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发布时间:2020-06-29 14:38:26

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作者:夏太寿

出版社:中国轻工业出版社

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生物技术及其产业发展研究报告2012

生物技术及其产业发展研究报告2012试读:

序言

生物产业是当前最具潜力和最富活力的产业领域之一,大力发展生物技术,推动生物产业发展,是中国经济社会发展的战略选择,是实现创新型国家建设的迫切需求。我国政府对生物技术发展高度重视,《国家中长期科学和技术发展规划纲要》把生物技术列入科技发展的五大战略重点之一。以生命科学和生物技术为重要代表的新技术革命已在蓬勃兴起和迅猛发展,极大地推动了生物医药、生物农业和生物工业等领域的快速发展。

目前,全球生物产业销售额几乎每5年翻一番,增长速度是世界经济平均增长率的近10 倍。生物医药新产品大量涌现,生物医药的市场份额达1400亿美元,占全球药物销售的16%。预计到2020年,生物医药占全球药品的比重将超过三分之一;全球转基因农作物种植面积增长了80多倍,生物技术对农业的变革作用日益显著;生物制造、生物能源、生物环保等一批高新产业群正蓬勃发展,预计到2020年,生物质能源占世界能源消费的比重将达到5%左右;生物基材料将替代10%~20%的化学材料,精细化学品的生物法制造将替代化学法的30%~60%。

在国家宏观政策的引导下,我国生命科学和生物技术的创新能力显著提高,一批具有自主知识产权、国际领先的生物技术成果得到广泛应用,已成为继信息产业之后我国高技术产业的重要领域,呈现出产业规模不断扩张、产业增长快速平稳、产业结构优化升级趋势明显的特点。

目前,我国生物产业总规模已超过2 万多亿元,预计到2015年将超过3.6万亿元。在过去的10 多年中,作为生物产业核心的生物医药产业几乎保持了年均20%以上的增长速度。同时,我国生物农业中生物技术产品的应用规模及转基因抗虫棉等种植面积不断扩大,也取得了很好的经济和社会效益;由于关键技术不断取得突破,生物柴油、非粮燃料乙醇、甲醇等生物能源领域吸引了很多企业的投资;生物医药、生物农业、生物制造、生物能源保持快速增长,支撑了生物产业整体保持20%以上的增速。

由江苏省生物技术协会主编、中国轻工业出版社出版的《生物产业发展系列跟踪研究报告》(2010、2011、2012)已经连续三年正式出版,旨在为有关政府部门、高等院校、科研院所和有关生产企业的科学决策提供准确及时的决策信息。该书凝聚了江苏省生物技术协会的有关专家们进行信息跟踪研究的成果,包括生物产业发展动态、生物质能、医药生物技术、工业生物技术、农业生物技术、环境生物技术,以及科技创新联盟与科技创新服务七大类信息;书中还征集了国内外知名专家的专题报告,在这些报告中,专家们对各自研究领域的现状、发展趋势和对策建议均有详尽的论述;另外,还介绍了江苏省部分科技园区的发展现状、方向、目标和任务。

该研究报告的出版,已成为主管部门了解现状、支持发展的最佳报告之一,对制定科研计划、项目立项、技术咨询、合作开发等将起到十分有益的决策参考作用。

在开展生物产业发展信息跟踪研究中,江苏省生物技术协会的生物医药、生物工业、生物农业、生物环境、肿瘤生物诊断与治疗5个专业委员会的专家积极参与、共同完成了这项研究,对于大家付出的辛勤劳动这里一并表示衷心感谢!

中国工程院院士、江苏省科协主席、江苏省生物技术协会理事长

第一篇 生物产业发展系列跟踪研究报告

第一章 综述、动态

撰写 蒋福龙 江苏省生物技术协会荣誉秘书长,研究员

吴守海 江苏省科技厅科技成果与技术市场处调研员

夏太寿 江苏省科技情报研究所所长,研究员

盛祖芳 江苏省生物技术协会秘书长,研究员级高级工程师

生物技术:新一轮产业革命的核心

1 中国科学院白春礼院长谈第六次科技革命:中国再不能与其失之交臂

白春礼院长说,一个国家的命运与兴衰,与其历次科技革命中扮演了什么角色,息息相关。即将到来的新科技革命涉及科学和技术的深刻变革,为我国科技发展提供了难得机遇。中国再不能与其失之交臂。

白春礼院长说,第六次科技革命很可能是在生命科学、物质科学以及它们交叉的领域出现。从科技发展的角度来说,很多突破介于学科交叉点,所以在物质科学和生命科学这两个有待深入探索的新领域,以及在交叉的领域最有可能产生新突破。在这方面应该作更多研究,使我们能够预测未来的方向,从而及早布局,抓住新科技革命的机遇,使我们不再失之交臂。

白春礼院长说,在生命科学领域,我们与国外先进水平还有较大差距,但最近几年随着国家对科技投入的快速增长、对杰出人才培养力度的不断加大,获得了一些非常好的成果。相信经过不懈努力,我们会为抓住该领域的新突破奠定更好的知识基础和人才基础。

白春礼院长说,我们的目标是,使我国科技在某些领域由目前的“跟踪者”、“追随者”成为“领头羊”、“引领者”。对此,我们有自信心。

2 生物经济:从概念到战略

当世纪之交生物经济(bioeconomy)的概念刚刚出现的时候,我们能否料到10年之后生物经济已从当初的概念发展到今天的战略?如今,生物经济之花正开遍大江南北,国际生物经济发展战略规划正如火如荼。

2.1 生物经济战略得到各国重视

生命科学与生物技术的发展推动了“生物经济”概念的形成。针对生命科学与生物技术对经济社会的根本性影响,许多国家和国际组织提出了生物经济发展战略。

美国的战略计划提出得最早也最给力。为了推动生物经济的发展,美国政府不仅持续给予巨额拨款,更主要的是通过政策和法律予以制度保障。

2000年12月,美国提出“促进生物经济革命:基于生物的产品和生物能源”的战略性计划。奥巴马认为,领导21世纪清洁能源经济的国家将领导全球经济,政府要求以创新方式走向能源未来。为此美国出台了一系列战略计划,如2007年发表《生物质技术路线图》,2011年发布《能源安全未来蓝图》。

2012年4月,美国联邦政府发布《国家生物经济蓝图》,重点描绘了联邦生物经济五大战略目标。这一指导性战略规划认为:技术创新是对经济增长具有重要意义的驱动力,美国生物经济是体现这种技术驱动型经济成长的重要因素;美国生物经济重点领域涵盖人类健康医疗、生物能源、农业、环境保护及生物制造。

欧盟也积极制定生物经济战略,先后建立了未来植物技术、生物燃料技术等生物经济研究计划与技术平台,在欧盟第七框架计划中将生物经济、“从餐桌到农场”食品链列为优先支持领域,2007年提出《迈向基于知识的生物经济》战略。

