5月14日外媒科學網站摘要:男女健康差異新發現 遺傳竟不是主因
5月14日(星期三)消息,國外知名科學網站的主要內容如下:
《科學》網站(www.science.org)
AI顛覆製藥業:數月設計抗體藥物,挑戰傳統研發
美國食品藥品監督管理局(FDA)批准的藥物中,約三分之一針對的是G蛋白偶聯受體(GPCR),這類藥物年銷售額近2000億美元。GPCR在細胞信號傳導中起關鍵作用,但由於其結構複雜,傳統抗體藥物難以精準靶向。
近年來,人工智能(AI)正加速抗體藥物研發。美國生物技術公司Nabla Bio的研究團隊宣佈,其AI系統在幾個月內設計出數十種靶向GPCR的抗體候選藥物,效果媲美傳統耗時數年的研發成果。其中一種抗體甚至能激活而非阻斷細胞信號,成爲AI設計蛋白質的首例突破。
抗體是製藥行業的重要方向,目前已有160多種工程抗體獲批用於癌症、感染和免疫疾病治療,預計2028年市場規模將達4550億美元。傳統抗體設計需多輪優化,而AI可從一開始就優化關鍵特性,大幅縮短研發週期。
Nabla Bio團隊採用類似ChatGPT的“測試時擴展”技術,使AI通過多輪推理迭代優化設計。實驗顯示,其AI生成的抗體不僅結合強度優於現有藥物,還能精準區分相似靶點。此外,AI還成功設計出可激活GPCR的抗體,爲疾病治療提供新思路。
AI在抗體設計領域的應用不斷擴展。華盛頓大學團隊利用AI開發出靶向流感通用蛋白的抗體,有望推動通用流感藥物研發。美國生物技術公司Absci則設計出能結合HIV保守區域的抗體,爲廣譜抗HIV藥物奠定基礎。該公司還在探索AI抗體用於子宮內膜異位症、炎症性腸病等疾病的治療。
隨着技術進步,AI正成爲抗體藥物研發的核心工具,推動行業向更高效、更精準的方向發展。多家生物技術公司表示,面對龐大的潛在靶點和療法,AI的應用將加速創新藥物的問世。
《科學通訊》網站(www.sciencenews.org)
疫苗難產、藥物稀缺:人類對抗真菌的困境
與真菌作戰並非易事。美劇《最後生還者》的設定雖爲科幻,但現實中真菌感染的威脅同樣嚴峻。氣候變化正助長耳念珠菌和山谷熱等真菌感染的傳播,而人類對抗它們的武器卻極爲有限。
人類可能對部分真菌產生終身免疫,例如美國西南部居民對山谷熱病原體球孢子菌的免疫力。然而,腳氣、癬等皮膚真菌病常會復發,免疫力難以持久。免疫系統依賴T細胞而非抗體來對抗真菌,但免疫力低下者、老年人或高暴露職業人羣(如建築工人、露營者)仍易感染。
目前尚無獲批的人用抗真菌疫苗。美國生物技術公司Anivive Lifesciences正在開發針對山谷熱和芽生菌病的疫苗,其通過基因改造使活真菌失去感染能力,但仍能訓練免疫系統。動物實驗顯示有效性,但距離上市仍需數年。據美國疾控中心數據,山谷熱病例在亞利桑那州和加州逐年上升,2024年兩地合計報告超2.7萬例,凸顯疫苗的緊迫性。
世界衛生組織指出,過去十年全球僅批准四種抗真菌新藥,九種在研藥物中僅三種進入後期臨牀試驗。抗真菌藥物庫遠不如抗生素豐富,部分感染甚至無藥可治。英國生物技術公司F2G研發的奧羅芬姆(olorofim),通過阻斷真菌DNA合成來抑制繁殖,若獲批將填補空白,但其研發週期長達25年,反映新藥開發的艱鉅性。
真菌感染的威脅日益加劇,而疫苗和藥物研發卻進展緩慢。擴大科研投入、縮短研發週期,或是應對這場“無聲戰爭”的關鍵。
《每日科學》網站(www.sciencedaily.com)
1、6000種蛋白質揭秘:爲何男女健康風險不同?
