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全球首份癌症病例图谱发布

日前，《科学》杂志刊登了瑞典科学家的重磅成果—全球首份癌症病例图谱“Atlas”，将数千种特定癌症相关基因与患者生存情况联系起来，发掘出32种不以癌症类型分类、但与80%人类癌症相关的“公共”基因，可作为潜在新药研发的精准靶点。新图谱被认为是肿瘤临床实践革命性改进的重要推手。

据《麻省理工技术评论》杂志官网等外媒报道，Atlas图谱可开放获取，仍在继续努力收集公共数据，目标是收集可用于开发癌症药物和诊断方法的实用信息。

瑞典皇家理工学院教授马瑟尔斯·阿合雷是欧洲生物技术联合会主席，也是Atlas项目的领导者，他带领该科研团队使用超级计算机，分析了8 000种肿瘤样本中的17种主要类型的人类癌症，并使用RNA测序方法，了解基因在受癌症影响时发生的变化，积极寻求“基因突变导致的基因组整体变化”。

研究人员确定了2 000多个抑制肿瘤生长的基因，但绝大多数基因靶向药物会同步产生强烈的副作用。经筛选，发现其中32种基因存在于超过80%的肿瘤样本中，且与癌症具体类型无关，它们可以作为新药研发的靶点。

此外，依据肿瘤类型和肿瘤位置，研究人员还发现，超过2 000种基因对病人生存率等“预后”有着不同的影响。他们还进一步将这些“预后”基因分为“有利于预后”和“不利于预后”两类。而以往对“预后”基因的研究很少。中国科学院心理所研究员左西年在接受科技日报记者采访时，对Atlas图谱如此评价：“这一图谱有助推动临床精准医疗：一是大数据基础上的广谱知识，类似于一个癌症大字典，特别是其中基因部分的知识，对于特效药物和广谱药物的研发都至关重要；另一个是个体化诊疗方案，这要求图谱可以提供一个工具，让医生针对具体病人的临床数据，做出用药或手术的精准干预方案，而关于生存期的知识则可以让医生对不同患者给出个体化生活方式的指导。因此，随着图谱的不断完善，肿瘤临床实践会迎来革命性的改进。”

（《科学》杂志）

软体智能装置 让中风病人行走自如

近日出版的《科学·转化医学》杂志刊登了哈佛大学研究人员的最新成果，他们开发的可穿戴柔性智能脚踝装置，能帮助中风病人更加自如行走。

中风是导致美国人残疾的主要原因，每年中风后幸存下来的美国人超过650万，他们中的大部分不能完全恢复行走能力。专家表示，因行走困难，这些患者甚至不愿出门去商店买东西，而长期不活动，导致他们出现其他健康问题，生活质量螺旋式下降。

近年来，外骨骼技术领域取得突破性进展，大大改进了拐杖、助步器和矫正器等辅助性装置的性能。但这些外骨骼装置大多数都太过坚硬，只能对中风后不能行走的患者提供帮助，对部分中风后还能行走的患者来说并不合适。

新研究中，哈佛大学软体机器人科学家康纳·沃尔什和同事开发了一种柔性超轻可穿戴智能设备，能帮助中风后遗症患者重新行走。沃尔什表示，新软体外装置能对还保留部分行走能力的患者提供很大帮助，让他们以更加接近自然的方式行走。

这一智能装置只有900 g重，包括一条腰带、与腿套连接的腿带。腰带上绑着的促动器有2.63 kg（其中电池重560 g），通过光缆与鞋垫相连，推动双腿向前迈进，并纠正足部下垂导致的脚趾和脚踝弯曲问题。

在测试中，年龄30岁到67岁的9位中风后遗症患者戴上这一智能装置后，都能在跑步机和空旷地面上行走，迈步能力和对称性分别提高了10%和20%。戴上装置后，数分钟内就能看见行走能力明显改善，效果与接受长期临床康复治疗相当。对那些不需辅助装置就能慢速行走的患者，效果最为明显。研究人员表示，他们将继续开发可戴在膝盖和臀部的类似智能装置，更好地帮助这些患者。

（《科学·转化医学》杂志）

牛能快速产生广泛中和抗体对抗HIV

美国科学家在最新一期《自然》杂志上撰文指出，牛在免疫接种后可快速产生对抗艾滋病病毒（HIV）的广泛中和抗体。新发现不仅有助于HIV疫苗的设计，也为开发新的艾滋病防治手段提供了思路。

在HIV携带者中，约有10%到20%的人会自然产生针对这种病毒的广泛中和抗体，但其通常只在感染两年后才会出现。实验显示，这些抗体能阻止大多数HIV感染人类细胞，并保护动物模型不受感染。但迄今为止，科学家还无法促使人类免疫系统产生这类抗体。

此次，美国国家过敏和传染病研究所（NIAID）、德克萨斯A&M大学、国际艾滋病疫苗倡议组织等机构科学家的研究表明，牛或许能帮助人类解决这一难题，其可在注射HIV免疫原后很短时间内产生抗体对抗HIV。在该项研究中，科学家们向4头小牛注射了HIV免疫原—一种BG505 SOSIP三聚体，随后查看它们的免疫反应。他们发现，在进行两次注射后的35 d至50 d内，4头牛的血液中便产生了针对HIV的广泛中和抗体，其中一种被称为NC-Cow1的抗体能中和约2/3的HIV。