2012年2月,欧盟委员会通过了欧盟可持续生物经济战略《为可持续增长创新:欧洲生物经济》,目的就在于促使欧盟经济向更多使用可持续、可再生资源的经济形态转变。2012年3月,欧盟发布《生物经济在行动的哥本哈根宣言》行动计划,目的在于用智慧和可持续的方式推进欧洲经济增长并创造就业。

经济合作与发展组织(OECD)2004年发布《可持续增长与发展的生物技术》战略报告,2006年提出《迈向2030年的生物经济:政策议程》。

亚洲也不甘落伍。印度2007年颁布《国家生物技术发展战略》,2009年联邦内阁批准了国家生物燃料政策及其执行方案。2010年,韩国制定了面向2016年的“生物经济基本战略”。2011年,日本政府通过了第四期科学与技术基本计划,确定了2011—2015年国家科技政策的方向,将绿色技术创新和生命科学的创新作为国家的重点战略。

中国生物经济的发展可谓“双峰并峙,百舸争流”。2007年,科技部提出了生物经济“三步走”战略与推进生物经济发展的十大科技行动,2009年国家出台《促进生物产业加快发展的若干政策》,2011年科技部发布“十二五”生物技术发展规划。国家生物产业“十二五”规划发布在即。

至2012年,“国际生物经济论坛”和“中国生物产业大会”已趋于规范和制度化,堪称生物经济发展与产业推进的“并峙双峰”。上海、天津、河北、江苏、黑龙江等省市区纷纷制定生物产业发展规划,形成了生物产业“百舸争流”的局面。

2.2 生物经济需要新型发展观

生物经济不等同于生物产业。生物经济预示着一个新时代的来临,以物理和化学定律为主的产业模式有望被基于生物过程的模式取代。只有认识到生物经济所具有的时代价值,才有利于从发展理念与发展战略上引领生物农业、生物医药、生物能源等领域进行不同层次的绿色革命,从而开辟出继农业经济时代、工业经济时代、信息经济时代之后的下一个崭新经济时代生物经济时代。这是生物经济发展观的革命性时代意义之所在和生物经济战略规划的根本出发点。

生物经济是迈向可持续发展的平台。“百舸争流”也容易导致重复研发、各自为政,乃至一盘散沙。我国生物经济当前主要停留在传统研发模式与生物经济概念阶段,缺乏整体发展规划、配套政策及有效措施,主要原因是没有充分认识到生物经济的可持续性及其基础研发的长远性,也就是未从战略上将生物经济作为可持续的生物转化平台。

生物经济的联动效应有利于产业融合、促进民生与就业。生物经济因其涵盖农业经济、生态经济、循环经济、低碳经济、绿色经济等本身或其主流部分,而具有经济社会发展的联动效应。这意味着生物经济战略的制定与实施注定是一项科技与经济社会协调发展与治理的系统工程。其中,良好适宜的科技与开发体制、政府采购制度、公民合作及利益相关者的互动机制,以及健全的社会保障制度、平衡适当的生物产品规制,是未来发展与改革成功的关键所在。

生物技术专家、中国工程院院士杨胜利曾预言:生物经济是早晨5 点的太阳。也就是说,生物经济正在成长,生物经济时代正在到来。我国当未雨绸缪,不失时机地谋划生物经济发展战略,即生物经济成长(GREW)战略。这项总战略可以包括四个有机联系的子战略:基于绿色生物技术(Green biotechnology)的新型农业战略;基于红色生物技术(Red biotechnology)的健康医疗战略;基于环境生物技术(Environmental biotechnology)的绿色环保战略;基于白色生物技术(White biotechnology)的绿色制造业战略和绿色能源战略。按照杨胜利院士的说法,农业生物技术产业是未来生物经济的基础;医药生物技术产业是未来生物经济的先导;工业生物技术产业是未来生物经济的支柱。

3 生物技术与新能源是新工业革命的方向

国家发改委产业经济与技术经济研究所所长王昌林就新科技革命和产业革命的发展趋势、最新动向,以及中国的机遇与挑战等相关问题接受了《经济参考报》记者的专访。

王昌林表示,总体上来说,新科技革命和产业革命还处于孕育和突破阶段,而最有可能的两大趋势是生物技术、新能源技术与信息技术的融合,时间可能需要15~20年。

3.1 新科技革命的四大动向

王昌林表示,产业革命应具有以下几方面的特征:第一,它的产业规模巨大,如果其规模不大不足以称之为革命;第二,它应该对社会、经济的发展和相关行业具有广泛的带动作用和巨大的影响;第三,它是科技创新比较密集、技术进步比较快的行业;第四,该行业应该有巨大的市场需求。王昌林认为,新科技革命和产业革命有以下四个动向,值得高度关注。

第一个动向是信息技术正在并将继续改变人们的生产方式和生活方式,特别是信息网络的深化运用。信息技术革命是提高效率的革命,信息技术的发展主要经历了三波创新浪潮,一是20世纪70年代集成电路的出现;二是80年代个人电脑的发展;三是20世纪末网络经济的蓬勃发展;目前以云计算和物联网为代表的新一代信息技术发展正在推动信息产业转型升级。

第二个动向是生物技术的发展将会引发医药、医疗、农业、工业等领域的深刻变革。生物技术的发展也经历了三个阶段:一是20世纪80年代生物技术在医药工业领域的应用,以生物制药为标志,目前生物医药的市场份额是1400亿美元,占全球药物销售的16%,全球销售前十名的药品中有四种是生物制药;二是20世纪90年代中期生物技术在农业领域的应用,以转基因农作物为标志,目前,全球转基因农作物种植面积增长了80多倍,生物对农业的变革作用很显著;三是生物技术在工业领域的应用,标志是生物基产品替代石化基产品。大规模可降解环保产品的出现是未来发展趋势,以解决资源短缺的问题,比如生物乙烯取代乙烯、生物基乙二醇取代石化基乙二醇。OECD的报告认为,到2030年人类将进入生物经济时代。

第三个动向是新能源的发展将会引发绿色革命。可再生能源是未来发展的趋势,目前可再生能源占能源消费的比例还不高,可以说微不足道,但在未来将占据举足轻重的地位。据有关部门预测,2020年可再生能源在消费能源中的比重要达到20%左右,2030年这个比例要达到30%,到2050年这个比例要达到50%以上。可再生能源发展是否会引发产业革命?在王昌林看来,从产业革命的特征来看,新能源革命无疑会引发能源消费和可持续发展的革命性变化。

第四个动向是信息技术与生物技术、新材料技术、新能源技术的交叉融合、突破,这也将引发产业革命。信息技术越来越成为平台技术、共用的技术。目前很多技术的开发都离不开信息技术,比如生物医药的开发、基因的测序、蛋白质组计划等都依赖于信息技术。从这个意义上来说,未来的产业革命更多的将是这种融合产生的突破,而不是在一个点上发生。

