科研发展动态 | 2020年第3期

发布时间:2020/07/08 01:44:15 文章来源:本站

要目

生命科学

1.中国已有三个新冠肺炎疫苗完成二期临床试验

2.稀释血液可能逆转衰老

3.治疗帕金森的新曙光

4.阻断病毒的抑制剂让新冠病毒绝育

5.新型化合物靶向治疗癌细胞


信息科学

1.灯泡可能会泄漏讲话的内容

2.让人脸简笔画生成逼真肖像


材料科学

1.科学家研制2D金属芯片 让储存速度提高100倍


生命科学

中国已有三个新冠肺炎疫苗完成二期临床试验

科技部、卫生健康委6月19日通报,我国已有5个新冠疫苗获批开展临床试验,占全世界开展临床试验疫苗总数的4成,预计近期其他技术路线疫苗也有望相继获批开展临床试验。


我国科研攻关团队按照灭活疫苗、基因工程重组亚单位疫苗、腺病毒载体疫苗、减毒流感病毒载体疫苗和核酸疫苗等5条技术路线,共布局了12项疫苗研发任务。目前,我国已对1个腺病毒载体疫苗和4个灭活疫苗开展了临床试验,占全世界开展临床试验疫苗总数的4成。


6月下旬,国药集团中国生物武汉生物制品研究所研制的新冠病毒灭活疫苗,Ⅰ/Ⅱ期临床试验揭盲,揭盲结果表明疫苗接种后安全性好,无一例严重不良反应,不同程序、不同剂量接种后疫苗组接种者均产生高滴度抗体,28天程序接种两剂后中和抗体阳转率达100%。6月30日,康希诺发布公告称,由军事科学院陈薇院士团队和康希诺生物联合开发的腺病毒新冠疫苗,完成II期临床试验揭盲。


相关数据证实其具有良好的安全性,及较高的体液免疫及细胞免疫应答水平。继续试验结果表明,Ad5-nCoV具有预防由SARS-CoV-2引起的疾病的潜力。现在,康希诺这款疫苗已经在6月25日获得中央军委颁发的军队特需药品批件,有效期一年。


微评:多技术路线开发新冠病毒疫苗,提高了我国疫苗开发成功的概率,也将增强未来治疗患者的有效性和彻底性。


稀释血液可能逆转衰老

15年前,任职于斯坦福大学医学院的伊琳娜·孔博伊(Irina Conboy)以第一作者在《自然》上发表了一项令人瞩目的研究,她和同事将老年小鼠和年轻小鼠的血管连接在一起,他们发现老年小鼠肌原性干细胞的衰老被逆转了。

基于这一研究,许多科学家通过大量的实验,证实了年轻小鼠的血清成分能在一定程度上逆转老年小鼠的肌肉、软骨、皮肤组织、大脑、肝脏和肾脏等组织器官。


2016年,孔博伊和同事开发了一项新的技术,这一技术无需将小鼠的血管连接在一起,就能实现血液交换,并能测量交换的血液体积。最近,已经是加利福尼亚大学伯克利分校教授的孔博伊开展了一项新的研究,延续了她在2016年的研究的思路,但她却意外发现并不是年轻血液能够逆转衰老,而是因为年老血液内存在一定水平的有害蛋白质,在老年人血液被年轻血液稀释后,他们原本受到抑制的肌原性干细胞的抑制效应会被解除,这些肌原性干细胞能进一步地分裂和扩增。

换句话说,我们并不需要年轻小鼠的血液来逆转衰老,稀释年老者血液就可以了。研究人员表示,他们会积极地推动后续的临床试验。


微评:长如15年的持续研究,还未形成可以进一步开发商用的原创基础技术成果,这需要研究人员具备多么大的耐心和坚毅的品格来坚持坐“冷板凳”!对于基础研究的投入者,也同样需要的是这样持久的耐心和信任。


治疗帕金森的新曙光

科学家此前的研究认为,帕金森病的特征是脑黑质中多巴胺神经元的缺失。和其他主要神经退行性疾病类似,帕金森病目前尚无任何改善疗法。其中一种潜在的方法是替换丢失的神经元来重建被破坏的神经回路。

近日,《自然》(Nature)在线发表了一项由加州大学圣地亚哥分校、北京大学、西南医科大学等团队的研究人员联合完成的研究,研究团队在分离的人类细胞和小鼠中,利用一种单步方法将大脑的非神经元细胞转化成了功能性神经元。

这项技术被证实可以逆转帕金森病小鼠模型的症状,或为探索神经退行性疾病的疗法指出了一条新途径。


微评:神经元再生技术将打破一直以来人脑神经元数量在人的生命周期内只减不增的传统认识。


阻断病毒的抑制剂让新冠病毒绝育

德国法兰克福大学5月14日发表公告称,借助一种新质谱分析技术,研究人员发现了病毒利用细胞的一项合成蛋白机制,进行复制和分裂活动。针对这一特点研究人员使用抑制剂就可以阻止这种病毒的复制。

病毒失去复制能力后,将会变得非常脆弱,且致病性也会降低。科研人员已筛选出几种“绝育”物质。其中包括一种叫2-DG的物质,在实验室,应用这种物质后,研究人员成功阻止了感染细胞中的病毒分裂。目前,医药公司已经加紧研发相关药物并进行临床试验。专家称,此项技术虽然无法消灭掉已经存在的病毒,但可以把病毒绝育封存在细胞内部。绝育后,新冠最可怕的高传染性将不复存在,且因为体内病毒不再持续分裂复制,引发并发症的概率会减至最低,死亡率也会随之下降。


