2017年度国际十大医学科技新闻

在肺血管穿梭的巨核细胞在生产血小板。图中左侧团状的荧光物质为巨核细胞，在肺血管中游走，生成荧光碎片，也就是血小板。加利福尼亚大学旧金山分校供图 
人工智能识别皮肤癌过程示意图：研究人员训练算法总结图像里的模式，发现疾病经由组织传播在外观上所遵循的规则。 　　来源：Fig. 1b, Esteva, Kuprel et. al, 2017 　　195个国家和地区调查揭示全球健康三大变化 　　《柳叶刀》杂志发布了“2015全球疾病负担研究系列报告”，全面描述了全球主要疾病的死亡率和发病率。1800多名合作者对1990年到2015年间195个国家和地区的249种死亡原因、315种疾病和损伤、79种危险因素进行了全面分析。结果显示，全球预期寿命从1990年的61.7岁，增至2015年的71.8岁。 　　全球健康情况主要有三大变化。第一，慢性非传染性疾病如肿瘤、缺血性心脏病、肝硬化、阿尔茨海默病等，在总死亡中的比例呈上升趋势。影响死亡率的危险因素包括高血压、吸烟、盐摄入过多、高血糖等。生活方式改变、空气污染等是上述慢性病的重要诱因。第二，全球传染病、母婴性疾病和营养性疾病造成的总死亡数下降显著第三，人口增长和老龄化让慢性非传染性疾病造成的死亡人数呈持续增加态势。 　　点评：该报告显示全球健康呈现慢性病增多而传染病下降趋势。慢性病状况是反映一个国家经济社会发展、卫生保健水平和人口健康素质的重要指标。慢病防控要贯穿人的整个生命周期，健康生活方式要从儿童、青年期抓起，涉及所有年龄阶段。要自觉形成健康素养和良好生活方式，包括控制吸烟、远离二手烟，限制盐、油、糖的摄入，多吃蔬菜水果，增强体力活动，控制肥胖等。 　　肺脏竟是重要造血器官 　　美国研究人员在《自然》杂志发表文章称，肺部能够产生血小板并储存造血细胞，是重要的造血器官。研究人员用被称作“双光子活体成像”的新成像技术，观察活体小鼠肺部微血管中单个细胞活动，意外地在肺部血管内发现了大量巨核细胞。这些巨核细胞每小时产生超过1000万个血小板，说明小鼠血液中血小板半数以上产生于肺部，而非此前认为的主要产生于骨髓。研究还发现，肺部血管外存储了大量造血干细胞和祖细胞。研究人员通过肺移植实验发现巨核细胞在骨髓中生成，然后迁移到肺部产生血小板。这可能是由于肺部是生成血小板的理想生物反应器。小鼠体内血小板减少时，肺部储存的祖细胞可被激活生成新的巨核细胞，使血小板数量恢复。而当骨髓缺乏造血干细胞时，肺部的造血干细胞和祖细胞可以进入骨髓修复损伤，参与不同血液细胞的生成。 　　点评：该研究通过肺移植实验证明，肺里面的巨核细胞是从骨髓里“游”过来的。实验还发现，驻扎在肺部的造血祖细胞在骨髓受损时，可以迁移到骨髓，恢复骨髓造血能力。该研究对于治疗血小板减少症具有重要意义，并为研究骨髓和肺部如何通过交换造血细胞，进而恢复造血系统健康提供了新方向。 　　RNA编辑技术展示广阔前景 　　美国华人科学家张锋团队今年在《自然》《科学》杂志上接连报道了基因编辑系统CRISPR的另一大技术应用——RNA编辑。文章介绍了CRISPR新系统“REPAIR”，它因不会改变DNA信息而更为安全。研究人员将以往使用的RNA“剪刀”“变体”，使它能牢牢结合在特定的RNA片段上，并将该片段上的腺嘌呤核苷替换成次黄嘌呤核苷。为验证它的治疗潜力，研究人员将范科尼贫血和X连锁性肾源性尿崩症的突变引至人体细胞中，最后成功在RNA层次上修复了致病突变。 　　点评：人类很多疾病信息都编码在DNA这个“生命脚本”上。基因编辑技术的出现使得科学家有了修改DNA的可能，给治愈疾病带来希望。