3.2 新科技革命或发生在2030年

为什么大家忽然感觉新科技革命和产业革命“山雨欲来风满楼”了呢?王昌林认为,从历史经验看,每次的经济危机都会催生新科技革命和产业革命。这次国际金融危机的发生表面上与发达国家的次贷、虚拟经济有关,根本原因是全球尤其是发达国家缺乏新的增长动力。当前经济危机、欧债危机、金融泡沫使得世界经济进入了调整、转型期,需要一些新兴的主导产业科技的突破来驱动经济新一轮的增长。

王昌林说,历史上有四次产业革命。每一次工业革命之间的时间间隔是60~70年,按照这个大周期来看的话,下一轮的新工业革命将会发生在2030年左右。以信息革命来说,20世纪五六十年代发端,而真正爆发是在20世纪80年代之后的二三十年,它推动了世界经济的快速发展。2000年之后,网络泡沫破灭,美国经济增长缺乏新的动力,于是开始发展虚拟经济。但是由于缺乏新的主导产业的支撑,其经济步入低速发展期,其后发生金融危机也是在情理之中。而要想从根本上走出危机的话,还是有赖于新的科技突破和新的主导产业的出现。

3.3 各国抢占战略制高点

王昌林表示,危机有倒逼机制,危机迫使大家寻找解决问题的根本办法。在这种背景下,发达国家都认识到在危机过后要寻找新的增长动力,抢占战略制高点。一方面出台短期政策,刺激经济,走出发展的低谷,另一方面也大力地进行科技创新,培育新的主导产业的出现,抢占战略制高点,促使世界经济走入新的发展阶段。

3.4 核心问题亟待突破

王昌林认为,虽然新科技革命还处于孕育阶段,但是它真正要取得突破还要解决一些核心问题。

生物技术方面,基因组计划并不是测序工作完成就大功告成了,目前基因组计划对各个基因的功能还未搞清楚,但是这个工作量巨大,完成过程可能还需要一二十年的时间。

王昌林表示,中国要实现现代化主要面临三大瓶颈制约:能源与环境问题、农业问题、健康问题,要解决这些问题都依赖于新能源技术和生物技术的发展。从人类基因组计划到蛋白质组计划需要花费很长时间,但是如果能够真正把这些东西搞清楚,它的发展空间非常大。从某种程度上讲,生物技术比新能源的产业规模可能会更大一些,它对人类生活的影响面也更大,因为它将引发医疗的变革、生命的延长和农业根本的变革。

3.5 科技体制改革应加强顶层设计

王昌林认为,当前,我国在迎接新科技革命和产业革命方面存在一些问题。美国在漫长的发展过程中形成了有利于科技创新的土壤,然而我国缺乏创新文化和氛围,并且相应的金融创新也很滞后,科技创新的体制、政策、环境与发达国家的差距比较大。受科技体制的影响,一些关键性的技术很难突破,难以集中力量办大事。另外,当前的研究呈现出分散、急功近利、短期行为、浮躁的现象,管理体制也不符合新兴产业发展要求。

王昌林说,“当前我国科技与经济‘两张皮’的问题并没有解决,全国科技成果产业化率不到5%,使得新兴产业成为无源之水;而人才培养、使用机制不完善造成高端人才缺乏的问题仍比较突出。”这直接造成了自主创新能力的不足。

王昌林认为,没有制度的转型和创新我们很难把握机遇,也很难充分发展。发展战略性新兴产业的问题归根到底很大程度上都是体制机制的问题。目前我国的科技体制改革已进入攻坚阶段,而改革的核心问题是要加强顶层设计、系统的改革,目前任何单一的改革不能够解决根本问题,也难以达到预期的效果。

4 重大奖项得主

4.1 诺贝尔医学奖

美国科学家布鲁斯·博伊特勒、卢森堡科学家朱尔斯·霍夫曼和加拿大科学家拉尔夫·斯坦曼凭借在免疫医学领域的研究分享了这一殊荣。

博伊特勒和霍夫曼获奖是因为“先天免疫激活方面的发现”,斯坦曼得奖是因为“发现树突状细胞及其在获得性免疫中的作用”。诺贝尔生理学与医学奖评委会对他们成果的评论是:“发现了免疫应答的‘守门人’,从而彻底革新了我们对于免疫系统的认识”。无论是研发针对传染病的“治疗性疫苗”,还是开发对抗癌症的新方法,这三位科学家的研究成果都有重要的意义。

4.2 美国拉斯克奖

中国科学家屠呦呦教授荣获临床医学奖。她的获奖理由是:发现青蒿素(artemisinin)——一种用于治疗疟疾的药物,挽救了全球特别是发展中国家数百万人的生命。

另有2位科学家荣获基础医学奖。他们是马普生物化学研究院的 Franz-Ulrich Hartl和耶鲁大学分子生物学家Arthur Horwich。他们的获奖理由是发现了与蛋白质折叠相关的一个细胞机器。在20世纪80年代,这两位科学家发现,虽然线性氨基酸能在试管中折叠成需要的三维结构,但是在细胞中,氨基酸却不能自身完成这个过程。他们通过研究提出笼式结构能帮助氨基酸完成这个过程,实现生物活性。

4.3 麦克阿瑟奖

美国麦克阿瑟天才奖是颁发给那些在各个领域、不同年龄“在持续进行创造性工作方面显示出非凡能力和前途”的人。2011年的获得者将在未来5年获得50万美元的现金奖励,同时对这些现金如何花费没有规定,而且也没有报告方面的要求。

2011年共有24人获奖,其中5人为以下生物类科学家:

Elodie Ghedin(美国匹兹堡大学助理教授),她研究寄生虫和热带气候流行病,如利什曼病(leishmaniasis)、盘尾丝虫病盲症(river blindness)、美洲锥虫病(chagas disease)和象皮病(elephantitis)。

Kevin Guskiewicz(美国北卡罗来纳大学教授),他研究与运动相关的脑震荡和这种损伤造成的长期神经学影响。

Sarah Otto(加拿大不列颠哥伦比亚大学动物学系教授),她研究基因拷贝数目变异和有性生殖。

William Seeley(美国加州大学旧金山分校记忆与衰老中心副教授),他研究诸如额颞叶痴呆症(frontotemporal dementia)之类神经退化疾病的临床功能性磁共振成像和微观研究。

Yukiko Yamashita(美国密歇根大学细胞与发育生物学系助理教授),她因研究干细胞不对称分裂而获得年度奖学金。

5 《技术评论》杂志评出2012年十大新兴技术,生命科学和生物技术占两席

最新一期美国《技术评论》杂志精选了过去12个月最重要的技术进展,这些技术将对未来几年的创新形式产生巨大的影响,都具有改变世界的巨大潜能。其中,生命科学和生物技术占以下2席。

