摘要

　　2016年，在生物科學(xué)各領(lǐng)域都收獲了許多重大的研究成果。如今嶄新的2017年已經(jīng)來(lái)臨，那么哪些領(lǐng)域能夠再創(chuàng)輝煌引領(lǐng)潮流？

　　1.腫瘤免疫療法

　　腫瘤免疫治療是應(yīng)用免疫學(xué)原理和方法，提高腫瘤細(xì)胞的免疫原性和對(duì)效應(yīng)細(xì)胞殺傷的敏感性，激發(fā)和增強(qiáng)機(jī)體抗腫瘤免疫應(yīng)答，并應(yīng)用免疫細(xì)胞和效應(yīng)分子輸注宿主體內(nèi)，協(xié)同機(jī)體免疫系統(tǒng)殺傷腫瘤、抑制腫瘤生長(zhǎng)，是近年來(lái)腫瘤治療的一個(gè)發(fā)展方向，也是當(dāng)前癌癥研究領(lǐng)域中的熱點(diǎn)之一。

　　目前免疫治療大致有兩種：

　　第一種是免疫細(xì)胞療法。簡(jiǎn)單說(shuō)就是抽取患者體內(nèi)的免疫細(xì)胞，把腫瘤的特征“告訴”免疫細(xì)胞，在體外誘導(dǎo)出可能具有殺傷腫瘤能力的細(xì)胞，再輸回患者體內(nèi)進(jìn)行“戰(zhàn)斗”。此類療法包括LAK，DC，CIK，DC-CIK，CAR-T，TCR-T，NK，CAR-NK，腫瘤浸潤(rùn)性淋巴細(xì)胞（TILs）等等。但是經(jīng)過十?dāng)?shù)年的研究，大浪淘沙始到金，眼下有出色作用的是CAR-T，TCR-T這兩種細(xì)胞治療方法。

　　第二種是免疫檢測(cè)點(diǎn)阻斷劑藥物。這些藥物能使癌細(xì)胞周圍削弱免疫系統(tǒng)的信號(hào)失效，使免疫細(xì)胞不被蒙蔽，繼續(xù)攻擊腫瘤細(xì)胞。如抗體阻斷CTLA-4以及PD-1通路，能阻斷腫瘤細(xì)胞對(duì)T細(xì)胞的“欺騙”，讓T細(xì)胞恢復(fù)對(duì)腫瘤細(xì)胞識(shí)別和殺傷的能力。

　　近年來(lái)，隨著生物技術(shù)的發(fā)展，腫瘤免疫療法成為繼腫瘤手術(shù)， 放療，化療， 靶向治療后的最有希望能成功治愈癌癥的手段，亮點(diǎn)迭出。最近隨著CAR-T療法成功消滅實(shí)體瘤的案例出現(xiàn)，CAR-T療法的研究即將進(jìn)入了一個(gè)令人興奮的新階段。

　　2017年將會(huì)是CAR-T領(lǐng)域不平凡的一年。CAR-T癌癥免疫療法已經(jīng)準(zhǔn)備進(jìn)入市場(chǎng)，凱特制藥公司（Kite Pharma）和諾華制藥目前正在競(jìng)爭(zhēng)希望獲得該療法的批準(zhǔn)。

　　而不同免疫療法的聯(lián)合應(yīng)用將是癌癥治療的未來(lái)趨勢(shì)。2016年12月，腫瘤免疫治療巨頭百時(shí)美施貴寶（BMS）公布了腫瘤免疫組合療法Opdivo+Yervoy一項(xiàng)Ib期研究CheckMate-012的更新數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)顯示聯(lián)合治療組確定的客觀緩解率為43%，是之前已報(bào)道的Opdivo單藥組的近2倍。除了免疫檢查點(diǎn)抑制劑的組合療法，腫瘤免疫療法與放療、化療、大小分子靶向療法的聯(lián)用也在臨床治療獲得療效。隨著人們對(duì)腫瘤生物學(xué)和免疫系統(tǒng)研究進(jìn)一步深入了解，更多的組合方案實(shí)踐可能產(chǎn)生更安全有效的臨床效果，真正實(shí)現(xiàn)臨床治愈癌癥。

