科技資訊

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全球首份癌癥病例圖譜發(fā)布

日前，《科學(xué)》雜志刊登了瑞典科學(xué)家的重磅成果—全球首份癌癥病例圖譜“Atlas”，將數(shù)千種特定癌癥相關(guān)基因與患者生存情況聯(lián)系起來，發(fā)掘出32種不以癌癥類型分類、但與80%人類癌癥相關(guān)的“公共”基因，可作為潛在新藥研發(fā)的精準(zhǔn)靶點(diǎn)。新圖譜被認(rèn)為是腫瘤臨床實(shí)踐革命性改進(jìn)的重要推手。

據(jù)《麻省理工技術(shù)評論》雜志官網(wǎng)等外媒報道，Atlas圖譜可開放獲取，仍在繼續(xù)努力收集公共數(shù)據(jù)，目標(biāo)是收集可用于開發(fā)癌癥藥物和診斷方法的實(shí)用信息。

瑞典皇家理工學(xué)院教授馬瑟爾斯·阿合雷是歐洲生物技術(shù)聯(lián)合會主席，也是Atlas項目的領(lǐng)導(dǎo)者，他帶領(lǐng)該科研團(tuán)隊使用超級計算機(jī)，分析了8 000種腫瘤樣本中的17種主要類型的人類癌癥，并使用RNA測序方法，了解基因在受癌癥影響時發(fā)生的變化，積極尋求“基因突變導(dǎo)致的基因組整體變化”。

研究人員確定了2 000多個抑制腫瘤生長的基因，但絕大多數(shù)基因靶向藥物會同步產(chǎn)生強(qiáng)烈的副作用。經(jīng)篩選，發(fā)現(xiàn)其中32種基因存在于超過80%的腫瘤樣本中，且與癌癥具體類型無關(guān)，它們可以作為新藥研發(fā)的靶點(diǎn)。

此外，依據(jù)腫瘤類型和腫瘤位置，研究人員還發(fā)現(xiàn)，超過2 000種基因?qū)Σ∪松媛实取邦A(yù)后”有著不同的影響。他們還進(jìn)一步將這些“預(yù)后”基因分為“有利于預(yù)后”和“不利于預(yù)后”兩類。而以往對“預(yù)后”基因的研究很少。中國科學(xué)院心理所研究員左西年在接受科技日報記者采訪時，對Atlas圖譜如此評價：“這一圖譜有助推動臨床精準(zhǔn)醫(yī)療：一是大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的廣譜知識，類似于一個癌癥大字典，特別是其中基因部分的知識，對于特效藥物和廣譜藥物的研發(fā)都至關(guān)重要；另一個是個體化診療方案，這要求圖譜可以提供一個工具，讓醫(yī)生針對具體病人的臨床數(shù)據(jù)，做出用藥或手術(shù)的精準(zhǔn)干預(yù)方案，而關(guān)于生存期的知識則可以讓醫(yī)生對不同患者給出個體化生活方式的指導(dǎo)。因此，隨著圖譜的不斷完善，腫瘤臨床實(shí)踐會迎來革命性的改進(jìn)?！?/p>

（《科學(xué)》雜志）

軟體智能裝置 讓中風(fēng)病人行走自如

近日出版的《科學(xué)·轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》雜志刊登了哈佛大學(xué)研究人員的最新成果，他們開發(fā)的可穿戴柔性智能腳踝裝置，能幫助中風(fēng)病人更加自如行走。

中風(fēng)是導(dǎo)致美國人殘疾的主要原因，每年中風(fēng)后幸存下來的美國人超過650萬，他們中的大部分不能完全恢復(fù)行走能力。專家表示，因行走困難，這些患者甚至不愿出門去商店買東西，而長期不活動，導(dǎo)致他們出現(xiàn)其他健康問題，生活質(zhì)量螺旋式下降。

近年來，外骨骼技術(shù)領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，大大改進(jìn)了拐杖、助步器和矯正器等輔助性裝置的性能。但這些外骨骼裝置大多數(shù)都太過堅硬，只能對中風(fēng)后不能行走的患者提供幫助，對部分中風(fēng)后還能行走的患者來說并不合適。

新研究中，哈佛大學(xué)軟體機(jī)器人科學(xué)家康納·沃爾什和同事開發(fā)了一種柔性超輕可穿戴智能設(shè)備，能幫助中風(fēng)后遺癥患者重新行走。沃爾什表示，新軟體外裝置能對還保留部分行走能力的患者提供很大幫助，讓他們以更加接近自然的方式行走。

這一智能裝置只有900 g重，包括一條腰帶、與腿套連接的腿帶。腰帶上綁著的促動器有2.63 kg（其中電池重560 g），通過光纜與鞋墊相連，推動雙腿向前邁進(jìn)，并糾正足部下垂導(dǎo)致的腳趾和腳踝彎曲問題。