一項由英國倫敦瑪麗女王大學精準醫療研究院(PHURI)主導的國際研究發現,男女在健康風險、症狀及疾病預後方面的差異可能與蛋白質水平有關,但遺傳因素並非唯一決定因素。該研究成果最近發表於《自然·通訊》(Nature Communications)雜誌。
研究團隊利用英國生物銀行(UK Biobank)和芬蘭研究項目的數據,分析了5.6萬名男女受試者的約6000種蛋白質與數百種疾病之間的關聯。結果顯示,三分之二的蛋白質水平在男女間存在差異,但僅有約100種蛋白質的遺傳調控機制表現出顯著性別差異。這表明,儘管兩性在蛋白質表達上有所不同,但遺傳因素並非主要驅動力。
研究人員指出,除遺傳和激素等生物因素外,非醫學因素如生活環境、教育水平、經濟狀況和生活方式等,同樣對兩性健康差異產生影響,未來研究需更關注這些方面。
該研究爲精準醫療提供了重要參考。目前,藥物研發已開始關注蛋白質水平的遺傳差異,而這項研究證實,絕大多數蛋白質調控基因變異在男女中表現一致,支持了相關醫學研究的普適性,爲開發更公平、個性化的醫療方案提供了科學依據。
2、宇宙壽命大縮水!科學家:毀滅倒計時提前萬億倍
荷蘭拉德堡德大學的研究顯示,宇宙衰亡的速度比此前認爲的快得多。通過計算霍金輻射效應,科學家發現宇宙中最後的恆星殘骸將在約10^78年後消亡,遠短於先前估計的10^1100年。這項研究發表在《宇宙學與天體粒子物理學雜誌》(Journal Of Cosmology And Astroparticle Physics)上。
該研究基於對霍金輻射的新詮釋。霍金輻射理論認爲,黑洞邊緣可能產生粒子對,其中一個粒子被吸入黑洞,另一個逃逸,導致黑洞緩慢蒸發。而新研究表明,類似過程也適用於中子星等其他緻密天體。計算髮現,天體的衰亡時間僅取決於其密度,中子星和恆星級黑洞的蒸發時間均爲10^67年。儘管黑洞引力更強,但由於其無表面結構,會重新吸收部分輻射,反而延緩了衰亡速度。
此外,研究人員推算,像月球和人類這樣的普通物體,通過類霍金輻射完全蒸發需要10^90年,但實際可能因其他因素更早消亡。
這項研究結合了天體物理學、量子物理學和數學,旨在通過極端案例深化對霍金輻射的理解,爲揭開宇宙終極命運提供新線索。儘管衰亡時間大幅縮短,但宇宙的終結仍遙不可及。
《賽特科技日報》網站(https://scitechdaily.com)
1、從太空俯瞰的生態警報:高山植物基因庫正加速流失
山地是地球上生物多樣性最豐富的區域之一,但全球環境變化正使這些生態系統發生深刻改變。過去50年,氣溫升高和土地利用變化促使灌木和喬木擴張,形成“山地綠化”現象,導致高山草甸的特有低矮植物逐漸消失。
其中,地中海高山草甸的關鍵植物希臘山茶(Sideritis)受到嚴重影響。這種植物不僅具有藥用價值,還是山地生態健康的指示物種。近期,一項研究結合衛星遙感和基因分析,揭示了山地綠化與遺傳多樣性流失的關聯。
研究團隊調查了希臘11個山脈的希臘山茶種羣,對比1970年代標本館藏品與當代樣本的基因數據。結果顯示,其中8個區域的遺傳多樣性顯著下降,部分地區的植株近交係數高達20%,表明種羣規模萎縮。衛星數據顯示,植被密度增加與遺傳多樣性下降直接相關,說明競爭性植物擴張擠壓了原有物種的生存空間。
該研究由德國森肯伯格生物多樣性與氣候研究中心、雅典國家天文臺和丹麥哥本哈根大學等機構合作完成。研究團隊指出,遺傳多樣性下降會削弱植物適應環境變化的能力,增加滅絕風險。這一創新方法使科學家能通過衛星監測遺傳多樣性變化,尤其適用於偏遠山區或難以實地考察的區域。
研究還強調,全球山地綠化趨勢已十分明顯,建議優先保護受影響嚴重的區域,並呼籲開展更多類似研究,以全面評估環境變化對生物多樣性的影響。
2、引力與量子力學的終極統一?科學家接近破解“萬物理論”
科學家們可能正接近解開物理學最大謎團之一——如何將引力與其他基本自然力統一。芬蘭阿爾託大學的研究團隊提出了一種全新的量子引力理論,有望與描述粒子與力的“標準模型”框架相容,從而推動“萬物理論”的誕生。這一理論或能解答黑洞奇點、宇宙起源等終極問題,並可能像愛因斯坦引力理論催生GPS一樣帶來技術革新。相關研究成果最近發表於《物理學進展報告》(Reports On Progress In Physics)。
該理論的核心是將引力納入規範理論框架。規範理論認爲粒子通過場相互作用,例如電磁場是帶電粒子的規範場。研究團隊試圖構建一種引力規範理論,使其對稱性與標準模型中的電磁力、弱核力和強核力一致,而非沿用廣義相對論的時空對稱性。這一突破可能彌合量子場論與廣義相對論的矛盾,二者分別描述微觀量子世界和宏觀引力現象,雖各自精準卻互不相容。
量子引力理論對理解黑洞內部、宇宙極早期等高能引力環境至關重要,而現有理論在這些領域失效。研究採用“重整化”數學方法處理計算中的無限值,目前已在一階項中驗證其有效性,但高階項的完整證明仍需完成。若成功,該理論將爲物理學開闢新方向。
儘管挑戰猶存,研究團隊對最終驗證持樂觀態度,並已公開發表成果以促進全球科學界的協作探索。這一理論或如量子力學和相對論般,成爲未來科學發現的基石。(劉春)