科學(xué)進(jìn)步的不竭動(dòng)力是創(chuàng)新。科學(xué)家們?cè)谝延械难芯砍晒希ㄟ^(guò)推成出新，開(kāi)創(chuàng)出更精益的研究技術(shù)和醫(yī)療器械，推動(dòng)著生物醫(yī)學(xué)的持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新突破。2016年，又有哪些技術(shù)正處于創(chuàng)新前沿，有望在生命醫(yī)學(xué)領(lǐng)域完成新使命呢？

Medical News Today網(wǎng)站近日推出一篇報(bào)道，圍繞基因編輯、實(shí)施測(cè)序、起搏器、納米傳感器和人工耳蝸5大醫(yī)療創(chuàng)新技術(shù)的發(fā)展和前景進(jìn)行了簡(jiǎn)述。
1基因編輯：榮耀與爭(zhēng)議同行
CRISPR/Cas9最早發(fā)現(xiàn)于大多數(shù)細(xì)菌和古細(xì)菌中，是它們?yōu)閷?duì)抗入侵病毒及外源DNA而存在的一種天然免疫系統(tǒng)。作為第三代基因編輯技術(shù)，CRISPR/Cas9技術(shù)正以其編輯基因簡(jiǎn)易、廉價(jià)、快速等絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，在基因工程領(lǐng)域引起一場(chǎng)革命性巨變，對(duì)生物研究、疾病診療產(chǎn)生重大影響。
2005年，細(xì)菌中CRISPR序列被發(fā)現(xiàn)。2007年，杜邦公司旗下的丹尼斯克食品配料公司的研究團(tuán)隊(duì)證實(shí)人為添加一段CRISPR序列，能夠顯著增強(qiáng)細(xì)菌防御噬菌體入侵的能力。2012年，CRISPR/Cas9機(jī)理被揭示并發(fā)表在《Science》期刊。2013年，四個(gè)研究團(tuán)隊(duì)分布開(kāi)發(fā)出CRISPR/Cas9系統(tǒng)，可以對(duì)人體基因進(jìn)行編輯。
2015年，CRISPR被廣泛應(yīng)用于人體、動(dòng)植物中，對(duì)目標(biāo)基因進(jìn)行刪除、添加、激活或抑制等操作。同時(shí)，CRISPR被證實(shí)可以用于治療先天性視力衰退疾病，它還可以與免疫治療結(jié)合，為癌癥等惡性疾病治療提供新思路。
但是，圍繞CRISPR的專(zhuān)利、安全和倫理爭(zhēng)議也從未間斷。2016年新年伊始，英國(guó)政府對(duì)CRISPR技術(shù)敲除日齡胚胎中發(fā)育基因批準(zhǔn)申請(qǐng)。風(fēng)向還未明朗，美國(guó)國(guó)家情報(bào)機(jī)構(gòu)緊接其后，卻將基因編輯列入大規(guī)模殺傷性與擴(kuò)散性武器”威脅名單。
但是不管怎樣，從技術(shù)優(yōu)化、動(dòng)植物改良到疾病治療，以CRISPR基因編輯技術(shù)為支撐的研究和應(yīng)用越來(lái)越多。未來(lái)，它勢(shì)必將對(duì)包括艾滋病、癌癥、各類(lèi)傳染病等多種疾病的診療產(chǎn)生重大影響。
2納米孔測(cè)序：將基因測(cè)序升級(jí)至“實(shí)時(shí)”
2016年2月，Nature、Science共同關(guān)注了一種新技術(shù)——納米孔測(cè)序（MinION）。這一“放入口袋”的DNA測(cè)序儀借助納米孔隙中的離子流直接識(shí)別堿基，可以對(duì)DNA樣本進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)序。
這一革新基因測(cè)序成本、效率的新技術(shù)目前已經(jīng)成功完成對(duì)埃博拉患者樣本的實(shí)時(shí)測(cè)序工作。Science撰文表示，埃博拉現(xiàn)場(chǎng)測(cè)序的成功取決于MinION精準(zhǔn)度的提高，包括樣本的處理、數(shù)據(jù)的分析等等。
