盘点2018年十大新兴技术：人体变成“制药工厂”(3)

现在研究人员开始解决“纤维化”挑战。例如，2016年，麻省理工学院的研究人员发现了新方法，可以使植入物对免疫系统不可见。在生产和筛选了数百种材料后，研究人员确定了一种名为藻酸盐的凝胶化学物质，它在人体中有很长的安全使用历史。当他们将这种凝胶中的胰岛细胞植入糖尿病小鼠体内时，它们会立即释放胰岛素，以应对血糖水平的变化，在6个月的研究过程中成功控制了血糖水平，未见纤维化。在另一项研究中，研究人员后来报告说，在巨噬细胞上阻断一个特定的分子可以抑制瘢痕形成，巨噬细胞是重要的纤维化免疫细胞，添加这种阻滞剂可以进一步提高植入物的存活率。

现在已经有公司专门开发封装细胞疗法。其中Sigilon Therapeutics公司正在推进麻省理工学院开发的用于糖尿病、血友病等代谢紊乱疾病的治疗技术。美国礼来制药公司(Eli Lilly)正与Sigilon合作开展糖尿病研究。此外，Semma Therapeutics公司也在使用自己的技术关注糖尿病，Neurotech Pharmaceuticals公司在青光眼和各种以视网膜变性为特征的眼部疾病的临床试验中植入了植入物，Living Cell Technologies公司则在进行帕金森氏症植入物的临床试验，并正在开发其他神经退行性疾病的治疗方法。

如今，被整合到胶囊中的细胞是从动物或人类尸体中提取的，或者是从人类干细胞中提取的。将来，植入性细胞疗法可能会包含更广泛的细胞类型，包括通过合成生物技术改造而成的细胞，这些生物技术可以重组细胞的遗传基因，使其执行新的功能，比如控制特定药物分子按需释放到组织中。封装细胞疗法的安全性和有效性都没有在大型临床试验中得到证实，但这些迹象令人鼓舞。

6.人造肉

想象一下，你咬下多汁牛肉汉堡的感觉，而它却是在不杀死动物的情况下制作而成的。利用实验室里的细胞培育出来的肉正在把这种设想变成现实。多家初创企业正在开发实验室培育的牛肉、猪肉、家禽和海鲜，其中包括Mosa Meat、Memphis Meats、SuperMeat以及Finless Foods等公司。这个领域正在吸引大量资金。例如，在2017年，Memphis Meats从比尔·盖茨(Bill Gates)和农业公司Cargill处获得了1700万美元投资。

如果被广泛采用，人造肉可以消除许多残忍的、不道德的屠杀动物的行为。它还可以减少肉类生产的可观环境成本。只需要生产和维持培养的细胞，而不需要从出生起就维持整个生物体。这种肉是先从动物身上提取肌肉样本制成的。技术人员从组织中收集干细胞，让它们进行增殖，并且分化成原始纤维，然后膨胀成肌肉组织。Mosa Meat公司说，从一头牛身上提取的一份组织样本可以产生足够多的肌肉组织。

许多初创企业表示，它们预计未来几年将有产品出售。但是，人造肉要想在商业上可行，就必须克服许多障碍，包括成本和味道。2013年，当记者们看到人造肉制作的汉堡时，肉饼的制作成本超过30万美元，而且过于干燥(因为脂肪太少)。自那以后，费用已经大幅下降。Memphis Meats今年报告称，113克重的绞碎人造牛肉价格约为600美元。考虑到这一趋势，人造肉可能在几年内成为传统肉类的竞争对手。更加注意质地，并补充其他成分可以解决口味问题。

为了获得市场的批准，人造肉必须被证明是安全的。虽然没有理由认为实验室生产的肉类会对健康造成危害，但FDA直到现在才开始考虑如何对其进行监管。与此同时，传统的肉类生产商正在反击，他们辩称人造肉根本不是肉类，不应该被贴上肉类标签。调查显示，公众对食用人造肉兴趣不大。尽管面临这些挑战，人造肉公司仍在稳步前进。如果他们能成功地制造出价格实惠、口味纯正的产品，人造肉就能使我们的日常饮食习惯更加符合伦理和环境可持续性发展标准。

7.电休克疗法

电休克疗法在医学上有着悠久的历史，比如心脏起搏器、耳蜗植入和帕金森病的大脑深层刺激。其中一种治疗方法将变得更加多样化，显著改善对多种疾病的治疗。它包括向迷走神经传递信号，将脑干的脉冲发送给大多数器官，然后再返回。迷走神经刺激(VNS)的新用途已经成为可能，部分原因是范因斯坦医学研究院的凯文·特蕾西(Kevin Tracey)等人的研究表明，迷走神经释放出有助于调节免疫系统的化学物质。例如，在脾脏释放的特定神经递质，就会使全身炎症的免疫细胞安静下来。

