盤點：2015年醫學與生物學取得重大進展的國家Top10

　　美國

　　人腦研究取得新成果，醫學與疾病防治取得多項重大突破，合成生物學成果紛呈。

　　2015年，美國科學家在人腦研究領域取得重大突破：8月，俄亥俄州立大學在實驗室中培育出近乎完全成型的人類大腦，盡管它只有鉛筆上橡皮擦那么大，發育程度與一個5周大胎兒的大腦相當，尚沒有任何意識，但具備人腦絕大多數細胞類型和功能，且能像人腦一樣進行基因表達，用它可以幫助科學家測試新藥及更多認識腦部疾病機理；9月，華盛頓大學研究團隊完成目前最復雜的人腦直連實驗，他們使用一種腦—腦直連方式，讓5對受試者通過互聯網傳遞大腦信號來玩問答游戲。這一試驗首次證明兩個大腦可以直接連接，且無需發聲，一方就能準確猜出另一方的想法。此外，美國科學家還繪制出了超精細的老鼠大腦3D圖譜，該圖譜由一系列高清圖像拼接而成，單個神經細胞在納米尺度下前所未有的清晰可見。

　　疫苗研究與設計領域：多家研究機構和企業參與研制的埃博拉疫苗已完成一期或二期人體臨床試驗。伊利諾斯大學厄本納-香檳分校通過“基因組挖掘”技術搜尋了1萬種細菌，用4年時間就發現了19種前所未知的天然磷酸鹽新產品，每種都有望成為有潛力的新藥，其中之一已確認可作為抗生素。

　　癌癥研究領域：美國食品和藥物管理局（FDA）批準了首個治療黑色素瘤等癌癥的病毒類藥物，其核心是利用一種經過修改的工程皰疹病毒，在不傷及健康細胞的情況下殺滅癌細胞，并在人體內部引發抗癌免疫反應；德州大學西南醫學中心發現，全基因組測序可識別癌癥家族背景人群的患癌風險，提高了診斷有癌變傾向的基因變異的能力；哈佛大學利用受激拉曼散射(SRS)顯微鏡技術，無需熒光標記即觀察到活體皮膚癌細胞分裂過程中DNA分子機理，可在不干擾細胞正常發育的情況了解細胞癌變程度。

　　艾滋病研究方面：一種基于基因療法的“強力”新藥eCD4-Ig可阻止艾滋病病毒各種已知毒株的感染，恒河猴試驗表明其有效性遠高于現有效果最好的廣譜抗艾藥。這種新藥通過偽裝把病毒“拒之門外”——令人體產生CD4和CCR5兩種受體的“山寨”品，“欺騙”艾滋病病毒與之結合，從而讓病毒失去進入人體的機會。美研究人員還研制出被稱為“分子顯微鏡”的探針，能夠準確檢測到艾滋病病毒在細胞內外的隱藏之地，最終能幫助弄清艾滋病病毒長時間存留的謎底，從而將其從體內徹底清除。

　　基礎醫學研究領域：美研究人員發現一種與抑郁癥相關的關鍵成分——成纖維細胞生長因子9（FGF9）蛋白，其在抑郁癥患者大腦中的含量遠高于非抑郁癥患者；西北大學研究人員通過研究線蟲發現，當動物到達生殖成熟期后，一種基因開關會開啟衰老進程，也可保護機體免于衰老；約翰·霍普金斯大學發現一種包含磁性納米粒子的磁選柱裝置能夠加速T細胞的生成，其最終目標是在病人的血液樣本中訓練T細胞并增加它們的數量，最后將它們放回病人的身體，該裝置有助于敲開免疫療法的大門；加州大學舊金山分校利用基因編輯技術CRISPR/Cas9精確修飾了人類T細胞；美國哈佛醫學院攻克了讓豬成為人體器官捐獻者的一個最大難關——斷絕豬內源性逆轉錄病毒在器官移植接受者體內重新激活的可能性，有望使豬成為人類的器官捐獻者。

