《科学》、《自然》各自发布年度十大,它们为什么同时选中了这位中国科学家?


翻译|李璐

12月9日和12日,《自然》、《科学》两大杂志分别发布了自己的2024年年度“十大人物”和“十大科学突破”。

在《自然》杂志的十大人物中,有研究核钟的物理学家、研究宇宙膨胀的天文学家、研究猴痘的病毒猎手、AI天气预报员、与贫困作斗争的经济学家,也有学术打假人、气候斗士、为加拿大研究生争取到涨薪的公平薪酬斗士,以及,最让国人关注的两位中国科学家:主导了嫦娥六号月背样品研究工作的“月岩守护人”李春来,及将革命性的细胞疗法应用于治疗自身免疫性疾病的勇敢的中国医生徐沪济。

《科学》杂志的十大科学突破中,一次注射可以发挥6个月保护作用的艾滋病接触前预防药物莱纳卡帕韦(Lenacapavir)列在了榜首。在这份榜单的亚军位置,则再次出现了中国医生徐沪济的那项为自身免疫性疾病重症患者带来了显著改善的疗法。之后,列在这份榜单上的还包括:太空望远镜探测到的宇宙黎明、RNA农药、海洋藻类中的新细胞器、新型磁性材料、来自中国的微小藻类化石提示多细胞生物出现时间提前、关于地幔的新研究,星舰“筷子夹火箭”式的成功着陆,以及古代DNA揭示的家庭关系。

相较而言,《自然》杂志的“十大人物”,更看重的是这些人物们对科学界的影响,而《科学》杂志的“十大科学突破”则更看重对人类科学边界的挑战,令人吃惊的是,一位中国医生成了这两份榜单唯一的交集。

这位医生是上海的中国人民解放军海军军医大学的风湿病专家徐沪济,利用由捐赠者细胞制造的CAR-T疗法,这位医生成功使3位罹患严重自身免疫性疾病的患者病情得以缓解。

数日前,远赴瑞士寻求安乐死的上海女孩沙白让很多人认识到了以红斑狼疮为代表的一大类自身免疫性疾病。这类疾病多以“难治”为特征,许多自身免疫疾病患者最终会复发,有时甚至会发展出可能危及生命的并发症,往往被称作“不死的癌症”。流行病学数据显示,自身免疫性疾病影响大约8%的人口。

在徐沪济的临床试验入组了3名患者,一位是以肌纤维坏死和进行性无力为特征的免疫介导坏死性肌病患者,两位是以疼痛和逐渐硬化的皮肤为特征的系统性硬化症,后者最终可影响到内脏器官,导致心血管器官广泛且不可逆的纤维化。

在自身免疫性疾病中,B 细胞在常常是通过释放攻击关节、肺、肾等部位的毒性自身抗体发挥作用。因而,徐沪济选取了一种可以定向寻找并摧毁B细胞的疗法——CAR-T疗法来应对些些疾病。在传统的CAR-T 疗法中,医生会从患者的白细胞中分离出T细胞(免疫系统的哨兵)。然后对这些细胞进行基因改造,使它们可以寻找并摧毁B细胞,然后,将其送回患者体内。

15年前,CAR-T疗法首次作为血癌疗法出现,该疗法还曾被《科学》杂志评为2013年的年度重大突破。本次用于自身免疫性疾病的CAR-T疗法的一大特征则是,这些T细胞并非源自患者,而是来自捐献者。研究者们利用来自捐献者的T细胞,经过基因编辑(CRISPR-Cas9),使得这些CAR-T细胞可以定向得杀灭患者体内“倒戈”攻击自己身体的B细胞,从而治愈疾病。这不仅是利用CAR-T来治疗自身免疫性疾病的重大尝试,更是将CAR-T做成一种现成产品(off-the-shelf)的一次大胆尝试。

这次尝试的结果“超出了我们的想象”,参与了这次临床试验的华东师范大学教授杜冰曾向《自然》杂志这样描述。三位患者中,一位免疫介导坏死性肌病患者病情得到了完全的缓解,另两位的病情也发生了明显改善——包括疤痕组织形成的愈合,以及自身抗体水平的下降。试验中,几位患者都没有出现与CAR-T疗法相关的危险副作用。

对于这项只入组了3名患者的临床试验上榜两大杂志年度”十大“的原因,《科学》杂志提到:“这可能开启了自身免疫性疾病治疗的新篇章”。而《自然》杂志则认为:如果成功,利用捐赠者细胞生产 CAR-T 细胞,则可以实现CAR-T的大规模生产,从而降低成本并扩大其覆盖范围。

下文为今年的《科学》杂志十大年度科学突破:

01

一种新型作用机制的注射型艾滋病药物

显示出显著的预防感染能力

by Jon Cohen

公元7世纪,匈牙利一名男子被埋在一匹马旁边,如今他有了家族史。图源:Institute of Archaeological Sciences/Eötvös Loránd University Museum

公元7世纪,匈牙利一名男子被埋在一匹马旁边,如今他有了家族史。图源:Institute of Archaeological Sciences/Eötvös Loránd University Museum

从古代骨骼和牙齿中提取的DNA为我们了解古代的人口迁徙、传染病演化和史前饮食提供线索。如今这些DNA也揭示了古代家族的秘密。今年,一系列研究建立了类似古代家谱的数据,为数千年前去世的人重建了家谱。

这些研究反映了提取古人类DNA技术的进步和分析成本的降低。过去,对于古人类DNA的研究集中在时间和空间上广泛分布的个体,以了解人口发展和流动的趋势。但随着古人类基因组数量的指数型增长,研究人员已经能够提出新的问题。

通过研究不同人共享的相同遗传密码片段,即血统相同的片段,研究人员可以估计两个人之间的亲缘关系有多密切,最远可达六度亲属关系。研究人员通过将这一技术应用于包含数千个古代基因组的数据库,发现了远古时期的远距离(亲缘关系)连接,例如在5000年前,一对五度亲属被埋在相距1500公里的欧亚草原上。新项目还在深入研究单独的遗址,以及,对来自一个墓地的数百人进行测序。

遗传信息只能揭示有限的信息——例如,二度亲属可能是祖母和孙女、姑姑和侄女,或是第一代表兄弟姐妹。但通过增加考古信息,例如骨龄、他们被埋葬在墓地的位置或埋葬在附近的亲属的遗传关系,遗传学家和考古学家共同合作,重建了长达八代的家族树。

了解遗传亲缘关系可以揭示一些仅凭考古学无法提供的关于过去社会的信息。例如,将德国南部的凯尔特酋长的DNA数据与他们墓地的详细信息结合,可以揭示出2500年前该地区最有权势的男性通过母亲继承了权力——这是一种被称为母系的社会组织形式。与此同时,对石器时代欧洲农民的亲属关系分析则表明,男性血脉是重点。于本周发表的一项研究发现,4万多年前,生活在欧洲的第一批现代人中的两名女性,尽管她们去世时相隔数百公里,却属于同一家族。

随着研究人员对更多个体的抽样,这些了解将变得更为广泛和深入,远古时期人类间的联系将能展现得更为清晰。