　　2.基因編輯

　　基因編輯技術(shù)指能夠讓人類對(duì)目標(biāo)基因進(jìn)行“編輯”，實(shí)現(xiàn)對(duì)特定DNA片段的敲除、加入等。而CRISPR/Cas9技術(shù)自問世以來(lái)，就有著其它基因編輯技術(shù)無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，技術(shù)不斷改進(jìn)后，更被認(rèn)為能夠在活細(xì)胞中最有效、最便捷地“編輯”任何基因。

　　2016年，基因編輯飛速發(fā)展，在一系列基因治療的應(yīng)用領(lǐng)域都展現(xiàn)出極大的應(yīng)用前景。在這一年里，基因編輯技術(shù)也取得了突破性進(jìn)展，除了CRISPR-Cas，科學(xué)家們還開發(fā)出了CRISPR/Cpf1、僅靶向RNA的CRISPR/C2c2以及只編輯單個(gè)堿基CRISPR/Cas9等新的基因編輯系統(tǒng)。

　　眼下關(guān)于CRISPR專利紛爭(zhēng)風(fēng)波不斷，同時(shí)關(guān)于CRISPR-Cas系統(tǒng)的研究也在不斷推進(jìn)。2015年，通過回輸基因編輯免疫細(xì)胞治療白血病的小女孩Layla體內(nèi)已經(jīng)檢測(cè)不到白血病的跡象。盡管現(xiàn)在這還只是個(gè)例，但是到2017年底，基因編輯技術(shù)將會(huì)拯救許多生命。中國(guó)已經(jīng)開展了CRISPR的首次臨床試驗(yàn)。而美國(guó)即將開展的一項(xiàng)臨床試驗(yàn)更是雄心勃勃。研究人員打算先給T細(xì)胞嵌入一個(gè)腫瘤嵌合抗原受體基因，使之可以攻擊腫瘤細(xì)胞，然后再用CRISPR敲除PD-1及另外兩個(gè)基因。

　　2017年，美國(guó)的法院很有可能會(huì)對(duì)加利福尼亞大學(xué)和博德研究所之間關(guān)于CRISPR–Cas9技術(shù)的紛爭(zhēng)進(jìn)行裁決，聲稱發(fā)明這項(xiàng)基因編輯技術(shù)的研究機(jī)構(gòu)將會(huì)從專利許可方面收集數(shù)十億美元；與此同時(shí)，另外一項(xiàng)很難進(jìn)行復(fù)制的基因編輯技術(shù)NgAgo或許會(huì)“煙消云散”繼續(xù)“游走”在后續(xù)深入研究的基礎(chǔ)之上。在英國(guó)，很多臨床診所如今都獲得了許可證利用備受爭(zhēng)議的輔助生殖技術(shù)將來(lái)自三個(gè)人的DNA進(jìn)行混合，這項(xiàng)操作的目的就在于預(yù)防兒童患上因母親線粒體而引發(fā)的遺傳性疾病。

　　3.人工基因組合成與再生醫(yī)學(xué)

人工合成基因組是指在體外人工合成雙鏈DNA分子的技術(shù)。

再生醫(yī)學(xué)是指利用生物學(xué)及工程學(xué)的理論方法創(chuàng)造丟失或功能損害的組織和器官，使其具備正常組織和器官的機(jī)構(gòu)和功能。

英國(guó)《自然》雜志公布的2017年重點(diǎn)關(guān)注科學(xué)家名單中，基因編輯領(lǐng)域著名人物杰夫·伯克赫然在列。2014年，他成功合成酵母基因組中一條染色體。2017年，伯克如果能夠合成整個(gè)酵母基因組，將是科學(xué)界首次人工合成一種真核生物的基因組，這將是人造生命體研究向前邁出的一大步。以此為基礎(chǔ)，未來(lái)也許可以實(shí)現(xiàn)完全的“按需設(shè)計(jì)”基因，從而創(chuàng)造出最令人滿意的寵物。