　　合成生物學方面：杜克大學研究人員利用活檢細胞，首次在實驗室制作出能收縮并對外界刺激產生反應的人類骨骼肌，它能像自然人體組織對外界電脈沖、生化信號和藥品等刺激作出一樣的反應；麻省總醫院研究人員采用脫細胞技術，創建了一種構建人工生物肢體的方法，并成功培育出一個具有血管和肌肉組織的老鼠前肢；伊利諾伊大學芝加哥分校和西北大學研制出一種人工核糖體，它們可以像自然核糖體一樣在細胞內產生蛋白質和酶，為生產新型藥物和下一代生物材料及了解核糖體功能提供了幫助；斯坦福大學制造出一種有彈性、可變色的壓力敏感材料，觸摸力度不同，其顏色會隨著改變，成為迄今最接近變色龍皮膚的人造材料；美科學家首次用人體細胞培育出能夠發出聲音的人工聲帶組織，動物實驗顯示該組織能夠正常生長且未引發免疫反應，這為那些失去聲帶的患者帶來了希望；美研究人員對從人體皮膚提取的多能干細胞進行遺傳重組，培育出一顆擁有人的心臟細胞的微心室，這顆“小心臟”能像完整大小的心臟那樣跳動，可用其替代動物實驗，篩查新藥或測試藥物對嬰兒的影響。

　　英國

　　重視針對抗生素耐藥性機理的研究，開發出藥物“身份證”和可靠的“人工胰腺”。

　　生物醫藥政策方面：4月，英研究理事會等多家負責審批發放政府科研經費的機構聯合發布公告，稱將修改涉及動物實驗的科研項目經費申請指引，要求申請的研究人員必須更明確地提供動物實驗詳細數據，以便提高相關科研項目的質量；5月，由政府任命的抗生素耐藥性問題評估小組發布報告，呼吁全球制藥業共同投資20億美元建立一個創新基金，以促進抗生素研發工作；并預測未來10年制藥界將能開發15種新型抗生素。包括紐卡斯爾大學在內的多所英國高校和研究機構目前已獲得政府總計500萬英鎊的資助，對抗生素耐藥性問題展開深入研究；6月，英國民保健制度血液和移植管理處宣布，將在2017年之前開展首次使用人造血的人體輸血臨床試驗。這種合成血液將在實驗室中制造，其原料主要是成年人的干細胞和嬰兒的臍帶血。

　　基因研究方面：6月，劍橋大學桑格研究所成功完成了對埃博拉病毒的基因測序，并將數據在網上公布，全球科研人員可免費共享；9月，倫敦國王大學科學家從65歲健康老人體內選擇了共有的150個RNA基因，開發出判別“健康老人”的基因標記工具；11月，英國UCL下屬的大奧蒙德街醫院醫生，首次依靠使用“分子剪刀”修改基因的療法，將基因修改過的細胞注入一名患白血病的1歲女嬰體內，數周內成功將其治愈。

　　疾病研究方面：7月，劍橋大學研究人員發現，同時有心血管疾病和糖尿病的患者，壽命會比患其中一種或不患這兩種疾病的人平均縮短15年；8月，帝國理工學院張曉東研究團隊發現了致病細菌防御機制的一種“觸發器”，其相關原理可為應對細菌耐藥性問題提供新線索；9月，Sofmat公司與布拉福德大學研究人員共同開發出一種新技術，能在藥片上刻印肉眼無法看出的微型條碼作為藥物“身份證”，讓醫藥行業人員更容易識別假藥。劍橋大學研究人員發布了一種改進型人工胰腺裝置，其持續工作時間長達12周。這種“人工胰腺”不但在可靠性和工作時間方面顯著提高，而且其血糖調控能力也有很大改善，可有效防止患者出現低血糖等許多Ⅰ型糖尿病患者易出現的癥狀；12月，英國癌癥研究會馬蘭希研究團隊發現了癌細胞擴散到身體其他部位并形成新腫瘤的關鍵機制，未來有望據此開發出有針對性的藥物，抑制癌細胞擴散。