毫无疑问,这种病毒“绝育术”,作为一种医疗手段很具有创新性。研发药物比疫苗要快得多,或许在疫苗到来之前,这种方法是人类目前可以看到希望的另一种新技术。 这项创举的价值意义在于:没有把希望寄托在病毒疫苗身上,而是另辟蹊径,采取一种特殊手段把病毒从人体内“摘除”。


微评:在当今连世卫组织都悲观地认为新冠很可能已经无法战胜、人类将会和这种病毒长期共存的时候,德国实验室的这个好消息,让世界再次看到了战胜新冠的希望。如果这项新技术应用成功,其具备诺奖级的医学价值。近期好消息不断!先是包括中国团队和匹兹堡大学的数个疫苗已经进入临床试验,再是牛津大学Jenner Institute团队宣称9月前,新冠疫苗或可批量应用,再有两个国家的两种有效抗体同时面世,现在,新冠“绝育术”也出现了,深受荼毒的世界人民,无异于黑暗中见到了一束又一束曙光!无论是抗体,还是疫苗,还是“绝育术”,无论哪一种方法,都值得我们期待!


新型化合物靶向治疗癌细胞

7月2日,《国家科学评论》( National Science Review,英文版)在线发表清华大学化学系朱永法教授团队和中科院理化技术所关山月博士等发明的一种新的化合物超分子光催化剂(Nano-SA-TCPP,自组装四羧基苯基卟啉),研究团队以小鼠为模型,发现该分子只能被癌细胞吸收,而不能进入正常细胞,当用红外线(波长为600-700纳米)照射肿瘤组织时,该分子的氧化能力被特异激活,产生活性氧,可以破坏并杀死癌细胞。利用这种方法,可在10分钟内消除小鼠体内实体肿瘤,50天内小鼠存活率从0上升到100%。


微评:利用超分子自组装的四羧基苯基卟啉分子,形成双亲性纳米颗粒(60纳米左右,表面电荷-90mV),从而被动靶向到肿瘤内被癌细胞吞噬,后在近红外光的照射下大量释放ROS杀伤肿瘤,消融体表肿瘤,达到治疗目的。这种化合物是否能替代放疗来治疗体表性肿瘤,还有待研究团队披露更多的实验细节数据和临床实验结果。


信息科学

灯泡可能会泄漏讲话的内容

北京6月16日,来自以色列本·古里安大学和魏兹曼科学研究所的研究团队公布一项研究发现,他们通过讲话者旁边的灯泡可以从远处收听到讲话者的说话内容。研究人员表示,讲话者声音传播会导致旁边的灯泡的表面产生细微的震动


光电传感器可以通过分析这个震动并得出相关数据,然后这些数据通过专门开发的算法来分离出音频信号和灯光信号,最后通过文本应用程序对音频信号进行转录识别,最终得出谈话内容。如果谈话离灯泡很近,那么第三方甚至可以从25米远的地方收听,不过同时需要一个远程光电传感器配合才能达到这种神奇的效果。


微评:又一种“隔墙有耳”的技术。


让人脸简笔画生成逼真肖像

近日,中国科学院北京分院的研究团队发表了标题为《深度人脸画像:从草图深度生成人脸图像(DeepFaceDrawing: Deep Generation of Face Images from Sketches)》的论文。根据论文,研究团队研发出了一个AI人像生成模型

该模型可以依据简笔画生成逼真的人脸肖像。利用这一模型,没有绘画经验的人也可以很容易地得到逼真图像。该项研究成果突破了现有的“从图像生成图像”技术需要较高质量的输入图像的要求。除了用于娱乐,在未来这个模型或能帮助执法人员进行嫌疑人画像。


微评:近些年来基于生成对抗网络(GAN)的Deepfake技术(人脸合成技术)显示出越来越多的惊人能力,也因可能被滥用而引起了很大争议。随着技术的进一步发展,人脸合成技术的价值可能会比我们想象的更加丰富和超出预期。



材料科学

科学家研制2D金属芯片 让储存速度提高100倍

据英国《自然·物理学》杂志近日发表的一项研究,一个美国联合研究团队利用层状二碲化钨制成了二维(2D)金属芯片,其厚度仅三个原子,其可代替硅芯片存储数据,且比硅芯片更密集、更小、更快,也更节能,同时储存速度提高了100倍之多。


研究人员对二碲化钨薄层结构施加微小电流,使其奇数层相对于偶数层发生稳定的偏移,并利用奇偶层的排列来存储二进制数据。数据写入后,他们再通过一种称为贝利曲率的量子特性,在不干扰排列的情况下读取数据。与现有的基于硅的数据存储系统相比,新系统具有巨大优势——它可以将更多的数据填充到极小的物理空间中,并且非常节能。此外,其偏移发生得如此之快,以至于数据写入速度可以比现有技术快100倍。


微评:新材料的突破带来的技术升级,往往是一个甚至是多个数量级层次的提升,在某个行业某个方向多年瓶颈的克服上,新材料和新方法的运用常常是“弯道超车”的不二法门。