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《科学》、《自然》各自发布年度十大,它们为什么同时选中了这位中国科学家?

知识分子  · 公众号  · 科学  · 2024-12-15 08:33

正文

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与可怕的缺医少药的时代相比,目前的艾滋病治疗已经取得了巨大进展。在那个时期,感染意味着可怕的消瘦、免疫系统崩溃导致的其他感染泛滥并早逝。1996年,研究人员发现强效的药物组合可以完全抑制艾滋病毒并阻止艾滋病的发展,《科学》杂志在那一年将其评为突破性成果。如今的抗病毒药物更好,可以使数百万人在患有慢性但可控的疾病的情况下过上正常的生活。接受了治疗且病毒得到了很好地抑制的患者几乎不会传染给他人,这一发现使《科学》杂志曾将“治疗即预防”评为2011年的年度突破。随着全球范围内越来越多的人获得药物治疗,全球新感染人数从2011年的210万降至去年的130万。


02

释放免疫细胞对抗自身免疫疾病



by Jennifer Couzin-Frankel

一只嵌合抗原受体T细胞(CAR-T,粉红色)正在靠近并消灭一只B细胞。今年,CAR-T疗法在治疗红斑狼疮等自身免疫疾病方面取得了重大进展。图源:Burgess/Science


红斑狼疮、硬皮病、多发性硬化症及其他自身免疫疾病的罪魁祸首都是“叛变”的免疫系统,它会攻击人体自身的健康组织。现有的治疗手段 (如免疫抑制药物) 可以提供一定的帮助,但并不是每次都可以阻止疾病的发展,且可能导致严重的副作用。今年,一种新方法——嵌合抗原受体T细胞 (CAR-T) 疗法,在重症患者中取得了显著疗效,这可能开启了自身免疫疾病治疗的新篇章。


CAR-T疗法最初在近15年前作为血癌的治疗手段问世 (并成为《科学》杂志2013年的年度突破之一) 。它是一种全新的疾病治疗方式:医生从患者的白细胞中提取出T细胞 (免疫系统的哨兵) ,然后对这些细胞进行基因改造 (通常使其用于寻找并摧毁免疫系统的另一组成部分B细胞) ,再将这些改造后的细胞送回患者体内。某些白血病和淋巴瘤源于癌变的B细胞,所以可以用CAR-T疗法清除这些细胞。


B细胞在自身免疫性疾病中也发挥了一定作用,尤其是通过释放有毒的自身抗体攻击关节、肺、肾脏等部位。今年的一系列新的临床试验显示了CAR-T疗法在自身免疫疾病中对抗B细胞的能力。今年2月,德国研究人员报告了15名红斑狼疮、硬皮病或肌肉损伤性疾病肌炎患者使用该疗法的情况。患者在4至29个月前接受了CAR-T的治疗,8名红斑狼疮患者均处于无药缓解期;其他一些患者虽然仍有症状,但都已不需使用免疫抑制剂了。其他已发表的成功案例还包括 (利用该疗法) 治疗重症肌无力和僵人综合征 (一种痛苦且致残的神经系统疾病) 。迄今为止已有30多名患者被治愈。研究人员还在理解为何被改造的T细胞如此有效的方面取得了进展——比如,他们发现CAR-T疗法可以深度清除其他疗法难以触及的组织 (如患者的淋巴结) 中的B细胞。


对于CAR-T治疗自身免疫性疾病难过,我们仍然有许多工作要完成,科学家们仍在努力研究免疫系统过度反应等严重副作用发生的频率,以及完全缓解疾病的可能性和持续时间。


03

詹姆斯·韦伯太空望远镜探测宇宙黎明


by Adam Mann

因距离显得泛红的早期星系挤满了画面,詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的首批图像之一。NASA;ESA;CSA;STScI


在黎明时分,这些耀眼的星系在做什么?自从美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜于2022年2月睁开它巨大的观测之眼以来,这架太空望远镜发现的宇宙最早期明亮星系的数量已远远超过了理论学家的预期。今年,对这些星系古老光芒的详细研究,已经开始解释可能发生的事件。


JWST是有史以来建造的最大、最强大的太空望远镜,与以往仪器相比,它可以捕捉更多的微弱红光。它曾被《科学》杂志评为2022年度突破,专门设计用于研究宇宙诞生后约10亿年的历史。在最初几个月的观测中,该望远镜观测到的宇宙黎明时的星系候选者数量可能比预期多1000倍。基于这些星系异常的亮度,研究人员推测其中一些星系可能与银河系一样庞大,而根据当前的星系演化理论,它们应该不能在如此短暂的时间内这样迅速地成长。


一种可能性是,这些星系实际上并没有推测得那么大,只是非常明亮。例如,如果早期宇宙会偏向形成质量比太阳大几十倍甚至几百倍的恒星,那么容纳这些恒星的星系可能显得异常明亮。另一种假设是,早期宇宙中充满了黑洞,它们吞噬星际物质,产生明亮的能量爆发,进而解释了望远镜的观测结果。


当前JWST的观测结果表明,这两种过程可能都在起作用。光谱学研究将古老的光分解为其组成波长进行分析,表明早期星系中包含大量的气体和尘埃,包括碳和氧等重元素。这些元素只能在更早期的大质量恒星内部形成,这些恒星寿命短暂,爆炸成超新星并将这些物质广泛散播。研究表明, 时间黎明时期的环境使巨大的恒星快速高效地成长。


其他光谱学研究指出,巨大且活跃的黑洞可能是早期宇宙光辉的来源。然而,没有人可以确定这些“野兽”是如何如此迅速出现的:在现代宇宙中,黑洞被认为是一颗大质量恒星耗尽其生命后坍缩形成的。但一些理论提出,在非常早期的宇宙中,巨大的物质团块而非恒星,可能在自身引力作用下快速坍缩,形成产生这些巨大黑洞的“种子”。


04

RNA农药走进田间



by Erik Stokstad


杀虫剂通常是一种广谱性武器,会在杀灭害虫的同时也杀死一些无辜的物种。今年,美国环境保护署 (EPA) 批准了一种可能的解决方案:一种针对目标害虫中特定基因的RNA杀虫剂喷雾,支持者认为,这种新型精准方法比现有化学杀虫剂更安全,并且可以作用于许多害虫。第一种RNA杀虫剂产品针对的是科罗拉多马铃薯甲虫,这种害虫对现有化学药剂已经进化出了抗性,每年在世界各地造成5亿美元的农作物损失。







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