但由于基因承载着生命最根源的信息，对DNA进行编辑有着安全和伦理上的顾虑。RNA编辑则有所不同，RNA是以DNA单链为模板的遗传信息载体，DNA发出“错误指令”，经RNA转录，翻译给蛋白质并执行功能，才会发生疾病。若中途拦截，矫正RNA上的错误信息，让蛋白质接收到正确的信息，可起到治疗效果。“REPAIR”无须篡改基因组就可以避免突变带来的疾病，且RNA会自动降解，对它的修改被认为是可逆的。安全和灵活是“REPAIR”的优势。 　　基因治疗走进临床造福患者 　　2017年，《新英格兰医学杂志》先后报道两项临床试验初步取得成功，显示基因治疗正基因治疗加速迈向临床。 　　法国研究人员采用基因治疗成功治愈了一位患有镰状细胞贫血症的15岁男孩。治疗后，男孩体内的镰状红细胞数量大大减少，且形成了足够多的正常红细胞。这是基因治疗首次用于治疗常见遗传病。 　　美国研究人员利用基因治疗成功延长了15名脊髓性肌萎缩症（SMA1）患儿的生命。研究人员以修改版的腺相关病毒载体9（AAV9）为载体，通过静脉注射方法将正常的SMN基因运送至患者体内。临床Ⅰ期试验结束后，所有接受治疗的患者都跨过了20个月的生死大关，且在耐受性上表现良好。 　　点评：基因治疗技术创新和临床试验在近几年如雨后春笋般涌现，多项基因治疗项目相继在美国、欧盟、中国等国家获批上市。基因治疗的对象也已经由单基因遗传病逐步拓展到恶性肿瘤、感染性疾病、心血管疾病、自身免疫性疾病、代谢性疾病等重大疾病。这两项临床试验再次显示了基因治疗的潜能，展现了高剂量病毒载体治疗神经系统疾病的可行性，有望推进帕金森、巨轴索神经病等其他神经、肌肉疾病的新尝试。 　　美国FDA批准两个CAR-T新药 　　美国食品和药品监督管理局（FDA）先后批准两个CAR-T新药。CAR-T疗法全称为嵌合抗原受体T细胞免疫疗法，是从患者血液中抽取部分免疫T细胞，通过基因技术改造使其能够识别肿瘤抗原，接着回输到患者体内，使其能在相对短的时间如几个月内，清除患者体内的癌细胞。 　　第一个CAR-T新药是诺华公司的Kymriah（CTL019），这是全球首个获批的CAR-T疗法，适用于25岁以下B细胞前体急性淋巴性白血病（ALL）。 　　FDA批准的第二个CAR-T新药是Kite制药的Yescarta （KTE-C10），主要适用于治疗对前期至少两种其他治疗反应效果差或治疗后复发的大B细胞淋巴瘤，Yescarta是FDA批准的首款针对特定非霍奇金淋巴瘤的CAR-T疗法。 　　点评：与传统化疗药、靶向药等癌症治疗方式相比，理论上CAR-T疗法是利用患者自身免疫系统，而非外来药物去攻击肿瘤细胞，可能对大部分经化疗、手术等多种方式治疗都无效的肿瘤患者有效。但由于CAR-T疗法尚属新生事物，目前已经上市的两种CAR-T产品均被限制在某种特定癌症治疗范围内，其更确切的效果、不良反应的抑制方法尚待进一步观察、研究。 　　美国出台更严苛高血压诊断标准 　　美国心脏病学会（ACC）和美国心脏协会（AHA）联合多个学术机构共同制定颁布了2017年新版高血压指南。该指南对高血压的诊断、降压目标及相关建议进行了调整。首次将高血压定义修改为≥130/80毫米汞柱，剔除此前≥140/90毫米汞柱的标准；血压升高为收缩压120~129毫米汞柱，舒张压小于80毫米汞柱；1级高血压为收缩压130~139毫米汞柱，舒张压80~89毫米汞柱；2级高血压为140/90毫米汞柱。AHA在发布指南时强调，新定义将增加14%的高血压人数，但这部分人群将主要以生活方式干预为主。 　　