参考消息网1月10日报道 据美国《大西洋》月刊网站2023年12月25日报道,有时,看起来很重要的事情其实根本没什么。2023年夏天,互联网上关于韩国研究人员已经制造出室温超导体的说法传疯了,其中一条帖子称其为“我一生中最伟大的物理发现”。但可惜的是,科学界普遍认为这一研究存在问题。因此,这或许是2023年关于进步的最大教训:时间是最终的考验。
以下是2023年科技领域的重大突破:
1.CRISPR的胜利
2023年12月,美国食品和药物管理局(FDA)批准了世界上第一种基于CRISPR技术的药物。Casgevy是由波士顿的弗特克斯生物制药公司和瑞士的CRISPR治疗公司开发的,是一种治疗镰状细胞病的新方法。镰状细胞病是一种慢性血液疾病,在美国大约有10万人受到影响,其中大多数是黑人。
镰状细胞病是由基因突变引起的,会影响血红蛋白产生。血红蛋白是红细胞中携带氧气的蛋白质。异常的血红蛋白使血细胞变硬,呈镰刀状。当这些畸形细胞聚集在一起时,它们会阻碍全身的血液流动,导致剧烈的疼痛,在某些情况下,还会导致致命的贫血。
Casgevy治疗是一个复杂的多重过程。从病人骨髓中收集干细胞送到实验室,科学家们利用CRISPR敲除一种抑制“胎儿血红蛋白”产生的基因,大多数人在出生后就不再分泌这种蛋白。经过编辑的细胞被注回到体内。几周或几个月后,机体便会开始产生胎儿血红蛋白,这可以减少细胞聚集,改善组织和器官的氧气供应。
理想情况下,CRISPR将提供一步到位的治疗。在一项试验中,在至少18个月的随访中,29名患者中有28人至少一年没有过剧烈疼痛。但我们尚未掌握数十年的长期数据。
2.神奇的GLP-1
在20世纪90年代,一个科学家小组对吉拉毒蜥进行了深入研究。这是一种体型粗壮的蜥蜴,一顿饭不吃都能活一个月。当他们研究它的唾液时,发现其中含有一种激素。实验显示,这种激素可以降低血糖和调节食欲。十年后,这种奇怪的蜥蜴唾液的合成版本成为了第一个被批准用于治疗2型糖尿病的药物。这种药被称为“胰高血糖素样肽-1受体激动剂”。因为太拗口了,科学家们大多称此类药物为“GLP-1”。
如今,全世界都沉浸在GLP-1的突破中。这些药物有很多名字。丹麦诺和诺德公司销售的索马鲁肽,名为Ozempic(获批用于2型糖尿病)和Wegovy(用于减肥)。礼来公司出售的替泽帕肽分别名为Mounjaro(治疗2型糖尿病)和Zepbound(减肥用)。这些药物的作用机理基本相同。它们模拟肠道激素,刺激胰岛素产生,并向大脑发出病人已饱的信号。在临床试验中,服用这些药物的患者体重减轻了15%,甚至更多。
诺和诺德公司研发的药物Ozempic(路透社)
《科学》杂志在一篇文章中将这些药物命名为年度突破,称GLP-1革命正在“以令人兴奋和不安的方式”重塑医学和文化。全世界有5亿人患有糖尿病,仅美国就有40%的人肥胖。可以刺激胰岛素产生并减少热量摄入的相对安全的药物,可能会对生活方式和社会文化产生巨大影响。
在诺和诺德支持的一项试验中,该药将心脏病发作和中风的发病率降低了20%。摩根士丹利的调查数据发现,服用GLP-1的人吃糖少了,喝酒少了,吃蔬菜的量大了40%。这种药物似乎可以降低吸烟成瘾者的烟瘾,减少赌博成瘾者的赌瘾,甚至可以减弱一些人的咬指甲强迫症。GLP-1是一种卓越的药物,同时也可能是杰出的工具,可帮助科学家更清楚地了解我们的肠道、思维和意志力是如何协同工作的。
3.GPT和蛋白质预测
2023年3月,OpenAI发布了GPT-4,这是支持ChatGPT的语言模型技术的最新、最复杂的版本。这提醒了我们,有些东西,比如大型语言模型,是会一点一点缓慢进展,然后突然大踏步迈进。
调查显示,大多数软件开发人员已经在使用人工智能来加速代码编写。有证据表明,这些工具提高了工人的生产力。
可以把“Transformer”(T在GPT中所代表的意思)想象成一种用来构建一种大型语言食谱的工具,人工智能可以参考它,针对提示语做出有意义的、新颖的回答。如果人工智能可以建立一个具有语言意义的宇宙食谱,它能对另一个信息语料库做同样的事情吗?例如,它能学会细胞之间的交流“语言”吗?
