腦子會在睡眠時通過擴(kuò)展神經(jīng)元之間的通道讓更多的腦脊液流過從而更加有效地進(jìn)行自我清理。該發(fā)現(xiàn)提示，恢復(fù)和修復(fù)都屬于睡眠的主要目的。

我們的微生物，我們的健康: 對數(shù)萬億的以人類身體為家的細(xì)菌細(xì)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。“個性化”藥物需要將這些微生物租客考慮在內(nèi)才能有效。