2016年，美國(guó)25名科學(xué)家提出了在10年內(nèi)合成一條完整人類基因組的計(jì)劃——人類基因組編寫計(jì)劃(Human Genome Project-Write)，曾因倫理問題引發(fā)了一些爭(zhēng)議。在他們的計(jì)劃中，合成的人類基因組能被用于培育出可移植給人類的異種器官、加速人類對(duì)各種疾病疫苗和藥物的研發(fā)進(jìn)程。

在比利時(shí)法語(yǔ)布魯塞爾自由大學(xué)醫(yī)學(xué)院再生醫(yī)學(xué)方向研究員林雄暉看來(lái)，再生醫(yī)學(xué)將是2017年熱點(diǎn)研究方向：比如研究用它治療糖尿病，將患者體細(xì)胞變成誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞，再培育成胰島素分泌細(xì)胞移植到患者體內(nèi)；比如研究用它治療心臟病，先在體外培育心臟細(xì)胞，再將其注射或移植到心臟病變部分，取代失活細(xì)胞。

　　4.突破人類胚胎發(fā)育時(shí)間限制

來(lái)自美國(guó)和英國(guó)的兩個(gè)研究小組分別在2016年出版的《自然》和《自然—細(xì)胞生物學(xué)》雜志上發(fā)表論文稱，他們將人類胚胎體外發(fā)育的時(shí)間提高到10天以上。這兩項(xiàng)研究不僅突破了此前難以超越的7天之限，還將曾經(jīng)遙不可及的“14天規(guī)則”一下拉近到了眼前。問世30余年的人類胚胎研究“14天規(guī)則”或因此面臨修訂。

美國(guó)洛克菲勒大學(xué)胚胎實(shí)驗(yàn)室主任阿里·布萊文盧、英國(guó)劍橋大學(xué)生理學(xué)教授瑪格麗娜·澤尼卡-葛茲帶領(lǐng)各自的研究團(tuán)隊(duì)獨(dú)自進(jìn)行的研究顯示，即使在培養(yǎng)皿中，人類胚胎也能進(jìn)行細(xì)胞分裂和自我發(fā)育。培養(yǎng)皿中胚胎經(jīng)歷的變化與在母體中發(fā)育的胚胎并無(wú)顯著差異。

人類胚胎發(fā)育研究是了解人類早期發(fā)育過程，預(yù)測(cè)遺傳性疾病的一個(gè)重要途徑。但此前人類胚胎在培養(yǎng)皿中的發(fā)育一直很難超過7天。在新的研究中，通過采用一種過去曾用于培養(yǎng)小鼠胚胎的技術(shù)，兩個(gè)團(tuán)隊(duì)分別讓這一時(shí)間達(dá)到了10天和13天，并報(bào)告了期間人類胚胎發(fā)育的各種事件。這些發(fā)現(xiàn)凸顯出小鼠胚胎和人類胚胎之間在細(xì)胞類型分化和組織組合方式上的差異。按照國(guó)際公認(rèn)的準(zhǔn)則，實(shí)驗(yàn)在胚胎發(fā)育的第14天之前終止。

“14天規(guī)則”是指科學(xué)家只能在不滿14天的胚胎上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。由于14天之前的人類胚胎還未分化出神經(jīng)等結(jié)構(gòu)，尚不具備人的特征，因此不涉及倫理問題，這一規(guī)則便由此而來(lái)。1979年，由當(dāng)時(shí)的美國(guó)衛(wèi)生、教育及福利部倫理咨詢委員會(huì)首次提出，而后逐漸被多國(guó)監(jiān)管機(jī)構(gòu)采納，成為國(guó)際準(zhǔn)則。