在測試中，年齡30歲到67歲的9位中風(fēng)后遺癥患者戴上這一智能裝置后，都能在跑步機(jī)和空曠地面上行走，邁步能力和對稱性分別提高了10%和20%。戴上裝置后，數(shù)分鐘內(nèi)就能看見行走能力明顯改善，效果與接受長期臨床康復(fù)治療相當(dāng)。對那些不需輔助裝置就能慢速行走的患者，效果最為明顯。研究人員表示，他們將繼續(xù)開發(fā)可戴在膝蓋和臀部的類似智能裝置，更好地幫助這些患者。

（《科學(xué)·轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》雜志）

牛能快速產(chǎn)生廣泛中和抗體對抗HIV

美國科學(xué)家在最新一期《自然》雜志上撰文指出，牛在免疫接種后可快速產(chǎn)生對抗艾滋病病毒（HIV）的廣泛中和抗體。新發(fā)現(xiàn)不僅有助于HIV疫苗的設(shè)計，也為開發(fā)新的艾滋病防治手段提供了思路。

在HIV攜帶者中，約有10%到20%的人會自然產(chǎn)生針對這種病毒的廣泛中和抗體，但其通常只在感染兩年后才會出現(xiàn)。實(shí)驗顯示，這些抗體能阻止大多數(shù)HIV感染人類細(xì)胞，并保護(hù)動物模型不受感染。但迄今為止，科學(xué)家還無法促使人類免疫系統(tǒng)產(chǎn)生這類抗體。

此次，美國國家過敏和傳染病研究所（NIAID）、德克薩斯A&M大學(xué)、國際艾滋病疫苗倡議組織等機(jī)構(gòu)科學(xué)家的研究表明，?；蛟S能幫助人類解決這一難題，其可在注射HIV免疫原后很短時間內(nèi)產(chǎn)生抗體對抗HIV。在該項研究中，科學(xué)家們向4頭小牛注射了HIV免疫原—一種BG505 SOSIP三聚體，隨后查看它們的免疫反應(yīng)。他們發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行兩次注射后的35 d至50 d內(nèi)，4頭牛的血液中便產(chǎn)生了針對HIV的廣泛中和抗體，其中一種被稱為NC-Cow1的抗體能中和約2/3的HIV。

研究人員指出，雖然少數(shù)HIV感染者體內(nèi)會產(chǎn)生廣泛中和抗體，但這些抗體都是在感染很長一段時間后產(chǎn)生，此時體內(nèi)的病毒已進(jìn)化到能抵制這些抗體了。而新研究表明，牛能在極短時間內(nèi)產(chǎn)生廣泛中和抗體，并在與HIV的對抗中獲得優(yōu)勢。雖然目前?？贵w還不太適合在人類中臨床使用，但弄清楚這種快速產(chǎn)生抗體的機(jī)制，對于抗艾疫苗的設(shè)計非常有用，也有助于開發(fā)新的艾滋病防治手段。

（《自然》雜志）

“葡萄糖感受機(jī)制”或可治療肥胖癥

近期，《自然》雜志發(fā)表了廈門大學(xué)林圣彩教授課題組的研究成果，他們發(fā)現(xiàn)了生理狀態(tài)下機(jī)體感受葡萄糖水平并調(diào)節(jié)代謝模式的機(jī)制，對開發(fā)用于治療肥胖癥，乃至延長壽命的藥物具有深遠(yuǎn)意義。

生活中的生物體內(nèi)，葡萄糖水平的波動十分常見，睡一大覺、劇烈運(yùn)動幾個小時或者太忙了沒時間吃飯，都會引起葡萄糖水平的顯著下降。這時，機(jī)體能夠觸發(fā)一套有效的過程應(yīng)對這類“不利情況”，林圣彩課題組研究發(fā)現(xiàn)，其中最為關(guān)鍵的就是激活“代謝的核心調(diào)節(jié)者”—AMPK。

此前研究認(rèn)為，葡萄糖水平下降引起細(xì)胞內(nèi)的能量分子ATP含量下降，進(jìn)而引起另一代表低能量狀態(tài)的分子AMP水平的上升，并由AMP直接激活A(yù)MPK，維持新陳代謝平衡。

無論在不含葡萄糖的細(xì)胞培養(yǎng)條件下，還是在饑餓的低血糖的動物體內(nèi)，都不能觀測到AMP水平的上升，這充分說明了機(jī)體有一套不為人知的、獨(dú)立于AMP的感應(yīng)葡萄糖水平的機(jī)制。

林圣彩課題組進(jìn)一步研究揭示了這一完整過程：葡萄糖水平下降將引起葡萄糖代謝物下降，并被糖酵解通路上的代謝酶感應(yīng)，后者啟動激活A(yù)MPK的溶酶體途徑進(jìn)而介導(dǎo)AMPK的激活。