借助該技術(shù)，即使在田間條件下，研究人員也可在24小時(shí)內(nèi)完成一個(gè)基因組測(cè)序。未來(lái)，MinION將對(duì)傳染病控制、流行病學(xué)研究產(chǎn)生積極的影響，同時(shí)推進(jìn)對(duì)個(gè)性化醫(yī)療、精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)發(fā)展的追求。
3起搏器：由心到腦，治療神經(jīng)類(lèi)疾病
心臟起搏器是一種典型醫(yī)療器械，借助脈沖電流刺激調(diào)節(jié)心臟的規(guī)律性跳動(dòng)，可用于治療心律不齊、急性心肌梗死等疾病。心臟起搏器作為一個(gè)典型的醫(yī)療設(shè)備，自1958年第一臺(tái)心臟起搏器植入人體以來(lái)，隨著起搏器制造技術(shù)和工藝快速發(fā)展，功能日趨完善。
由心臟起搏器衍生的“腦起搏器”作為一種新型治療手段，已經(jīng)被醫(yī)學(xué)界認(rèn)為是治療帕金森病的有效治療方案。腦起搏器借助電流刺激相關(guān)神經(jīng)，抑制異常腦神經(jīng)信號(hào)，從而糾正帕金森癥狀，緩解患者病情使其能夠正常生活。
除了神經(jīng)類(lèi)疾病的治療之外，墨爾本大學(xué)的Thomas Oxley團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)一種針對(duì)癱瘓病人的仿生腦起搏器，希望它可以能夠喚起患者思維，并輸出信號(hào)控制機(jī)械骨骼的運(yùn)動(dòng)。未來(lái)，這種“腦部植入電極”的新武器，將為癲癇、脊髓損傷等多種神經(jīng)類(lèi)疾病提供治療。
4納米傳感器：植入式疾病預(yù)警設(shè)備
美國(guó)東北大學(xué)的Thomas J. Webster研究團(tuán)隊(duì)目前正在研發(fā)一種合成型免疫細(xì)胞。團(tuán)隊(duì)選擇的創(chuàng)新技術(shù)是植入性納米傳感器。這種新材料式傳感器可以植入人體并長(zhǎng)期存在，在人體內(nèi)部從細(xì)胞水平完成對(duì)疾病的診斷。
傳感器外形由碳納米管組成支撐，可以研發(fā)成潛在疾病早期預(yù)警裝置。隨著醫(yī)學(xué)和生物工藝的發(fā)展，納米傳感器可以從診斷升級(jí)至治療水平，通過(guò)接受各類(lèi)疾病背后的化學(xué)信號(hào)，甚至可以在患者意識(shí)到疾病之前就直接從內(nèi)部完成疾病治療工作。這一種預(yù)警理念將改變疾病治療的范式。
目前，研究團(tuán)隊(duì)正致力于開(kāi)發(fā)出一種納米顆粒，能夠攻破由入侵細(xì)菌于細(xì)胞外基質(zhì)形成的生物膜，使得入侵細(xì)菌失去保護(hù)對(duì)其進(jìn)行消滅。
5人工耳蝸：與3D打印結(jié)合
人工耳蝸的出現(xiàn)可以追溯至上世紀(jì)中期。作為一種電子設(shè)備，人工耳蝸不同于助聽(tīng)器，并不是簡(jiǎn)單的放大聲音。人工耳蝸由體外言語(yǔ)處理器將聲音轉(zhuǎn)換為一定編碼形式的電信號(hào)，通過(guò)植入體內(nèi)的電極系統(tǒng)直接刺激聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)，恢復(fù)、提高及重建聾人的聽(tīng)覺(jué)功能。
隨著高科技的發(fā)展，人工耳蝸進(jìn)展很快，已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)入臨床應(yīng)用。目前，全球超35萬(wàn)耳聾患者使用人工耳蝸。它已經(jīng)成為治療重度耳聾至全聾的常規(guī)方法，也是目前運(yùn)用最成功的生物醫(yī)學(xué)工程裝置。
現(xiàn)在隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，人工耳蝸的原理也被明尼蘇達(dá)大學(xué)Michael McAlpine教授帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)延伸，他們希望將3D打印與人工耳蝸技術(shù)結(jié)合，應(yīng)用于神經(jīng)損傷造成的多種殘疾的治療，恢復(fù)患者的感知和運(yùn)動(dòng)技能。

閱讀：  2016-12-15 09:32:03