《自然》雜志同期發(fā)表的評(píng)論稱，“14天規(guī)則”在過去得到了嚴(yán)格的遵守，有很大一部分原因是此前的技術(shù)很難突破14天的限制。如今，體外培養(yǎng)胚胎超過14天似乎是完全可行的。與之相關(guān)的研究有望把人類對(duì)自身早期發(fā)育的各方面認(rèn)識(shí)推進(jìn)到前所未有的精度，應(yīng)從科學(xué)角度出發(fā)，邀請(qǐng)專家、政策制定者、患者還有普通民眾參與進(jìn)來(lái)，對(duì)規(guī)則重新進(jìn)行評(píng)估，對(duì)適用范圍等問題作出更為明確的界定。

　　5.寨卡疫苗測(cè)試

　　寨卡疫苗的效果將在2017年得到驗(yàn)證。迄今，接受測(cè)試的幾乎每一種候選寨卡疫苗都能為猴子提供完全的保護(hù)，其中至少有３種疫苗開始了小規(guī)模人體試驗(yàn)，以評(píng)估它們的安全性與激發(fā)免疫反應(yīng)的能力。如果這些疫苗通過測(cè)試，那么將在明年進(jìn)行有效性臨床試驗(yàn)。但有兩個(gè)關(guān)切可能會(huì)延緩疫苗研發(fā)進(jìn)展。一是理論上寨卡病毒抗體可能會(huì)與近親登革病毒發(fā)生交叉反應(yīng)，從而讓人們?nèi)菀赘腥靖咧旅缘牡歉餆幔欢钦ㄒ咔樵诶∶乐迋鞑シ浅Ｑ杆?，許多拉美人可能出現(xiàn)了免疫力，這會(huì)掩蓋疫苗的效果。

　　6.人類微生物組

人類微生物組計(jì)劃是人類基因組計(jì)劃的延伸，它研究的重點(diǎn)是通過基因組學(xué)的方法研究人體內(nèi)（表）的微生物菌群結(jié)構(gòu)變化與人體健康的關(guān)系。

科學(xué)家們?cè)谛碌囊荒昀锬軌蚋嗟匮芯咳祟愇⑸锝M影響人類健康的分子機(jī)制，人類微生物組是一類病毒、細(xì)菌及其它微生物連同其基因在一起的“大集合”；如今研究者檢測(cè)了微生物組對(duì)人類大腦發(fā)育和癌癥發(fā)生的影響，同時(shí)兩項(xiàng)美國(guó)人類微生物組研究計(jì)劃也將提供一定的研究結(jié)果，這兩項(xiàng)計(jì)劃重點(diǎn)對(duì)人類微生物菌群同新生兒早產(chǎn)、炎性腸病及2型糖尿病之間的關(guān)聯(lián)進(jìn)行研究。

　　7.細(xì)胞自噬

　　細(xì)胞自噬(autophagy)是真核生物中進(jìn)化保守的對(duì)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)進(jìn)行周轉(zhuǎn)的重要過程。該過程中一些損壞的蛋白或細(xì)胞器被雙層膜結(jié)構(gòu)的自噬小泡包裹后，送入溶酶體(動(dòng)物）或液泡（酵母和植物）中進(jìn)行降解并得以循環(huán)利用。

　　2016年，諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了日本科學(xué)家大禹良典，因其在細(xì)胞自噬領(lǐng)域做出的貢獻(xiàn)。

　　細(xì)胞器自噬， 特別是線粒體自噬的分子調(diào)控機(jī)制目前是線粒體和細(xì)胞自噬研究領(lǐng)域同行廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)問題。自噬相關(guān)基因（autophagy associated gene, ATG）是目前研究的另一個(gè)熱點(diǎn)。關(guān)于自噬, 凋亡和程序性壞死的轉(zhuǎn)化關(guān)系也是近年來(lái)研究進(jìn)展比較多的領(lǐng)域， 三者均參與神經(jīng)元的死亡過程， 可相互轉(zhuǎn)換又相互制約。在轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究方面，許多調(diào)節(jié)自噬的藥物被用于臨床腫瘤治療的研究中，如從海洋藥物里發(fā)現(xiàn)的稱為”Blue-print autopagy”。