5.1 卵子干细胞:此项最新发现将增加女性“老年得子”的几率

美国哈佛大学生殖生物学家乔纳森·蒂利发现了一种可减缓女性生物钟周期的方法:可将其卵巢中的卵子干细胞带入成年期。这或许是女性延长生育年龄的关键。

现今,女性的生育能力受限于其卵子的总供给量,及其40岁后不断下降的卵子质量。蒂利所使用的干细胞可使女性遇到的上述两个问题迎刃而解。

蒂利从小鼠身上得到的卵子干细胞已可生成功能性卵子,受精后即可展现出早期胚胎发育的症状;他在成年女性的卵巢组织中鉴别出了卵子干细胞,然后将其分离并注入人类卵巢组织,再将卵巢组织移植到小鼠体内。这些细胞分化成人类卵母细胞(在排卵期一次只能成熟一个的未成熟卵子细胞)。

另外,该技术可以使老年女性的卵子恢复“青春”。20世纪90年代,在一名年轻捐助者的帮助下,研究人员曾做过类似的研究,结果发现来自捐助者卵子细胞的线粒体可改善老年女性卵子的活力。蒂利称,为避免潜在的DNA混杂危险,线粒体应来源于女性自身年轻时的卵细胞。

总部位于美国波士顿的“卵子科学”公司正在对蒂利的研究成果进行商业化,该公司目前已筹得4300万美元的资金,以寻求不孕疗法及干细胞的其它应用。

5.2 纳米孔测序:简单、直接的DNA 分析将成为基因测试的常规程序“牛津纳米孔”公司向公众展示了可直接读取DNA(脱氧核糖核酸)碱基的商业机器。该技术提供了一种使基因组测序速度更快、更便宜的方法,且可简便到让医生将基因组测序作为像核磁共振成像或血液细胞计数那样的常规测试手段,从而迎来了一个个性化医疗的新时代。

该公司的设备不必扩增DNA或使用昂贵试剂,其通过将单链DNA传入创建于膜内的一个蛋白质孔来工作。当一个电流流过孔隙时,不同的DNA碱基会以不同方式阻断电流,从而使机器读出序列。

该公司报告称,他们一次就能读取的一个DNA链大约有48000个碱基长。这是迄今人们能一次读取的最长DNA片段。这使得研究人员能够更容易地看到像易位和拷贝数变异这样的大型图案,易位指的是DNA块从基因组的一部分转移到了另一部分,被认为是各种癌症和其它疾病的基础;拷贝数变异指的是DNA序列重复了许多次,被认为与各种神经系统发育障碍有关。“牛津纳米孔”的新产品线将包括一个大约两副牌大小的小型便携式设备,其可直接插入计算机的USB端口,并能进行少量的DNA测序;一个较大的台式机则能处理大量的测试序列。集中这样的一批机器将可用于全基因组测序。在远程诊所或食品加工厂,该装置将使有限数量DNA的读取变得很容易,这样检查人员就可监控危险菌株造成的污染。

参考文献

[1]白春礼院长:中国应该勇做第六次科技革命“领头羊”.财经国家周刊,2011-11-03.

[2]邓心安.生物经济:从概念到战略.中国科学报,2012-06-14.

[3]生物技术与新能源是新工业革命的方向.经济参考报,2012-06-27.

[4]三名免疫学家摘走2011年诺贝尔医学奖.中国日报,2011-10-03.

[5]《科学家》公布2011年度人物.生物通,2011-12-25.

[6]《技术评论》杂志评出2012年十大新兴技术.科技日报,2012-05-22.

世界生物技术、生命科学成就集锦

《时代周刊》(Time)、《细胞》(cell)、《自然》(Nature)、《科学》(Science)等杂志、期刊网站、国内两院院士等纷纷发布了2011年生物技术、生命科学重大成就,记录着在过去的这一年中人类取得的丰硕成果。

1 运用克隆技术制造干细胞

这并非人体克隆,但已经非常接近了。科学家们利用“体细胞核转移”(SCNT),即当年克隆出小羊“多利”的相同技术,在人体细胞上进行了同样的实验,也就是将一个卵细胞中的遗传物质用一个成熟体细胞,如皮肤细胞中的DNA加以代替。随后卵细胞将开始分裂,如果一切顺利,最终它将产生一个和提供成熟体细胞的动物个体拥有完全相同遗传基因的克隆体。

纽约干细胞研究基金会的科学家们对这项技术进行了改进,将成年人的细胞DNA与卵细胞中的遗传物质进行融合,而不是简单的替换。最初对人体细胞进行的“体细胞核转移”(SCNT)尝试失败了,但是人们在这一过程中发现适当保留卵细胞中的遗传物质似乎将有助于帮助细胞顺利分裂并进而产生干细胞。不过这种干细胞并不是常规意义上的干细胞,因为很显然其内部还含有来自卵细胞的保留下来的染色体。接下来科学家们将要尝试抑制那些多余染色体的作用或者干脆从干细胞中剔除它们。

这项研究是很有前景的,因为它将有望获得干细胞,这将有朝一日帮助人类最终治愈脊椎神经损伤或者帕金森病。

2 制成第一种疟疾疫苗

这项政府和民间研究机构合作进行的大型医学项目由葛兰素史克生物制品公司、PATH疟疾疫苗研发倡议组织,以及盖茨-梅琳达慈善基金会共同参与。这种名为RTS,S的抗疟疾疫苗经在撒哈拉以南非洲的11 处地点为当地儿童接种,结果显示,对年龄在5~17个月的婴儿的有效率约为56%,他们在接种后的1年内没有受到疟疾的感染。这种疫苗对于防止出现严重感染案例的有效性也达到了约47%。该项目计划于2014年完成一项涵盖15460名6~12周婴儿的疫苗接种实验,跟踪调查疫苗对他们身体的保护可以持续多久,收集疫苗对婴儿使用安全性方面的相关数据。这种疫苗最早将在2015年打入市场。

3 找到抵御艾滋病侵袭的新途径

研究发现,抗逆转录病毒(ARV)药物不但能帮助病人对抗艾滋病,它还能帮助健康人预防HIV病毒的感染。

2011年,医学界在这方面取得了2 项突破。1 项由美国华盛顿大学领导的研究对4758对异性恋伴侣展开跟踪调查,这些伴侣都有一个共同的特点,那就是其中的一名是艾滋病感染阳性,而另一名则是健康人。在测试进行3年后,结果显示相对安慰剂参照组,服用抗逆转录病毒药物Truvada让感染的发生几率降低超过73%。另1项研究由美国疾病预防控制中心(CDC)进行,有1200 名健康的、性生活活跃的成年人参与,结果显示,Truvada对艾滋病病毒感染风险的抑制率约为63%。这些结果显示,适当运用抗逆转录病毒药物将能有效遏制在发展中国家不断蔓延的艾滋病发展势头。