　　腦科學方面：7月，倫敦大學學院科學家發現，人腦可以通過一個特殊機制將分布在腦部不同區域的“記憶碎片”組合在一起，形成平時腦海中的完整記憶；8月，卡迪夫大學科學家通過小鼠實驗證明，即使破壞腦中記憶鞏固過程，通過某些措施仍能恢復相關記憶。

　　法國

　　獲得人類核糖體原子水平的結構，首次將加工肉制品列為1類致癌物，從居住在巴黎的兒童肺部發現了碳納米管。

　　4月，法國研究人員利用高分辨率單顆粒低溫電子顯微鏡以及原子模型構建的方法，獲得了人類核糖體接近原子水平的結構。核糖體能夠催化蛋白質合成。目前，許多研究已成功解析出多種生物的核糖體原子水平結構，但獲得人核糖體結構一直存在很大挑戰，這一問題的解決對于人類疾病的深入了解以及治療手段和策略的開發都有重要意義。

　　8月，法國國家科研中心首次發現一種存在于早老性癡呆癥患者大腦中的活性肽——伊塔（η）淀粉樣蛋白，該蛋白會降低大腦神經元的活躍度。新發現的肽與早老性癡呆癥的病理相關，但仍需通過其他研究進一步確定其如何對認知功能造成損害。這一發現有助于探索早老性癡呆癥的治療方法。

　　10月，位于法國里昂的世界衛生組織國際癌癥研究機構（IARC）發布報告，首次將火腿、香腸、肉干等加工肉制品列為1類致癌物質。法國農業科學院下設的“食物引發及預防癌癥課題組”的研究表明，紅肉中的鐵元素會氧化食物中脂類并形成有害的烯醛，這類物質進入人體后可攻擊結直腸上皮細胞。

　　10月，法國研究人員從居住在巴黎的兒童肺部發現了碳納米管，這是碳納米管首次在人體內被檢測出來。目前尚不清楚這些兒童肺部的碳納米管含量水平以及它們的來源，雖然該研究小組在巴黎采集的灰塵和汽車尾氣樣本中也發現了類似的結構。

　　德國

　　啟動“基因組編輯新方法對社會影響”的研究計劃，開發出通過尿樣檢測乳腺癌的方法。

　　柏林NOXXON制藥公司和丹麥奧爾胡斯大學的研究人員合作研究，發現了一種鏡像對稱的DNA分子L-核苷酸，L-核苷酸從組成上與天然的D-核苷酸沒有兩樣，唯一的區別是前者為后者的對稱鏡像。這項成果可為利用基因技術治療癌癥等疑難疾病開辟新的途徑。

　　德國癌癥中心和慕尼黑赫爾姆茨中心的科學家找到了一種治療淋巴癌的新辦法，利用患者癌細胞中的病毒感染體來激發人體免疫系統，產生活性抗癌細胞來消滅癌細胞。

　　德國弗萊堡大學醫學院研究人員開發出通過尿樣檢測乳腺癌的方法，通過檢測尿樣中微RNA分子的濃度，其測定乳腺癌的準確率超過90%。這一方法未來可用于乳腺癌治療和早期診斷。

　　俄羅斯

　　繼續加大在抗擊埃博拉病毒方面的投入，啟動建立俄羅斯各民族人口遺傳肖像庫工作。

　　1月，“俄羅斯鋁業”公司投資1000萬美元在幾內亞成立微生物研究與流行病學治療中心。俄三家科研中心研制出四種預防埃博拉病毒的候選疫苗，其中兩種疫苗已在靈長類動物身上進行測試。此外，俄羅斯衛生部流感科學研究所研制的高效治療拉沙熱病的抗病毒藥物Triazavirin也在非洲派發并進行現場測試。

　　遺傳學方面，圣彼得堡國立大學啟動了一項建立俄羅斯各民族人口遺傳肖像庫的工作，計劃在2018年前描繪出俄國內各種族人口在人類基因組中的變化，確定影響疾病傳播的特性，并建立具有本國人口特征的具有醫學意義的基因分類。這將有助于提高通過使用包括中藥在內的各種藥物治療疾病的有效性，并掌握俄羅斯人口的遷移過程。