点评：这是高血压领域的一次重大变革，如果该诊断标准被广泛采用，世界各地高血压患病率将被重新评估，高血压患者人数将进一步上升。美国高血压控制率目前已经达到70%，因此把高血压诊断界值进一步降低，对美国社会进一步减轻高血压所导致的器官损害和疾病预防具有一定的意义。对于中国而言，高血压诊断标准的进一步严格，对于引起政府和社会的关注，尤其是提升人民群众的健康意识有着积极意义。但根据该指南，中国高血压患病人数将增加1.8亿左右，达到4.5亿，患病率由28.9%增加到66%。美国指南的这种血压分级积极理念和治疗理念，对于中国人群是否适应，仍存在疑问。 　　人工智能识别皮肤癌可媲美医生 　　美国研究人员在《自然》杂志报道了达到皮肤科医生水平的皮肤癌筛查深度神经网络。研究人员通过深度学习的方法，用近13万张痣、皮疹和其他皮肤病变的图像训练机器，使其能够快速识别其中的皮肤癌症状。 　　在与21位皮肤科医生的诊断结果进行对比后发现，这个深度神经网络的诊断准确率与人类医生不相上下，达到91%以上。研究测试中，人工智能被要求完成三项诊断任务：鉴别角化细胞癌、鉴别黑色素瘤以及使用皮肤镜图像对黑色素瘤进行分类。研究者通过建构敏感性-特异性曲线对算法的表现进行了衡量。在所有三项任务中，该人工智能敏感性达到91%。此外，研究者还可以依据想要的诊断效果对敏感性进行调整。 　　点评：研究人员希望在不久的将来将这项技术投入应用，让更多人获得更好的医疗服务。目前，这个算法还需要依托计算机运行，研究人员正努力研究如何把它缩小到可以在手机上装载。在不远的未来，也许人们手指轻轻一点，就可以进行皮肤癌诊断。这项针对皮肤癌筛查的算法打开了通往新世界的一个小口子，基于深度学习的人工智能将在更广阔的医疗领域内与人类医生并肩作战。 　　单克隆抗体明确降低心血管事件 　　美国研究人员在《新英格兰医学杂志》上报道了Evolocumab降低心血管事件的临床结果。Evolocumab是一种前蛋白转化酶枯草溶菌素-9（PCSK9）单克隆抗体。研究人员开展了随机双盲安慰剂对照试验，共招募了27564名动脉粥样硬化性心血管疾病、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）水平高于1.8毫摩尔/升、接受过他汀类药物治疗的患者。研究结果显示，Evolocumab可在他汀类药物治疗的基础上，进一步减低低密度脂蛋白胆固醇水平并降低心血管事件风险。研究组之间的不良事件无显著性差异，但注射部位反应异常在Evolocumab组更常见。 　　点评：这项研究不仅为PCSK-9抑制剂的临床应用奠定了坚实的基础，也证明动脉粥样硬化性心血管疾病中降低LDL-C的重要性。但是，PCSK9抑制剂在急性事件后的短期疗效仍需明确，在其他类型高危患者中的效果也有待评估。在治疗成本方面，Evolocumab每年的治疗成本为14100美元，这对部分患者来说是笔高昂的治疗费用。因此，这项研究对于降脂治疗的药物选择，短期内还不会产生显著影响。目前，常规剂量他汀仍是大多数血脂异常与动脉粥样硬化性心血管疾病患者的首选药物。 　　新方法可应对革兰氏阴性菌 　　美国研究人员在《自然》杂志报道，通过修饰一种仅杀死革兰氏阳性菌的药物，构建了能够穿透革兰氏阴性菌的分子“特洛伊木马”。 　　革兰氏阳性菌缺乏坚固的细胞壁，但是革兰氏阴性菌的一大特征就是拥有这种坚固的外膜，这使得它们很难被药物攻击。研究人员通过给抗菌药物脱氧尼博霉素（DNM）添加氨基，将DNM转化为一种广谱抗生素，被称为6DNM-amine。