2013年度科學突破

癌癥研究界在2013年經歷了一個巨變，因為一個醞釀了數十年的策略終于確立了它的潛力。從癌癥免疫療法的臨床試驗出現了令人鼓舞的結果，在癌癥的免疫療法中治療的標靶是身體的免疫系統而不是直接針對腫瘤。這種新的治療會促使T細胞和其它免疫細胞來對抗腫瘤——而《科學》雜志的編輯們認為這些做法正在展現足夠的前景而讓其能登上本年度zui重要的科學突破的。

這一由《科學》雜志及其性非營利出版機構AAAS所挑選的突破性科學成就的年度名單還包括了在太陽能技術、基因組編輯技術及疫苗設計策略——僅舉數例——等方面所取得的重大突破。這一*突破名單將與一則相關的新聞特寫及多媒體內容一同登載于12月20日出版的《科學》雜志上。

癌癥免疫療法奪得了該名單上的*名位置是因為到目前為止zui近的結果凸顯了它的成功，盡管其對該疾病的zui終影響是未知的。

《科學》雜志新聞總編輯Tim Appenzeller說：“今年，癌癥免疫療法有著廣闊的前景是沒有錯的。到目前為止，這一利用免疫系統來攻擊腫瘤的策略只對某些癌癥及若干病人有效，因此重要的一點是不要夸大其即刻的裨益。但許多癌癥專家確信，他們正在目睹一種重要的癌癥治療新模式的誕生。"

當今在癌癥免疫療法中的許多進展可以追溯到1980年代末，當時法國研究人員發現了在T細胞上的一種叫做CTLA-4的受體。James Allison發現了這種受體會阻止T細胞全力攻擊入侵者。到了1990年代中期，Allison證明，在小鼠中阻斷CTLA-4可在小鼠中解除T細胞對腫瘤細胞進行攻擊的束縛，從而使腫瘤細胞大幅萎縮。

與此同時，日本的研究人員發現了另外一個在T細胞上的被稱作PD-1的“閘門"。涉及該受體的臨床試驗是在2006年開始的，在一小部分患者中得到的初步結果看來是有前景的。

另外受到關注的領域涉及改良T細胞基因而讓這些細胞能以腫瘤為標靶。在2011年，這一被稱作嵌合抗原療法或CAR療法的策略讓癌癥研究領域興奮不已，它現在已經是無數臨床試驗，尤其是血癌臨床試驗的對象。

相應地，許多在幾年前不考慮涉及免疫療法的制藥公司現正在對其進行大力的投資。

有關究竟有多少病人可得益于這些治療——它們中的大多數仍處于實驗狀態——以及它們對哪些類型的癌癥具有的療效仍然還有許多不確定的地方。科學家們正在忙于嘗試發現可提供答案的生物標記，并在思索讓治療變得功效更強的方法。但是，在癌癥研究及治療中的一個新的篇章已經開啟，而《科學》雜志通過確認癌癥免疫療法為2013年zui重大的科學突破而認可了這一事實。

《科學》雜志在過去一年中的其它9項突破性科學成就如下：

CRISPR

這種基因編輯技術是在細菌中被發現的，但研究人員現在將其作為一種外科手術刀而指向了個體基因。其普及性在今年出現飆升，因為有超過12個研究團隊用它來操控多個植物、動物及人類細胞的基因組。

鈣鈦礦型太陽能電池

一種新世代的太陽能電池材料在過去的這一年中獲得了大量的關注，它們比那些傳統的硅電池要更便宜且更容易生產。鈣鈦礦電池還沒有像商用太陽能電池那樣有效，但它們正在快速不斷地得到改善。

結構生物學指導疫苗設計

今年，研究人員利用某種抗體的結構來設計一種兒童期病毒的免疫原——這是疫苗中的主要成分；該病毒每年會導致數百萬人住院。這是*次由結構生物學得來的如此強有力的對抗疾病的工具。

CLARITY

這種成像技術在2013年改變了研究人員觀察大腦這種復雜器官的方式，該技術使得腦組織變得透明并讓神經元（以及其它的腦細胞）得到了充分地展示。

迷你器官

研究人員今年在體外生長迷你人樣“類器官"上取得了顯著的進步。這些類器官包括肝芽、迷你腎及微型大腦。這些迷你化的人類器官或被證明是比動物要好得多的人類疾病模型。

宇宙射線可追溯到超新星的殘余物

盡管zui初是在100年前被檢測到的，但科學家們一直不確定來自外太空的被稱作宇宙射線的高能粒子來自何方。今年，他們終于將這些射線與超新星或爆炸中的恒星所的碎片云在了一起。

人類的克隆胚胎

今年，研究人員成功地從克隆的人類胚胎中得到了干細胞.

我們為什么要睡覺

在小鼠中的研究顯示，腦子會在睡眠時通過擴展神經元之間的通道讓更多的腦脊液流過從而更加有效地進行自我清理。該發現提示，恢復和修復都屬于睡眠的主要目的.

我們的微生物，我們的健康

對數萬億的以人類身體為家的細菌細胞所做的研究已經弄清了這些微生物對我們有多大的影響。“個性化"藥物需要將這些微生物租客考慮在內才能有效。

今年的突破中至少有兩項有中國科研人員參與。首先是結構生物學指導疫苗設計。美國國家過敏癥和傳染病研究所與中國廈門大學合作，利用結構生物學技術對zui常見的兒童呼吸道病毒——呼吸道合胞病毒進行操控，設計出一種免疫原，據此研制的新型疫苗已在小鼠及恒河猴試驗中表現出效果。

參與研究的廈門大學教授夏寧邵說，呼吸道合胞病毒是一種可導致肺炎的傳染性病毒，是5歲以下兒童住院的zui主要原因之一。范圍內，繼瘧疾之后，該病毒是一歲以下嬰幼兒的第二大殺手。雖然醫學專家對這種病毒的研究已有40多年，但始終未能開發出有效疫苗。

另一項突破是人類為什么要睡覺。美國羅切斯特大學通過老鼠研究發現，大腦內有一個*的“垃圾處理系統"，睡眠時這個系統能夠清除代謝廢物，這說明大腦自我“大掃除"屬于睡眠的主要目的之一。

這項研究的*作者是羅切斯特大學的中國籍博士后謝璐璐，她曾就讀于南京醫科大學。在談及這項研究的意義時，謝璐璐說：“睡眠是現代人都很關心的問題。我們到底能不能不睡覺，然后騰出更多時間去工作、去享受生活？答案可能是不行。"