研究人员指出，虽然少数HIV感染者体内会产生广泛中和抗体，但这些抗体都是在感染很长一段时间后产生，此时体内的病毒已进化到能抵制这些抗体了。而新研究表明，牛能在极短时间内产生广泛中和抗体，并在与HIV的对抗中获得优势。虽然目前牛抗体还不太适合在人类中临床使用，但弄清楚这种快速产生抗体的机制，对于抗艾疫苗的设计非常有用，也有助于开发新的艾滋病防治手段。

（《自然》杂志）

“葡萄糖感受机制”或可治疗肥胖症

近期，《自然》杂志发表了厦门大学林圣彩教授课题组的研究成果，他们发现了生理状态下机体感受葡萄糖水平并调节代谢模式的机制，对开发用于治疗肥胖症，乃至延长寿命的药物具有深远意义。

生活中的生物体内，葡萄糖水平的波动十分常见，睡一大觉、剧烈运动几个小时或者太忙了没时间吃饭，都会引起葡萄糖水平的显著下降。这时，机体能够触发一套有效的过程应对这类“不利情况”，林圣彩课题组研究发现，其中最为关键的就是激活“代谢的核心调节者”—AMPK。

此前研究认为，葡萄糖水平下降引起细胞内的能量分子ATP含量下降，进而引起另一代表低能量状态的分子AMP水平的上升，并由AMP直接激活AMPK，维持新陈代谢平衡。

无论在不含葡萄糖的细胞培养条件下，还是在饥饿的低血糖的动物体内，都不能观测到AMP水平的上升，这充分说明了机体有一套不为人知的、独立于AMP的感应葡萄糖水平的机制。

林圣彩课题组进一步研究揭示了这一完整过程：葡萄糖水平下降将引起葡萄糖代谢物下降，并被糖酵解通路上的代谢酶感应，后者启动激活AMPK的溶酶体途径进而介导AMPK的激活。

林圣彩教授进一步地把葡萄糖水平总结为一种“状态信号”，以区别于传统的“能量信号”。他介绍，生物体维持能量水平的稳定是至关重要的，ATP水平的下降对机体的伤害是巨大的，因此，等到能量水平下降再作出应激反应很可能为时已晚。“状态信号”的存在使得机体能够“前瞻性”地应对复杂的外界条件和各种应激压力，保证生命活动的有序进行。

（科技日报）

我国高速列车信息控制系统实时诊断技术获突破

微小与复合故障的诊断是高速列车信息控制系统实时故障诊断领域的国际前沿课题。最近，清华大学教授周东华在山东省科学技术协会主办的2017中日工程技术大会上宣布：“动车组制动缸系统的故障检测和分离”“动车组制动系统传感器微小故障诊断”等8项高速列车信息控制系统实时故障诊断技术获得突破。

据了解，高速列车运行时速极高，任何微小故障或隐患若不能被实时诊断出来和有效处理，都有可能引发连锁反应造成事故。影响高速列车安全运行的关键是列车的信息控制系统，周东华表示，信息控制系统中的牵引变流系统、车载控制系统、列车网络如同人体的心脏、大脑、神经，左右着列车安全。但在现阶段，高速列车信息控制系统故障诊断面临着困难，比如地形地貌复杂、气候条件多变、风沙雪雨雷电常见，致使高铁运行环境具有极强的不确定性，多子系统相互耦合导致的复合故障现象给高速列车信息控制系统快速、准确的故障诊断带来极大的困难。

借助具有国内一流检测试验环境的株洲电力机车所，在青岛四方所的研究基础上，周东华团队实现了动车组制动缸系统的故障检测和分离、动车组制动系统传感器微小故障诊断、微小故障检测的递推变元统计分析方法、数据驱动的制动系统暂态过程的故障检测方法、闭环系统故障诊断方法、含模型不确定性的随机动态系统执行器间歇故障鲁棒检测方法、随机动态系统执行器间歇故障检测与分离方法、含未知扰动的随机动态系统传感器间歇故障鲁棒检测方法等8个方面的突破。

（科技日报）

可打印人体细胞的3D打印机

来自杭州电子科技大学等高校的科学家自主研发出一台生物材料3D打印机。他们使用生物医用高分子材料、无机材料、水凝胶材料或活细胞，目前已在这台打印机上成功打印出较小比例的人类耳朵软骨组织、肝脏单元等。

该生物材料3D打印机研发团队负责人、杭州电子科技大学教授徐铭恩说，这台生物材料3D打印机具有打印生物材料种类多、对细胞损伤率低、打印精度高和操作方便等特点。和国际同类打印机相比，这台名为“Regenovo”的3D打印机不仅实现了无菌条件下的生物材料和细胞3D打印，而且新型的温控单元和打印喷头设计，能够支持从－5℃到260℃熔融的多种生物材料打印。

徐铭恩介绍说，“Regenovo”支持活细胞打印，打印的细胞有着高达90%的存活率。目前打印出来的活细胞存活时间最长为4个月。

不过，从人体细胞、组织乃至器官被“打印”出来，到真正应用于临床，还有相当长一段路需要走。

（科技日报）