4 在实验室中培育人体身体器官

2011年3月份,美国威克森林大学再生医学研究所的安东尼·阿塔拉(Anthony Atala)博士成功制造出了人的尿道。阿塔拉博士首先用生物可降解材料制作了一个管状支架,随后将病人本身的膀胱细胞移植上去,让它们沿着支架生长。当最终生成一个完整的“器官”时,阿塔拉博士将其植入病人体内,这根体外培育的尿道真的开始正常工作了。

5 验血可以预测心脏病和癌症风险

瑞典乌普萨拉大学历时12年的一项研究发现,在超过2000名的志愿者中,人体内拥有较高水平组织蛋白酶S的人比那些体内这种酶的水平较低的人死亡的概率要高得多。这种催化酶的作用是帮助分解某些蛋白质,当人们体内存在心脏疾病或癌症时,其在体内的含量会出现上升,因此研究人员们得出结论,体内这种酶的含量水平较高的人群将拥有更高的心脏病或癌症风险。

6 感冒杀手

美国麻省理工学院的科学家正在研发一种能治愈感冒的药物。这种药物被称为“双链RNA激活的切冬酶寡聚体”(DRACO),其消灭病毒的效率与对抗细菌的抗生素不相上下。DRACO是一种经过基因改造的分子,通过诱导遭病毒入侵的细胞“自杀”,达到治疗目的。在实验室测试中,这种药物能够有效杀死15种病毒,包括导致感冒的鼻病毒、H1N1流感病毒、登革热病毒以及脊髓灰质炎病毒。

7 美国研制出世界上第一束生物激光

美国波士顿市哈佛医学院的物理学家Malte Gather和Seok-Hyun Yun研制出世界上第一束生物激光,而绿色荧光蛋白(GFP)是产生这种生物激光的关键。研究人员将一些产生了GFP的细胞置于两面镜子之间——它们的距离仅仅相当于一个细胞的宽度,即只有约20μm。为了发出激光,细胞中的GFP需要被另一束激光——约1 mμJ的低能蓝光脉冲所激发。虽然这种生物激光很微弱,但能被清晰地探测到,而用于生成激光的这个细胞仍然存活。科学家推测,这种生物激光能够在新型传感器或光基治疗中找到应用,例如,这种激光能使已有药物产生反应从而杀死癌细胞。

8 中外科学家完成马铃薯基因组测序

14个国家的29个机构联合成立“国际马铃薯基因组测序协作组”,其中包括中国农业科学院蔬菜花卉研究所、深圳华大基因研究院等。

经过6年艰苦努力,该协作组发现,马铃薯基因组包含约3.9万个基因,几乎是人类基因数量的两倍。这项研究成果刊登在英国《自然》杂志上,并成为最重要的封面论文。论文通信作者之一、中国农业科学院蔬菜花卉所黄三文博士说,有了全基因组序列图,将加速马铃薯新品种的培育,原本需要10年至12年的育种过程将有望缩短至5年左右。此外,它还将有助于培育抗病、高营养、高产等优良特性的马铃薯新品种。黄三文透露,中国在这项耗资6000万美元的国际合作项目中发挥了主导作用。他说:“中方使用整个协作组5%的经费(约300万美元),完成了(论文中成果)70%的工作量。”

9 发现干细胞多能性的选择性剪接开关

加拿大多伦多大学研究人员发现了进化上保守的特异的FOXP1 选择性剪接开关,可调控干细胞的多能性。研究人员发现这种剪接开关产生的FOXP1胚胎干细胞特异性异构体,与典型的FOXP1异构体相比,具有不同的DNA结合性质。选择性剪接事件改变了FOXP1胚胎干细胞特异性异构体的DNA结合性质,促进了维持多能性所需的转录因子基因的表达,包括OCT4、NANOG、NR5 A2和GDF3,同时抑制胚胎干细胞分化所需的基因。研究发现,FOXP1胚胎干细胞特异性异构体促进体细胞高效重编程为诱导性多功能干细胞(iPSC)。

10 追踪神经胶质瘤的起源

美国研究人员利用双标记嵌合分析(Mosaic Analysis with Double Markers,MADM)技术来分析神经胶质瘤(glioma)的起源。该技术用绿色荧光蛋白明确标示突变细胞,其特色是无论一个突变的绿色细胞何时产生,总是同时产生一个正常的红色细胞。他们将胶质瘤病人体内发现的两种流行突变 p53 与 NF1 导入神经干细胞(neural stem cells,NSCs)中,对源自神经干细胞的所有细胞系所做的进一步分析清楚地显示:少突胶质前体细胞(Oligodendrocyte precursor cells,OPCs)是该肿瘤的来源细胞。这是因为任何可见的肿瘤标志可被检出之前,变异的绿色少突胶质前体细胞的数量超过了其正常的红色对应物的130倍。为了进一步证实这点,研究人员将p53 与NF1 突变直接导入小鼠少突胶质前体细胞,结果发现这些小鼠产生神经胶质瘤,从而再次证实少突胶质前体细胞是神经胶质瘤的来源。

11 发现新的组蛋白修饰方式

美国芝加哥大学Ben Mary癌症研究所的研究人员在细胞中筛查出了67个新组蛋白修饰标记,并从中发现了一种新型组蛋白翻译后修饰方式——赖氨酸巴豆酰化(lysine crotonylation)修饰。通过进一步的结构及基因组定位分析,研究人员证实氨酸巴豆酰化修饰是一种进化高度保守,且在生物学功能上完全不同于组蛋白赖氨酸乙酰化的蛋白质修饰方式。研究人员还发现在人类体细胞和小鼠精子细胞基因组中,组蛋白赖氨酸巴豆酰化分布于基因活性转录启动区域或增强子上。在减数分裂后的精子细胞中,赖氨酸巴豆酰化高度集中在性染色体上,被用来标记睾丸特异性基因。

12 人类起源之谜

通过研究古代和现代人类的遗传编码,研究人员发现,许多人现在仍然携带着从远古人类——诸如亚洲神秘的丹尼索瓦人以及至今仍未发现的非洲的人类祖先——那里继承的DNA变异株。今年的一项研究揭示了远古人类是如何塑造了我们现代人的免疫系统的,而一项对南非的源泉种南方古猿的化石分析显示,这些古代的人科动物兼具原始的和智人样的特质。

13 捕捉一种光合蛋白

日本研究人员绘测了光合体系II或PSII蛋白结构生动的细节,植物用该蛋白将水裂解为氢和氧原子。图像显示了该蛋白的催化核心并揭示了内部原子的具体定向。科学家们已经可以深入研究该催化结构——该结构可能还是打开清洁能源之门的钥匙。

14 对微生物组的逐步了解

深入研究人肠道中居住的无数的微生物显示,每个人在其消化道中都有一种领导菌群的主导细菌:拟杆菌、普氏菌或瘤胃球菌。追踪研究披露,这些菌有的喜好高蛋白饮食,会在高蛋白饮食的时候茁壮生长,有的则偏爱素食。在营养和疾病范畴,这些发现能帮助了解食物和微生物间的相互作用。