　　然而，有關(guān)自噬相關(guān)基因的功能和自噬發(fā)生機(jī)制還有很多問題有待澄清，如自噬體膜的來(lái)源、降解底物的識(shí)別以及自噬體與溶酶體的融合機(jī)制等。2017年，我們期待在細(xì)胞自噬領(lǐng)域看到更多新突破。

　　8.無(wú)創(chuàng)基因篩查

2016年，香港中文大學(xué)的盧煜明教授因在無(wú)創(chuàng)產(chǎn)前胎兒基因檢查方面的開拓性貢獻(xiàn)獲得了“引文桂冠獎(jiǎng)”，并成為未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)的首屆得獎(jiǎng)?wù)?。另外，藥明康德集團(tuán)企業(yè)明碼生物科技12月3日發(fā)布的無(wú)創(chuàng)孕前基因篩查產(chǎn)品——“福碼”（FamilyCODE），可一次性檢測(cè)135種亞洲人群中高發(fā)的嚴(yán)重隱性遺傳病。

2016年10月27日，衛(wèi)計(jì)委發(fā)布【45】號(hào)重要文件：《關(guān)于規(guī)范有血開展孕婦外周血胎兒游離DNA產(chǎn)篩查與診斷工作的通知》,廢止此前無(wú)創(chuàng)產(chǎn)前篩查與診斷試點(diǎn)機(jī)構(gòu)相關(guān)規(guī)定，正式取消無(wú)創(chuàng)產(chǎn)前篩查與診斷試點(diǎn)，旨在推動(dòng)落實(shí)全面兩孩政策，滿足廣大孕婦對(duì)產(chǎn)前篩查與診斷分子遺傳新技術(shù)服務(wù)的需求。

借著政策的東風(fēng)，2017年這一技術(shù)必將迎來(lái)新機(jī)遇。

　　9.人工智能與醫(yī)療

　　若論話題熱度，人工智能無(wú)疑是今年最熱話題之一，微軟、谷歌、Facebook、IBM等科技巨頭都競(jìng)相布局人工智能，除了表面上的營(yíng)銷噱頭外，更是將其作為其業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)力及轉(zhuǎn)型之需，而對(duì)于人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值，業(yè)界說(shuō)法不一，那么，究竟人工智能“插足”醫(yī)療領(lǐng)域是雞肋還是正能量？

　　近年來(lái)，人工智能在人類疾病的診療中被越來(lái)越多地開發(fā)使用，此前，來(lái)自美國(guó)的科學(xué)家就將機(jī)器學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)相結(jié)合，用于確定攜帶疾病的嚙齒類動(dòng)物的種類分布，以及容易被新生寄生蟲和病原體傳染的熱點(diǎn)地區(qū)。而據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，包括谷歌公司在內(nèi)的許多公司致力于研究如何延長(zhǎng)人類壽命幾十年時(shí)間，但美國(guó)洛杉磯一家公司提出了一個(gè)新概念-使用人工智能技術(shù)將人類“起死回生”，而這項(xiàng)技術(shù)預(yù)計(jì)在2040年將實(shí)現(xiàn)。

　　醫(yī)療領(lǐng)域人工智能企業(yè)Airdoc創(chuàng)始人張大磊認(rèn)為，人工智能在醫(yī)療健康領(lǐng)域的機(jī)遇主要有七大方向：臨床診斷輔助系統(tǒng)等醫(yī)療服務(wù)、機(jī)構(gòu)信息化、醫(yī)學(xué)影像識(shí)別、醫(yī)療大數(shù)據(jù)、藥企研發(fā)、健康管理、基因測(cè)序等。