林圣彩教授進(jìn)一步地把葡萄糖水平總結(jié)為一種“狀態(tài)信號”，以區(qū)別于傳統(tǒng)的“能量信號”。他介紹，生物體維持能量水平的穩(wěn)定是至關(guān)重要的，ATP水平的下降對機(jī)體的傷害是巨大的，因此，等到能量水平下降再作出應(yīng)激反應(yīng)很可能為時已晚?！盃顟B(tài)信號”的存在使得機(jī)體能夠“前瞻性”地應(yīng)對復(fù)雜的外界條件和各種應(yīng)激壓力，保證生命活動的有序進(jìn)行。

（科技日報）

我國高速列車信息控制系統(tǒng)實(shí)時診斷技術(shù)獲突破

微小與復(fù)合故障的診斷是高速列車信息控制系統(tǒng)實(shí)時故障診斷領(lǐng)域的國際前沿課題。最近，清華大學(xué)教授周東華在山東省科學(xué)技術(shù)協(xié)會主辦的2017中日工程技術(shù)大會上宣布：“動車組制動缸系統(tǒng)的故障檢測和分離”“動車組制動系統(tǒng)傳感器微小故障診斷”等8項高速列車信息控制系統(tǒng)實(shí)時故障診斷技術(shù)獲得突破。

據(jù)了解，高速列車運(yùn)行時速極高，任何微小故障或隱患若不能被實(shí)時診斷出來和有效處理，都有可能引發(fā)連鎖反應(yīng)造成事故。影響高速列車安全運(yùn)行的關(guān)鍵是列車的信息控制系統(tǒng)，周東華表示，信息控制系統(tǒng)中的牽引變流系統(tǒng)、車載控制系統(tǒng)、列車網(wǎng)絡(luò)如同人體的心臟、大腦、神經(jīng)，左右著列車安全。但在現(xiàn)階段，高速列車信息控制系統(tǒng)故障診斷面臨著困難，比如地形地貌復(fù)雜、氣候條件多變、風(fēng)沙雪雨雷電常見，致使高鐵運(yùn)行環(huán)境具有極強(qiáng)的不確定性，多子系統(tǒng)相互耦合導(dǎo)致的復(fù)合故障現(xiàn)象給高速列車信息控制系統(tǒng)快速、準(zhǔn)確的故障診斷帶來極大的困難。

借助具有國內(nèi)一流檢測試驗環(huán)境的株洲電力機(jī)車所，在青島四方所的研究基礎(chǔ)上，周東華團(tuán)隊實(shí)現(xiàn)了動車組制動缸系統(tǒng)的故障檢測和分離、動車組制動系統(tǒng)傳感器微小故障診斷、微小故障檢測的遞推變元統(tǒng)計分析方法、數(shù)據(jù)驅(qū)動的制動系統(tǒng)暫態(tài)過程的故障檢測方法、閉環(huán)系統(tǒng)故障診斷方法、含模型不確定性的隨機(jī)動態(tài)系統(tǒng)執(zhí)行器間歇故障魯棒檢測方法、隨機(jī)動態(tài)系統(tǒng)執(zhí)行器間歇故障檢測與分離方法、含未知擾動的隨機(jī)動態(tài)系統(tǒng)傳感器間歇故障魯棒檢測方法等8個方面的突破。

（科技日報）

可打印人體細(xì)胞的3D打印機(jī)

來自杭州電子科技大學(xué)等高校的科學(xué)家自主研發(fā)出一臺生物材料3D打印機(jī)。他們使用生物醫(yī)用高分子材料、無機(jī)材料、水凝膠材料或活細(xì)胞，目前已在這臺打印機(jī)上成功打印出較小比例的人類耳朵軟骨組織、肝臟單元等。

該生物材料3D打印機(jī)研發(fā)團(tuán)隊負(fù)責(zé)人、杭州電子科技大學(xué)教授徐銘恩說，這臺生物材料3D打印機(jī)具有打印生物材料種類多、對細(xì)胞損傷率低、打印精度高和操作方便等特點(diǎn)。和國際同類打印機(jī)相比，這臺名為“Regenovo”的3D打印機(jī)不僅實(shí)現(xiàn)了無菌條件下的生物材料和細(xì)胞3D打印，而且新型的溫控單元和打印噴頭設(shè)計，能夠支持從－5℃到260℃熔融的多種生物材料打印。

徐銘恩介紹說，“Regenovo”支持活細(xì)胞打印，打印的細(xì)胞有著高達(dá)90%的存活率。目前打印出來的活細(xì)胞存活時間最長為4個月。

不過，從人體細(xì)胞、組織乃至器官被“打印”出來，到真正應(yīng)用于臨床，還有相當(dāng)長一段路需要走。

（科技日報）