15 2011年值得关注的技术:单细胞技术

Nature Methods整理出了2011年最值得关注的几项技术,分别为:单细胞技术、功能基因组资源、糖蛋白组学、单倍体因果突变、单层光生物成像、非模式生物、光基础电生理学和RNA结构。其中单细胞或者单分子之类的技术几乎每年都会出现在Nature Methods的这一名单中,比如,2010年的单分子结构分析技术(Single-molecule structure determination)。所谓单细胞技术很好理解,就是相对于群体细胞研究,针对单个细胞的研究技术。由于培养基或者机体中的细胞存在多样性,或者说是异质性,这为许多实验分析造成了障碍。可以说,随着现代生物学的发展,“平均值”这个词已经不能满足我们的需要了,我们要了解细胞之间的差异性。

2011年,多伦多大学和斯坦福大学采用同位素标记抗体结合质谱分析的方法,实现了同时对细胞表面多达一百种标记物的检测。这项研究通过这个可以称为大量细胞计数法的方法,观察了人类骨髓产生的不同形态细胞中及表面的34种物质,不但能正确归类10多种不同类型的免疫细胞,还能观察到各类免疫细胞的内部变化,从而预知可能发生的变化。这将有助于更快更广泛的测量处方药对人体细胞的反应及功效,提前发现细胞病变,研发出针对个人的治疗药物。

另外在基因表达分析研究中,数字逆转录酶PCR技术,结合微流体设备也帮助实现同时监控上百个单细胞中上百个基因的表达。这项有关肿瘤异质性的研究利用新技术对数百个结肠癌细胞进行了单细胞基因表达分析,由此获得了人类结肠癌异质性图谱。

16 抗逆转录病毒(ARV)可以治疗及预防HIV

多国科学家参与的研究发现,艾滋病病毒(HIV)感染者如果在患病初期就接受抗逆转录病毒(ARV)治疗,那么将病毒传染给性伴侣的几率减少96%。

17 清除衰老细胞在实验鼠能够推迟与老龄相关症状的出现

实验显示,清除衰老细胞(或者说是那些停止分裂的细胞)能够推迟与老龄相关症状(如白内障和肌无力)的出现。清除了衰老细胞的实验鼠同参照组的实验鼠相比,它们的寿命并没有延长,但是它们却活得更好。研究人员希望通过清除人体衰老细胞,能让人们的黄金年代更长。

18 “隆力奇”杯2011年国际十大科技新闻,其中生命科技占2 席

18.1 神经药物首次突破血脑屏障,治疗阿尔茨海默病、帕金森病有新希望

如何将药物递送入大脑细胞内,一直以来都是医生治疗脑神经疾病时面临的重大挑战。英国牛津大学科学家使神经药物首次突破血脑屏障,并在实验中将药物直接送入实验鼠大脑细胞。该成果攻克了治疗阿尔茨海默病、帕金森病和肌肉萎缩症的重大障碍。研究人员希望5年内能在人体身上进行同样的实验。

18.2 干细胞人造血首次输入人体,作用等同于真正的血液《大众科学》的消息称,法国科学家首次成功地将实验室中用造血干细胞培育出的人造血输入了人体,而其表现与正常的血液一样。造血干细胞是从一个志愿者的骨髓中提取出的,再使用很多生长因子在实验室里将其培育成红血细胞,然后重新注入该捐赠者体内。该结果表明,未来我们或可以获得无限量供应的血液,且这不是替代品,而是人工方法制造出的真正血液。

19 《华尔街日报》评出2011年科技创新发明,其中生命科技占2 席

19.1 无需开胸手术的Sapien 心脏瓣膜

Sapien人工心脏瓣膜对患病主动脉瓣膜的意义类似于支架对梗塞动脉的意义:无需开胸手术即可进行治疗。这种瓣膜由Edwards Lifesciences Corp.生产。

这种心脏瓣膜的原料包括牛组织和聚酯,于2011年11月2日获得了美国食品和药物管理局(PDA)的批准。它是首个通过导管植入的人工心脏瓣膜,可以通过腿部动脉也可以通过胸部的微创切口植入,而无需进行开胸手术。

19.2 不到一美分的医疗检测方法

位于波士顿的非营利机构Diagnostics for All由生物技术公司高管瑞恩(Una Ryan)创建。该机构开发出了一种血液检测方法,使用经过特殊处理的纸张对一滴血或尿进行检测,若发现问题,纸张可以在几分钟内变色。

这种检测方法的首批对象是患有肺结核的非洲艾滋病患者,由于服用的强力药物的作用,这些人常常死于肝功能衰竭。该机构说,这种肝功能检测可以检测血液中的毒素,成本仅为十分之一美分甚至更低,而且无需外部电源或设备。

20 2011年度分子——BMP7

分子和细胞生物学及生物技术方案和研究国际协会(简称为ISMCBBPR)将骨形态发生蛋白7(BMP7)命名为2011年的年度分子。BMP7并非一个新蛋白。与骨形态发生蛋白质家族中的其它成员一样,它在间充质细胞向骨和软骨的转化中起了关键作用。它也参与了骨平衡。此外,美国FDA批准人重组BMP7用于手术过程中,以协助骨修复。

BMP7之所以被评为年度分子,是因为它有可能在骨微环境中诱导前列腺癌干细胞样细胞的休眠。也就是说,它是控制癌症干细胞样细胞的休眠和复发开关的一种关键分子。如果我们能保持肿瘤细胞休眠,那么实际上就几乎等于治愈了。

通过一系列后续实验,研究人员发现了BMP7,它由骨基质细胞分泌,可抑制癌症干细胞样细胞的生长。具体来说,BMP7 通过影响一些诱导细胞衰老的通路,如p38、p21和NDRG1通路,而诱导这些癌细胞的衰老。

研究小组还在活体实验中检验了BMP7对小鼠骨癌模型的治疗。他们发现,BMP7的连续注射抑制了肿瘤细胞的生长。但更重要的是,当研究人员停止BMP7的治疗时,肿瘤再次生长。

参考文献

[1]时代周刊2011年十大医学突破:克隆制造干细胞.新浪科技,2011-12-1.

[2]美国时代周刊公布2011年五十大最佳发明.新浪科技,2011-11-20.

[3]3 两院院士评出中国和世界十大科技进展新闻.科技日报,2012-01-18.

[4]《细胞》期刊2011年度五大研究发现.生物谷,2012-01-10.

[5]Science年度十大科学突破公布.生物通,2011-12-23.

[6]2011年值得关注的技术:单细胞技术.生物通,2012-01-03.

[7]“隆力奇”杯2011年国际十大科技新闻.光明网,2011-12-30.

[8]《华尔街日报》评出2011年科技创新发明.搜狐IT,2012-01-03.

[9]2011年度分子——BMP7.生物通,2012-07-12.

