“疫苗”两大杂志相继公布2021“十大” 涉及生物、医学领域超半数

今天，聚焦化工小新为大家分享来自化工仪器网的《两大杂志相继公布2021“十大” 涉及生物、医学领域超半数》。

近日，《自然》《科学》两大杂志先后公布2021年十大科学技术突破， 《自然》中，新冠疫情及其疫苗成为最大关注点。《科学》中，人工智能AlphaFold和RoseTTAFold成功预测蛋白质结构被评为最大突破。此外，细数这“十大”不难发现，生物医学领域研究成为热门领域。

序号

《科学》十大科学突破

《自然》十大科学新闻

1

人工智能预测蛋日质结构

新冠变种威胁疫苗保护性

2

泥土中可直接提取古人类细胞核内的D

阿尔兹海默症（AD）治疗药物审批

3

实现历史性核聚变突破

CRISPR首次用于人体临床实验

4

抗新冠强效药可降低住院率

DeepMind的AI工具预测蛋白质结构

5

"摇头丸 可治疗创伤后应激障碍

新冠加强针的必要性

6

单克隆抗体用于治疗传染性疾病

踏入火星

7

“洞察” 号首次揭示火星内部结构

μ介子或带来物理学重大变化

8

μ介子或带来物理学重大变化

极端天气或将持续

9

CRISPR可改善遗传性失明患者视力

阿富汗研究人员奋力应对新政权统治

《科学》：人工智能预测蛋日质结构

《科学》杂志中，将“人工智能(AI)预测蛋白质结构”作为“金牌”科学突破。

蛋白质是三大生命分子之一，它们遵循相同的基本形式：一条由多达20种不同的氨基酸组成的线性链，按照我们的DNA编码序列串在一起。上世纪50年代，研究人员开始通过X射线衍射来绘制蛋白质的三维结构。但绘制一张结构图，需要数年。上世纪70年代起，科学家开始通过计算机建模，来预测一个特定的蛋白质将如何折叠，加快绘制进程。如今，人们利用AI智能软件程序——阿尔法折叠预测了人类表达的几乎所有蛋白质的结构，以及其他20种生物的几乎完整的蛋白质组。2021年8月，中国研究人员使用阿尔法折叠2绘制了近200种与DNA结合的蛋白质结构图。11月，德国和美国的研究人员利用阿尔法折叠2和冷冻电镜绘制了核孔复合物的结构图。现在，科学家正使用阿尔法折叠2来模拟奥密克戎变体刺突蛋白突变的影响，通过在蛋白质中插入更大的氨基酸，突变改变了它的形状，这也许足以阻止抗体与其结合并中和病毒。

AI预测蛋白质结构将带来广泛应用，提供对基础生物学的见解并揭示潜在的药物靶点。这项AI领域的革命性突破，解决了持续50年的重大生物学难题，为探索人体与生命的本质铺平了道路。此外， AI不仅能够预测蛋白质结构，还能预测它们如何形成复合物、怎样相互作用。

《自然》：对新冠疫情的分析

《自然》杂志盘点2021年度十大科学新闻，其中对新冠疫情的分析排在首位，“新冠变种威胁疫苗保护性”“新冠加强针是否必要”成为重点探讨内容。

当前，世界疫情态势仍然沉重，疫苗作为控制传染病最有效的手段，寄托着人们抵抗、消灭疫情的美好愿景。研发疫苗被看作全球战略性工作，紧急开展。以创纪录的速度开发，多种技术路线并行，多单位同步研发、测试了新冠疫苗。自新冠病毒被发现到疫苗获准上市或紧急使用仅历经不到一年。

然而，在新冠疫苗研发迅速取得阶段性重大成功之后，全球疫情防控仍面临挑战。2021年3月，Delta新冠变种以惊人速度席卷印度，并迅速扩散至全球。数据显示，疫苗对Delta的预防作用不如先前的其他新冠变种，但仍能助患者避免重症。11月下旬，Omicron出现，再次严重削弱了疫苗免疫作用，冠状病毒变种正威胁着疫苗的保护性。

早期数据表明，它严重破坏了疫苗免疫力，但加强注射疫苗可以改善这种情况。有证据表明新冠疫苗免疫力在高传染性德尔塔变异种面前正在下降，尤其是在低收入国家只有7%的人接受单剂量疫苗时，变异株将继续在感染者中进化。但是疫苗注射通常仍然可以保护人们免于感染新冠病毒后发生重症和死亡。世卫组织(WHO)呼吁富裕国家推迟执行“更广泛的”加强针接种计划，为低收入国家提供更多接种机会。

生物、医药领域成为当前重点

在医学和生物学领域，《科学》杂志还公布了以下重大研究突破：抗新冠强效药陆续出现，美国默克制药公司的抗病毒药物莫奈拉韦 (molnupiravir)可将未接种疫苗的高危人群的住院或死亡风险降低30%；“摇头丸”主要成分MADA能够减轻创伤后应激障碍(PTSD)患者的症状；单克隆抗体(mAb)在对抗新冠病毒等病原体方面显现效果；利用CRISPR直接在患者体内进行基因编辑，可减少一种有毒的肝脏蛋白质的数量，适度改善遗传性失明患者的视力；以色列生物学家使小鼠胚胎在人造子宫中的发育时间从3至4天延长到11天，该研究可用以观察哺乳动物器官和后肢的形成过程。

《自然》公布的十大科学事件中，涉及在医学和生物学领域占半数，除了两项疫情相关实践，包括美国食品药品监督管理局(FDA)批准了18年来首个治疗阿尔茨海默氏症的新药，药物审批掀起了轩然大波；基因编辑CRISPR首次直接用于人体临床实验；DeepMind用AI精准预测蛋白质结构。

不难看出，医学、生物学是当前技术重点关注点和攻坚克难的领域。基因技术、免疫治疗等新一轮科技革命正在催生全球生命科学的巨大变革。从曾经的“人生七十古来稀”，到现在八九十岁“不稀奇”，生物学、医学的快速发展在保障和改善人类健康方面发挥了巨大作用。

不仅如此，现代科学技术的进步，对生物学、医学的发展提供了技术保障和难得的机遇。抗生素、激素的问世，X线、B超、CT、核磁、内镜等各种实验室检测仪器的应用，机器人手术、3D打印技术等设备问世，都为学科研究提供了强有力的技术支撑，让学科研究如虎添翼。在此背景下，制药与生物技术行业市场正保持高速发展，大数据和产业集群的发展也为生物医药行业注入新动能。

（资料来源：科技日报、财新网、人民网等）

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