这一修饰将该药物转化为一种能够同时杀死革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的广谱抗生素。 　　点评：革兰氏阴性菌包括大肠杆菌的致病性菌株、不动杆菌、克雷伯氏菌和铜绿假单胞菌等。虽然已有一些抵抗革兰氏阴性菌的抗生素类型，但是最近的一类抗生素是约50年前（即1968年）开发出来的。上述细菌目前正对大多数可用的抗生素产生耐药性。 　　人们一直试图研发新型抗生素来抵抗革兰氏阴性菌，但努力一再失败，原因是几乎所有的新药都不能穿透革兰氏阴性菌坚固的细胞壁。这项研究发现了能够穿透革兰氏阴性菌防御机制的方法，为未来合成针对耐药菌的抗生素提供了新思路。 　　2000万人口调查：低收入国家高血压发病在增加 　　《柳叶刀》杂志发表的一项研究提示，从1975年到2015年这40年间，全球高血压患者从5.94亿增加到11亿。2015年数据表明，全球有多于一半的高血压患者在亚洲，中国有2.7亿，印度有2亿。研究还显示，在加拿大、英国、美国等富国，高血压人数降到史上最低，而南亚和撒哈拉以南非洲贫穷国家，高血压患者飙升。从世界范围来看，高血压已经成为贫穷相关疾病，这种差异也许与富裕国家高血压知晓率更高，具有良好的医疗条件和饮食习惯，如限盐、多吃蔬果、多补营养素有关。 　　点评：在过去的40年中，患高血压人口数目的增多，很大程度上与世界人口的日益增长和人口老龄化相关。研究结果显示，虽然在高收入水平国家中，血压水平已经显著下降，但是在很多低收入国家和中等收入国家，血压水平却上升了，尤其是那些非洲国家和南亚国家。高收入水平的国家血压水平下降，可能跟健康水平的全面提高以及人们对水果和蔬菜消费的增加有关，并且在高收入水平的国家，高血压能更容易、更早地引起患者注意及用药物加以控制。而在低收入国家和中等收入国家，仍需要努力遏制高血压的蔓延肆虐，这将是当今最为紧迫的全球性医学挑战。 　　评选介绍 　　评选采用数据检索和专家学者讨论评议相结合的方式，特别邀请中国医学科学院医学信息研究所和科技医学信息服务机构爱思唯尔作为技术支持单位。国内部分，对《科学》《自然》《新英格兰医学杂志》等权威期刊和各专科排名靠前期刊进行检索，选取《健康报》《人民日报》《科技日报》等20多家国内主流媒体和门户网站报道过的、以中国学者为主要完成人的医学科技新闻报道，最后119篇新闻列入备选条目。国际部分，针对2017年重大医学科技进展和研究成果进行遴选，从众多权威期刊上选出数千篇基础、临床和公共卫生领域的文章，从中选择了54项原始研究成果列入备选条目。 　　初评环节邀请北京大学医学部、北京协和医院、中日友好医院、军事科学院军事医学研究院毒物药物研究所、中国医学科学院信息所、爱思唯尔医学事务部等机构专业人员参与。终评环节特别邀请到12位涵盖国内基础医学、临床医学、公共卫生、中医药、药学等不同领域的院士，以及中国医学科学院的专家代表共同担任评选顾问。 　　12位院士顾问： 　　全国人大常委会原副委员长、重大新药创制科技重大专项技术总师桑国卫 　　北京大学医学部主任詹启敏 　　中国疾控中心传染病所所长、重大传染病防治科技重大专项技术副总师徐建国 　　中国工程院副院长樊代明 　　中国医学科学院阜外医院副院长顾东风 　　南开大学校长曹雪涛 　　空军军医大学细胞工程研究中心细胞生物学国家重点学科主任、重大新药创制科技重大专项技术副总师陈志南 　　中国医学科学院肿瘤医院院长赫捷 　　中国中医科学院常务副院长黄璐琦 　　上海交通大学医学院附属瑞金医院副院长宁光 　　中日友好医院院长王辰 　　中国药科大学教授王广基 　　（采写：中国医学科学院信息研究所 杜建 张燕舞 记者郑颖璠）