这些研究结果表明，VNS可能对自身免疫和炎症条件等电信号紊乱的疾病有益。对于那些患有这些疾病的患者来说，这可能是个福音，因为现有的药物常常会失效或导致严重的副作用。VNS可能更容易耐受，因为它作用于特定的神经，而药物通常在全身传播，会潜在地扰乱治疗目标以外的组织。

迄今为止，有关炎症相关应用的研究令人鼓舞。由SetPoint Medical公司开发的VNS设备在早期的人体试验中已经证明是安全的，用于治疗风湿性关节炎和克罗恩病(Crohn’s)。目前正在对这两项技术进行更多的试验。电休克疗法也被用于治疗其他具有炎症成分的疾病，如心血管疾病、代谢失调和痴呆，以及狼疮等自身免疫性疾病。在这种疾病中，迷走神经本身变得不活跃。

防止移植组织的免疫排斥是另一项潜在应用。大多数迷走神经刺激器，包括SetPoint的设备和那些已经用于治疗癫痫和抑郁症的设备，都属于植入物。医生通常把这个装置放在锁骨下的皮肤下面。植入物的导线缠绕在迷走神经的一个分支上，并以预设的间隔向它传送电脉冲，频率和其他性能通过外部磁棒编程控制。如今的植入物直径约为1.5英寸，但随着时间的推移，预计会变得更小，可编程性更强。

旨在缓解丛集性头痛和偏头痛的无创手持式迷走神经刺激器最近也获得了FDA的批准，尽管尚不清楚迷走神经刺激究竟是如何帮助这些症状的。这种手持设备通过颈部皮肤或耳朵向神经传递温和的电刺激。迷走神经并不是唯一一个被新型电疗法治疗的目标。在2017年底，FDA批准了一种非植入装置，可以通过耳后皮肤向颅枕神经和枕神经的分支发送信号，从而缓解阿片类药物的戒断反应。在73名阿片类药物戒断患者症状严重程度降低31%或更高之后，该设备获得了FDA的认可。

植入物和手术的成本可能会阻碍VNS疗法的广泛应用，但随着该技术的侵入性降低，这一问题应该会得到缓解。但成本并不是唯一的挑战。研究人员仍然需要了解更多关于迷走神经刺激在每种情况下是如何产生效果的，以及如何最好地确定个体患者的最佳刺激模式。此外，他们还需要研究迷走神经的脉冲是否会以不受欢迎的方式影响周围的神经。然而，随着更多的研究和试验检验其机制和效果，VNS和其他的电子疗法最终可能更好地治疗广泛的慢性疾病，潜在地减少数百万患者的用药需求。

8.基因驱动

可以永久性地改变某个种群甚至整个物种特征的基因驱动技术正在迅速进步。所谓基因驱动是指基因元素从父母传给后代的数量异常高，从而在种群中迅速传播。基因驱动是自然发生的，但也可以被改造，这样做在很多方面对人类来说都是一种恩惠。这项技术有潜力阻止昆虫传播疟疾和其他可怕的感染，通过改造攻击植物的害虫提高作物产量，使珊瑚对环境压力产生抵抗力，并防止入侵植物和动物破坏生态系统。

然而，研究人员深切地意识到，改变甚至消灭某个物种可能会产生深远的后果。作为回应，他们正在制定规则来管理基因驱动被从实验室应用到现场测试和更广泛的使用中。几十年来，研究人员一直在考虑如何利用基因驱动来对抗疾病和其他问题。近年来，CRISPR基因编辑技术的引入使得将遗传物质插入染色体上的特定位置变得更加容易，从而推动了这项研究的快速发展。

2015年，几篇论文报道了基于CRISPR的基因驱动在酵母、果蝇和蚊子中的成功传播。一项演示通过蚊子种群驱动了对疟原虫的抗性基因，理论上这应该会限制疟原虫的传播。另一项研究干扰了另一种蚊子的雌性生殖能力。今年，一种CRISPR基因驱动系统在老鼠身上进行了试验，试图操纵它们的皮毛颜色。这种方法只对雌性有效。即便如此，研究结果也支持了这样一种可能性，即这项技术可能有助于消灭或改变侵入性小鼠或其他哺乳动物的种群，这些种群会威胁到农作物、野生动物或传播疾病。

美国国防高级研究计划局(DARPA)对这项技术充满热情，它投入了1亿美元用于基因驱动研究，旨在对抗蚊子传播的疾病和入侵啮齿类动物。比尔和梅林达·盖茨基金会(Bill & Melinda Gates Foundation)也向一个研究疟疾基因驱动的研究财团投资了7500万美元。尽管前景光明，但基因驱动还是引起了很多担忧。它们会无意中跳到其他野生物种并破坏它们吗？从生态系统中淘汰选定物种的风险是什么？恶毒势力会不会把基因驱动当作武器来干扰农业？

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