　　醫學方面，俄羅斯新西伯利亞核物理、細胞學與遺傳學研究所的科學家在蘇軍阿富汗戰爭期間研究成果基礎上開發出一種全新藥物Trombovazim，這種藥物能阻止心血管疾病患者體內的血栓形成，可用于治療和預防心肌梗塞、中風、肺動脈栓塞及血栓性靜脈炎；俄羅斯科學院理論與應用機械研究所研制出新型人工心臟原型機，重量僅有100到150克，每分鐘泵血可達7升。

　　合成生物學方面，俄生物物理學家利用一種小型橈足類海蝦合成了世界上最小的發光生物分子熒光素酶分子，其蛋白質具有極高的活性和極端的熱穩定性。該分子可用于醫學分析測試，并有望取代放射性標記的診斷方法。

　　加拿大

　　投入巨資支持生物醫學研究；史上最大自閉癥基因組研究項目有新發現；癌癥治療研究取得多項成果；繪制出人體必需核心基因圖譜。

　　1月，加政府宣布為神經發育網絡項目續投1960萬加元，支持其研發有關神經發育障礙，特別是自閉癥、腦癱及胎兒酒精譜系障礙的認知和治療方法。加安省政府宣布向安大略腦研所（OBI）投資5600萬加元，支持其在自閉癥、抑郁癥、阿爾茨海默氏癥和帕金森氏癥等疾病的診斷和治療上開展突破性研究。6月，安省政府宣布在未來5年投資2500萬加元支持開發癌癥、多發性硬化癥和糖尿病等慢性疾病的新療法。8月，多倫多大學獲加政府1.14億加元巨額資助，以鞏固該校作為全球領先再生醫學研究中心的地位，設計和制造可治療退行性疾病的細胞、組織和器官。

　　1月，由“自閉癥之聲”資助的史上最大自閉癥基因組項目發現，大多數患有自閉癥譜系障礙（ASD）的兄弟姐妹擁有不同的自閉癥相關基因。同時該項研究獲取的近1000個自閉癥基因組數據歷史性地首次上傳到基于谷歌云平臺的“自閉癥之聲”MSSNG門戶網站。

　　2月，加拿大科研人員通過RNA干擾技術培育的不變色蘋果，獲得美國農業部動植物衛生檢疫署（APHIS）的上市核準。

　　6月，加研究人員發現了一種檢測人體血液中癌癥生物標記物的新方法：利用肽核酸鉗及納米微電子芯片檢測游離核酸。新方法對檢測患者血液中的癌癥標記物具有足夠的靈敏度和選擇性。與其他方法相比，該方法具有成本低、侵入性小、幾乎不用準備樣本等諸多優點。

　　7月，加研究人員發現了嚴重受損DNA是如何在細胞內運送及被修復的，此項發現或可揭開“癌癥運作”之謎。

　　8月，多倫多大學以結腸癌干細胞為靶標，發現了一種可模擬病毒并觸發抗癌免疫反應的機制，為理解抗腫瘤機制的重大轉變指明了方向，同時也確定了對抗結腸癌干細胞的成藥目標。

　　9月，多倫多大學最新開發的一種生物兼容性支架，可像“魔術貼”一樣將成片跳動的心臟細胞“扣”在一起，從而使裝配功能性心臟組織變得像搭鞋扣般簡單。該項技術最終將用來創制可修復受損心臟的人造組織，其模塊化性質可使為病人定制移植物更容易。

　　9月，加研究人員還發現了對胰腺細胞產生胰島素數量進行管理的一個分子路徑，該“調光開關”可在血糖升高時調節胰島素分泌量的多寡。此項發現或將成為糖尿病研究的“游戲規則改變者”，從而開創糖尿病治療的新思維，延緩甚至預防糖尿病。

　　以色列

　　繪制完成野生二粒小麥基因組圖譜，一批有關人類大腦神經疾病、心臟病、肺病等疑難疾病的研究成果涌現。

　　特拉維夫大學和NRGene基因公司的科技小組首次繪制完成野生二粒小麥基因組圖譜。他們用一個月的時間，破譯了被稱為“小麥媽媽”的二粒小麥的基因組序列。這項成果有助于研發高產、抗病小麥新品種，為緩解全球糧食危機發揮作用。