国内生物技术、生命科学成就集锦

1 评选出“中国科学十大进展”,生命科技占3 席

为进一步扩大中国基础研究工作的影响,让全社会了解、支持和参与我国基础研究工作,科学技术部基础研究管理中心会同《科技导报》杂志社、《中国科学院院刊》编辑部等评选出2011年度“中国科学十大进展”,其中生命科技占3席。

1.1 将小鼠成纤维细胞成功转化为功能性肝细胞样细胞(iHep)

此项研究成果,为产生功能性肝脏细胞样细胞用于再生医学提供了新的策略。此外,iHep细胞在与制药工业有关的药物毒理研究以及在基础医学和临床医学对多元性的肝脏疾病机制研究中也具有广泛的应用前景。

1.2 显微光学切片层析成像获取小鼠全脑高分辨率图谱,为数字化鼠脑结构和脑功能仿真研究提供了重要的基础性实验数据参考

1.3 揭示Tet 双加氧酶在哺乳动物表观遗传调控中的重要作用

2 “隆力奇”杯2011年国内十大科技新闻,其中生命科技占2 席

2.1 我国证实体细胞可被诱导直接转化为肝脏细胞

中国科学院上海生命科学研究院的一个科研团队,利用“直接转分化”的方法,将从小鼠尾部获取的成纤维细胞重编程,生成了成熟的肝细胞样细胞。这是肝脏再生研究的突破性进展。

研究人员将肝脏发育及功能必需的14 种转录因子,转导至小鼠尾部成纤维细胞中,对多种组合进行了筛选。实验结果证实:只要抑制住一个细胞衰老基因,再转入3个转录基因,皮肤细胞就可以变身为肝脏细胞。这一发现在国际上是首次。中国科学家转化出的肝脏细胞,具备了合成糖原、脂质、白蛋白以及解毒的功能。把这些细胞注入肝功能衰竭的小鼠体内,8周后,有近50%的小鼠成活,肝功能指标也明显好转。

2.2 屠呦呦制备青蒿素获拉斯克奖,“三无”身份引反思

今年的美国拉斯克大奖,让一个陌生的名字走进中国人的视野——屠呦呦。

有媒体说,在评审委员会的描述中,科学家屠呦呦是一个靠“洞察力、视野和顽强的信念”发现了青蒿素的中国女人,在网友看来,她是今年中国科技界最牛的老太太。

2011年9月12日,屠呦呦获得2011年度拉斯克奖临床医学奖,这是至今为止,中国生物医学界获得的世界级最高大奖。由于普遍认为拉斯克奖离诺贝尔奖只有一步之遥,这次获奖一度得到舆论的热议。

据媒体报道,因为没有博士学位、留洋背景和院士头衔,屠呦呦被戏称为“三无”科学家。有评论认为:无博士学位和留洋背景是“文革”前的历史条件所致,落选院士则值得探究。据了解,前些年屠呦呦曾几次被提名参评院士,但均未当选。

据媒体调查,屠呦呦除了“不善交际”,还“比较直率,讲真话,不会拍马。比如在会议上、个别谈话也好,她赞同的意见,马上肯定;不赞同的话,就直言相谏,不管对方是老朋友还是领导”。

3 “中国十大科技进展新闻”中,生命科技占三席

3.1 百亩超级杂交稻试验田亩产突破900kg

杂交水稻之父袁隆平院士指导的超级稻第三期目标亩产900 kg高产攻关获得成功。百亩试验田位于湖南省邵阳市隆回县羊古坳乡雷峰村,18 块试验田共107.9 亩。2012年9月18日,这片由袁隆平研制的“Y两优2号”百亩超级杂交稻试验田正式进行收割、验收。农业部委派的专家组:中国水稻所所长程式华、江西农业大学党委书记石庆华、农业部科教司推广处徐志宇等国内杂交稻专家一行现场组织指导对袁隆平院士研制的“Y两优2号”超级杂交稻进行收割验收作业,测得隆回县羊古坳乡雷峰村百亩片亩产达到926.6kg。杂交水稻大面积亩产900kg,这是世界杂交水稻史上迄今尚无人登临的一个高峰,也是袁隆平带领中国专家迎战世界粮食问题的新课题。此前,由袁隆平院士领衔的科研团队,先后在1999年、2005年成功攻克超级杂交稻大面积亩产700 kg、800 kg两大世界难关,使中国杂交水稻超高产研究保持世界领先地位。

3.2 发现大脑神经网络形成新机制

复旦大学脑科学研究院马兰教授研究团队经3年多研究,发现一种在体内广泛存在的蛋白激酶GRK5,在神经发育和可塑性中有关键作用。这一发现揭示了GRK5在神经系统中的功能,以及调节神经元形态和可塑性的新机制,也给神经元发育异常引起的孤独症和唐氏综合征等疾病的治疗和药物研发提供了新的思路。这一发现刊登在美国《细胞生物学杂志》上,被选为研究亮点和封面论文,并被国际医学和生物论文评价系统“Faculty of 1000”选为“必读”论文,《科学》杂志子刊《科学——信号传导》撰文予以重点介绍。

很多影响认知的疾病,比如孤独症、精神发育迟缓、脆性综合征、唐氏综合征等都伴有神经元形态发育的异常。这一研究发现,GRK5具有促进神经元形态发育的新功能,证明GRK5是一个具有促进神经网络形成、调节脑学习记忆等功能的重要蛋白质,为神经元发育异常引起的精神障碍的治疗和药物研发提供了新靶点。

3.3 发现人肝癌预后判断和治疗新靶标

美国《癌细胞》(Cancer Cell)杂志发表了中国工程院院士、医学免疫学国家重点实验室主任曹雪涛课题组及其合作者的研究论文,报道了其通过深度测序技术进行人正常肝脏、病毒性肝炎肝脏、肝硬化肝脏和人肝癌 microRNA 组学分析,发现了 mi-croRNA-199表达高低与肝癌患者预后密切相关,证明microRNA-199 能靶向抑制促肝癌激酶分子PAK4而显著抑制肝癌生长,从而为肝癌的预防判断与生物治疗提供了新的潜在靶标。该工作面向我国重大疾病防治需求和医学界目前普遍重视的转化医学研究,是集基础研究、生物技术与临床标本和病人资料分析等多家单位和学科交叉合作的成果。有关专家认为,该工作揭示的正常与疾病肝脏microRNA组数据,为后期进一步研究microRNA在肝脏生理和肝脏疾病中的作用奠定了基础。

参考文献

[1]2011年度“中国科学十大进展”评选结果发布.中国科学院院刊,2012-01-18.

[2]隆力奇杯2011年国内十大科技新闻解读.科技日报,2011-12-30.

[3]两院院士评出中国和世界十大科技进展新闻.科技日报,2012-01-18.