今春,一组研究人员在《科学》杂志上宣布,他们已经找到了一种方法,可以使用Transformer技术来预测单个原子级的蛋白质序列。这一成就基于“阿尔法折叠”程序,“阿尔法折叠”是“字母表”公司内部开发的一个人工智能系统。正如几位科学家解释的那样,最新突破表明,我们可以利用语言模型,以前所未有的速度预测数百万种蛋白质形状。最令人印象深刻的是它的更广阔前景:如果Transformer技术可以绘制语言和蛋白质结构,它似乎是推进知识的一个非凡工具。
4.核聚变更近一步
太阳内部,原子在一个产生热和光的过程中碰撞和融合,使这个星球上的生命成为可能。科学家们试图利用这种被称为核聚变的魔力,来生产属于我们自己的无限、可再生的清洁能源。问题是:长久以来,没有人能做到这一点。
然而,在过去的13个月里,我们见证了两项历史性的核聚变成就。2022年12月,在加州的劳伦斯利弗莫尔国家实验室,192束激光轰射了一颗包裹着少量冷冻氢的钻石,并在不到100万亿分之一秒的时间内产生了大约3兆焦耳的能量,是激光所射出能量的1.5倍。当时科学家称,这是人类有史以来第一次实现核聚变反应的净能量增益。七个月后,他们又做了一次。2023年7月,同一点火装置的研究人员几乎将核聚变反应所产生的净能量增加了一倍。初创企业正争相跟进科学实验室的步伐。新成立的联邦核聚变系统公司和氦核能源公司正试图扩大这项技术的规模。
这些突破证明,收获恒星能量在这个星球上是可能的。
5.疟疾和RSV疫苗
疟疾是世界上儿童死亡的主要原因之一,在2022年造成60多万人死亡。不过我们似乎离彻底摆脱这种可怕疾病越来越近了。
15个月前,由牛津大学科学家开发的首个疟疾疫苗显示,预防感染率高达80%。数以百万计的儿童已经接种了这种疫苗,但仍供不应求。因此世界卫生组织在2023年引入名为R21的第二种疟疾疫苗就显得相当重要。它似乎比第一种疫苗更便宜,更容易制造,效果却不打折扣。世卫组织表示,预计R21疫苗的加入将为“生活在疟疾构成公共卫生风险地区的所有儿童”提供足够的疫苗供应。
更重要的是,在过去的一年里,FDA批准了针对呼吸道合胞病毒(RSV)的疫苗。美国肺脏协会估计,呼吸道合胞病毒非常普遍,97%的儿童在2岁之前都感染过这种病毒,多达8万名5岁及以下的儿童因呼吸道合胞病毒住院,同时住院的还有16万老年人。2023年5月,辉瑞公司和葛兰素史克公司都获得了FDA颁发的老年人RSV疫苗的批准。7月,FDA批准了保护婴幼儿的疫苗。
6. Fervo与氢的利用
如果说能源行业在很多方面都在寻找更多热能,那么一个诱人的解决方案就是利用炙热的星球地热。传统的地热发电厂钻入地下温泉和热水层,其热量为涡轮机提供动力。但在世界大部分地区,这些储水层太深而无法触及。如果往下钻,就会遇到坚硬的岩石。
2022年的榜单提到了Quaise,这是一家实验性初创公司,试图用高度集中的射频能量束蒸发花岗岩。2023年,我们庆祝Fervo上榜,它是所谓增强型地热系统的一部分。Fervo使用由油气行业开发的水力压裂技术来打入地下热岩。然后将冷水注入岩石裂缝,形成人工温泉。2022年11月,Fervo宣布其内华达州增强型地热项目已经投入运营,并向谷歌数据中心输送了零碳电力。
这还不是地热技术进步的终点。11年前,马里的工程师偶然发现了一处氢气沉积物。当它被连接到发电机上时,可为当地城镇发电,且排出物仅为水。2023年,不少政府和初创企业加快了对天然氢矿床的寻找,《科学》杂志将氢气勘探列为其年度突破之一。
7.皮肤细菌能抗癌
一些常见的皮肤细菌可以触发我们的免疫系统产生T细胞,T细胞寻找并摧毁体内的疾病。2023年春天,科学家宣布他们已经研制出一种普通的皮肤细菌来携带少量肿瘤物质。当他们在实验室里把这种混合物涂在老鼠头上时,这些动物体内产生了T细胞,这些T细胞寻找到远端肿瘤细胞并对它们进行攻击。所以没错,基本而言,面部涂料可以抗癌。
许多疫苗已经使用改良病毒,如腺病毒,作为输送方式,将抗病疗法运送到体内。可以通过皮肤进行癌症治疗(甚至疫苗)显示出了一种惊人的可能性,尤其对于恐针的人来说,真的可以松一口气。未来的医学,无论是疫苗还是癌症治疗,可以像涂护肤品那样简单,想想就令人激动。
8.药物延长狗寿命
长寿科学正当红。大型犬,如大丹犬和罗威纳犬,通常比小型犬死得早。生物科技公司Loyal研制的一种新药试图通过靶向一种名为“胰岛素样生长因子-1”(IGF-1)的激素来延长它们的寿命。一些科学家认为,高水平的IGF-1会加速大型犬的衰老。Loyal希望通过减少IGF-1来抑制与衰老相关的胰岛素的增加。此前,该公司宣布,它已经满足了FDA的一项特定要求,未来可快速获批延长大型犬寿命的药物。FDA的一名官员在给该公司的信中说:“你们所提供的数据足以证明(该药)的有效性可期。”
宠物主人目前还买不到Loyal的这种药,或许近几年都买不到。不过,FDA的支持标志着对延寿药物前景的历史性承认。(编译/文怡)