　　魏茲曼科學院的科學家獲得小鼠再生心肌細胞，為人類戰勝心臟病開辟了一條新路。心血管疾病是導致人類死亡的主要疾病之一，部分原因是因為心臟細胞無法再生，新的發現也許會改變這一事實。

　　在干細胞研究方面，魏茲曼科學院的科學家認為干細胞可能治愈受損肺、肺氣腫、支氣管炎、哮喘和囊性纖維化等肺部疾病。他們發現存在于人體肺部的某些干細胞類似于人體骨髓中的干細胞，這為使用胚胎干細胞修復受損的肺組織提供了可能。此外，哈達莎醫學中心使用干細胞療法，開展第一例年齡相關性黃斑變性病例干細胞治療。

　　以色列理工學院的科學家首次發現人體暴露于納米粒子可能威脅心臟健康。研究表明二氧化硅納米粒子是導致人類心血管疾病的元兇之一，當人體暴露于這種納米粒子時，它會穿越人體組織和細胞屏障，以自己的方式進入人體循環系統從而引發心血管疾病。

　　希伯來大學與哈佛大學的科學家公布了導航大腦活動的神經網絡“GPS”系統。希伯來大學、巴依蘭大學的科研人員揭示卵巢遺傳發育機制，為治療不孕不育癥提供了新方法。

　　日本

　　發現能與馬爾堡病毒和埃博拉病毒相結合的人類抗體，以及導致帕金森病的致病基因。

　　九州大學的研究人員發現了能與致死率很高的馬爾堡病毒和埃博拉病毒相結合的人類抗體。該研究為研制抗病毒藥物和疫苗提供了新的思路。

　　順天堂大學的研究人員首次發現了導致帕金森病的致病基因。帕金森病遺傳的原因之一就是這種被稱為CHCHD2的基因產生了變異。

　　橫濱市立大學的研究人員發現，兩種新發現的基因與腎癌的致病基因相協調，可抑制腎癌的發生與成長。該研究為開發新型腎癌治療藥物開辟了新思路。

　　慶應大學的研究人員證實，皮膚表面存在多種細菌，如果其平衡被打破，黃葡萄球菌異常增多，將引起過敏性皮炎。

　　另外，元理化學研究所研究員小保方晴子在英國《自然》雜志上發表的論文涉嫌造假，其所發現的“STAP細胞”并不能得到明確證實。該事件在日本引起巨大震撼。

　　韓國

　　研制“多功能大腸內視鏡”，10分鐘內診斷大腸癌。

　　12月，韓國基礎科學研究院（IBS）納米粒子研究團隊研制出一種“多功能大腸內視鏡”，通過簡單的操作10分鐘內就可診斷大腸癌。此前通過內視鏡在大腸內發現息肉后，需進一步進行活組織檢查以判斷有無癌變，此過程通常需要兩天。

　　巴西

　　加大對生物醫藥領域支持力度，轉基因作物種植發展快速。

　　2015年，巴西政府加大了對生物醫藥領域的支持力度，把生物制藥視作經濟發展的一個重要推動力，計劃在未來10年間投入58億美元，鼓勵生物技術在人類健康、食品安全、工業產品和環境質量等領域的應用。巴西生物制藥公司具有很強的創新性意識。目前創新型藥物約占巴西整個生物制藥市場的42%。巴西制藥公司與大學和研究機構進行密切合作，同時重視私人企業在發展生物醫藥中的作用。

　　2015年巴西的轉基因作物種植面積達到了4220萬公頃，僅次于美國，在全球轉基因作物種植國中排名第二。最近五年巴西成為全球轉基因作物的增長引擎，未來有望縮小與美國的差距。快速高效的審批制度使得巴西能夠快速進行轉基因品種審批。2015年巴西連續第三年種植了抗蟲、抗除草劑復合性大豆，種植面積為520萬公頃。巴西農科院已經獲批在2016年商業化種植本國產的轉基因抗病毒豆類。