2011年世界生物技术发展回顾

1 美国

1.1 合成生物成就显著

科学家们人工合成出两个染色体片断,并将其放入活酵母菌体内存活下来,未出现明显异常。这是首次成功合成真核生物的部分基因组,是该领域里程碑式的成果。科学家计划在未来5年内以人造基因组取代酵母菌的所有基因组,让其进化出新菌株。

科学家找到了传递细胞信号的第5个衔接蛋白,这将改变细胞生物学研究的面貌。科学家首次使用人造基因合成出可维持活细胞生长的人造蛋白质,其功能同自然界中存在的蛋白质相同,证明非天然的蛋白质也能维持天然有机体系统的生命。

1.2 世界上第一束生物激光问世

美研究人员成功利用表达了绿色荧光蛋白(GFP)的肾脏细胞,产生了一种纳秒级的激光脉冲,用单个活细胞作为增益介质,制成首个活细胞激光器。利用其可分析最后得到的光来研究细胞和机体组织,亦可在以光照激发药效的疗法中增加效果。

1.3 探索干细胞之源,分离出单个血液干细胞

科学家通过抑制被致癌基因所编码的p53 蛋白的表达,成功地将人体的皮肤细胞变为脑细胞,这表明癌细胞和干细胞或有相同起源。

在干细胞为人所知近50年后,科学家利用流式细胞技术,首次隔离出单个人类血液干细胞。美国科学家首次使用由成人的皮肤及血液中提取的干细胞培育出成熟的肝脏细胞,并用其来治疗罹患肝硬化的老鼠,结果显示,这些细胞的表现可媲美正常的肝脏细胞。

1.4 揭示艾滋病病毒进入细胞核的机制,寻找抗病毒的新途径

科学家发现艾滋病病毒衣壳可与细胞核孔复合体上的Nup358蛋白绑定,进而让病毒进入细胞核与DNA结合。阻断该路径或将成为对抗艾滋病的新方法;研究人员找到了细胞因子SAMHD1蛋白,可有效干预病毒核酸的产生,从而抑制骨髓细胞感染HIV;科学家发现将HIV病毒外膜中的胆固醇去除,能阻止病毒引发非特异性免疫反应。

同时,科学家意外发现能破坏HIV病毒的新化合物PD 404182,能在病毒感染细胞之前将其杀死。美研究小组开发出以腺病毒(AAV)为载体的基因疗法,能使小鼠肌肉细胞产生多种强效中和性HIV病毒抗体,保护它们免受感染;多家美国机构合作分离出了17种能广泛中和艾滋病病毒(HIV)变种的新抗体。

美国和日本科学家将抗猴艾滋病病毒的恒河猴基因和在紫外线照射下会发绿色荧光的水母基因注射到未受精的猫科动物卵子中,培育出3 只转基因荧光猫,都能对抗HIV。该研究可推动人类艾滋病疫苗及新疗法的研发。

这些抗体可对抗过去10年出现的季节性H1N1 流感病毒株、1918年“西班牙流感”病毒株及致命H5N1禽流感病毒株等。该成果有助于研发出通用流感疫苗和一次注射即可终身免疫的疫苗。

美国斯隆凯特琳癌症中心开发的“vemurafenib”以及施贵宝制药公司研制的“pi-lumumab”抗体药物能减缓肿瘤恶化,显著提高晚期黑色素瘤患者存活率。

2 英国

2.1 基因测序与新基因研究双丰收

英国科学家参与完成的基因测序工作主要有:成功绘制出一种马铃薯的基因图谱;成功描绘出小鼠大脑基因活性的完整图谱。

2.2 发现多种新的致病基因

英国科学家在寻找与人类疾病相关的致病基因方面成果颇多,主要包括:发现两个与特发性膜性肾病密切相关的基因——PLA2R1和HLA-DQA1;发现乳腺癌致癌基因——ZNF703;确认了29个与多发性硬化症相关的基因变异,其中多个基因与人体免疫系统有关;发现新的卵巢癌致病基因——RAD51D,称拥有该基因缺陷的女性及早切除卵巢或许是一种可行的防病手段;找到与运动神经元疾病相关的新基因——C9orf72基因;确认了多个可导致精神分裂症和双相性精神障碍的遗传风险因子,并发现这两种精神病间存在着遗传重叠。

2.3 干细胞研究有新突破

使用Tβ4蛋白,成功地将小鼠心脏中的一种具有干细胞特性的细胞——祖细胞转换成心肌;利用实验鼠的卵细胞,在世界上首次成功培育出哺乳动物的单倍体胚胎干细胞;通过6个调控因子,将诱导皮肤细胞等人体细胞变为干细胞的速度提高,使获得干细胞的效率“提高了100倍”;培育出首批高纯度人体胚胎干细胞,成为科学家们用于治疗退行性疾病的干细胞“黄金标准”。

2.4 疾病研究与治疗成果显著

发现核磁共振成像扫描与脑脊髓液检测两种手段结合使用,可更有效诊断早期阿尔茨海默氏症;研发出一种能让药物突破血脑屏障的方法,将药物直接递送入大脑细胞内,从而攻克了治疗阿尔茨海默病、帕金森病和肌肉萎缩症的重大障碍;证实安慰剂与反安慰剂效应确可对大脑的某一特定区域产生作用,并对最终疗效产生影响;开发出一种可识别结核杆菌的单克隆抗体,该抗体与干扰素结合使用可有效对抗肺结核感染;发现一种全新的“心肌修补”方法:通过注射特定的生长因子,修复心脏病发作带来的心肌损伤;利用分子生物学技术改造秋水仙素在细胞内的信号应答系统,使其能够特异性攻击肿瘤细胞;利用人的羊水和动物的胚胎细胞培育出人体肾脏;首次开发出一种由DNA制造的分子“笼子”,使其有望成为一种有效的药物递送新方法;探明人体内SAMHD1蛋白质对抗艾滋病病毒的原理,有望在此基础上开发出新的艾滋病治疗方法。

3 俄罗斯

3.1 发现了人体酸碱调节蛋白

此蛋白的调节功能类似于胰岛素,能使不同食物结构的人的体液维持在相似的正常酸碱范围内。该发现对于研究人体蛋白、人体重要器官以及人体酸碱值的形成意义重大,将有助于研制出治疗多种疾病的新一代药物。

3.2 完成了包含2 个基因片段的新基因结构构建

其中一个是挑选出的用于杀灭癌细胞的基因片段,另一个是激发机体抗肿瘤免疫力的基因片段。该研究将能够杀死癌细胞的普通疱疹病毒(HSVtk)和粒细胞-巨噬细胞克隆刺激因子(GM-CSF)合成为一个基因载体,从而提高了在肿瘤细胞中基因重合的几率,为治疗肿瘤疾病提供了可能。

3.3 研制出一种可诊断出多种疾病的独特仪器

该仪器只需通过对一滴血进行化验,即可诊断出早期高血压、代谢综合征、肿瘤、神经性疾病等许多过去需要很长时间才能诊断的危

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

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