波折和不凡在年接连上演,尽管冠状肺炎给全世界的发展带来剧变,但动荡的时代也为创新铺平了道路。制药公司已将重点放在疫苗的开发上,而大型公司和大学的生物技术实验室已将重点放在开发精确测试设备上。虽然,困难的日子仍未过去,但新技术、新疗法和新药物的诞生也为人类带来了一线希望。
生辉结合今年的见闻,通过对美国FDA新疗法公布实录、ClevelandClinic(克利夫兰诊所)、Science、Nature等学术期刊公布的最新论文进行系统的盘点,挖掘了年十大医疗创新技术,重点覆盖新药、设备、疗法、软件的研究及应用情况。为不平凡的年,画上一个的句点。
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mRNA疫苗
新冠肺炎给全球公共卫生发展带来了巨大挑战,同时也孕育了机遇——点燃了mRNA疫苗应用的冲刺引擎。
为了触发免疫反应,传统疫苗会向人体注入弱化或灭活处理的细菌/病*。但mRNA通过“告诉”细胞如何制造某种蛋白质或蛋白质片段以触发人体的免疫反应。当真实的病*侵入人体时,这种免疫反应可以分泌抗体,保护我们不被感染。例如,新冠肺炎mRNA疫苗通过向细胞发出指令,在体内生成习惯病*表面的S蛋白。一旦指令(mRNA)进入肌肉细胞,细胞会根据指令自行生产蛋白质片段。当蛋白质片段生产完毕,细胞会分解和消除指令,蛋白质片段也会出现在细胞表面并激发人体内的免疫反应并分泌抗体,和所有其他疫苗一样,mRNA疫苗的优势在于接种者可以获得免疫保护,同时具备抗体生成时间迅速、副作用较少等优点。
图丨mRNA疫苗的作用机制(来源:CAS)
上述特点让其在新冠疫情期间大放异彩,Moderna、BioNTech等公司研发的mRNA疫苗一直处于全球疫苗研发的前列,并先后获得
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血红蛋白病基因疗法
血红蛋白病是影响血红蛋白分子结构的遗传性疾病,最常见的血红蛋白病包括镰状细胞病和地中海贫血症,这两种疾病每年在全球范围内共影响33万多名新生儿,仅在美国就有超过10万名镰状细胞病患者。血红蛋白病的最新研究带来了一种实验性的基因疗法,使患有该病的人具有制造功能性血红蛋白分子的潜在能力,可以显著减少地中海贫血症中镰刀型血细胞或无效红细胞的数量,以预防相关并发症。
图丨血红蛋白病基因疗法概念图(来源:HealthcareinEurope)
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纳米粒子药物递送
StanfordUniversity(斯坦福大学)的研究人员开发了一种携带药物的纳米粒子,它可以寻找出动脉粥样硬化斑块,并刺激白血球清除里面的细胞碎片。这个过程可以减少斑块,同时降低斑块失稳和弹出几率,不会造成中风和其他下游损害。这种管状的纳米粒子以免疫系统的细胞单核细胞和巨噬细胞为目标,利用药物(抗吞噬细胞CD47-SIRPα信号轴的抑制剂)促使这些细胞抓住并消化死亡和垂死的细胞。由于纳米颗粒被吸引到动脉粥样硬化斑块上,所有这些都发生在活性最有利的地方。
图丨纳米颗粒让免疫系统“擦除”动脉粥样硬化斑块(来源:StanfordUniversity)
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通用型丙型肝炎疗法
丙型肝炎被美国疾控中心列为“无声的流行病”,目前已成为美国重大的公共卫生问题,感染丙型肝炎病*可导致严重的、危及生命的健康问题,如肝衰竭、肝硬化和肝癌。由于没有针对该病*的疫苗,患者只能通过药物治疗,但许多治疗方法都伴随着不良副作用,或者只对某些基因型的疾病有效。年,固定剂量的联合用药Sofosbuvir/velpatasvir被FDA批准为治疗成人丙肝的最适方案。该药物可有效抑制在丙肝病*RNA复制中起关键作用的蛋白质。大多数患者每天只需服用一粒药,持续12周。它覆盖六种丙型肝炎基因型1-6,有效率超过90%。
图丨丙型肝炎病*(来源:HealthcareinEurope)
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“生物版”AlphaGo
蛋白质被称为地球生命的“基石”,它几乎支持着地球上每一种生物的生命功能。而这些由氨基酸链组成的复杂大分子,其功能很大程度上取决于自身独特的3D结构。探索蛋白质的结构是人类了解生命的不二法门。11月30日,谷歌旗下的人工智能公司DeepMind宣布,其研发的AI系统AlphaFold成功解开了一个困扰人类长达50年之久的生物学难题——“蛋白质折叠问题”。这一惊人的成果立刻引发了