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21世纪医学十大重大进步

已有 954 次阅读 2021-5-15 21:13 |个人分类:新观察|系统分类:科普集锦

21世纪医学十大重大进步

诸平

乔纳森·坎特(JONATHAN H. KANTOR2021515报道21世纪医学领域的十大重大进步,现将其编译如下,仅供参考。

信不信由你,21世纪的五分之一已经过去了,过去的20年非常紧张。尽管世界上发生了许多社会和政治变革,但医学界却是已取得显著进步的行业之一。21世纪的前20年,我们在识别、分类和治疗多种疾病的方法上取得了长足发展和进步。下面我们重点介绍21世纪前20年中医学领域取得的10项最重要的进步。

10 假肢变仿生了(Prosthetics Have Gone Bionic

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《无敌金刚》The Six Million Dollar Man , TV Series 1974–1978是一部美国科幻和动作类电视连续剧,自1973年至1978年播出,它让仿生入植(bionic implants)和假体(prostheses)看起来在未来像是不可能的事情。电视连续剧中的谈到的未来就是现在!因为近40多年已经过去了。当然,人们并没有从残疾的宇航员转变成超级英雄,但是仿生假肢已经从科幻小说变成了现实。这些肢体看起来和感觉像生物学附属物还需要一段时间。尽管如此,朝着这个目标正在取得进步。现代假肢与过去的假肢相比较,可以更好地工作,使用起来更方便。有些甚至使佩戴者可以用他们的意识来进行操纵。

通过在颅骨的各个部位上放置电极,一个人可以通过思考来操纵他们的仿生假肢。该技术需要一些工作,但已被证明可以使某些患者能够打开和关闭仿生手来捡起和操纵物体,从而发挥作用。

该技术已经超越了操控性,从而使仿生手指感觉成为可能。其他进步包括恢复视力的仿生镜片。正在努力制造可控制计算机的植入式神经修复设备,因此希望该技术在未来20年内得到改进和更大发展。

9 艾滋病毒/艾滋病治疗已与其病毒抗争(HIV/AIDS Treatment Has Taken The Fight To The Virus

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多年来,似乎艾滋病毒(HIV)是一种无法战胜的病毒。当它感染某人时,他们发展为艾滋病(AIDS)仅是时间问题,而艾滋病最终将夺走患者的生命。在20世纪后期,这通常就是感染者的下场。

患者可以服用抗病毒药物,但数量很多,而且每种药物都有副作用。这使患者难以按时进行治疗,最终该病毒成功了。随着立普妥(Atripla)的发布,这种情况在2006年开始改变。

该药物将三种抗逆转录病毒药物合并为一个剂量,因此服用起来更容易且危害更小。2013年,Stribild获释,并将四种HIV抗逆转录病毒药物(antiretroviral medications)合并为一剂。在21世纪的前20年中,这方面的药物和治疗方法继续得到改善。

2017年和2019年,发布了两种新药JuluceDovato,从而大大改善了患者的治疗选择。这两种突破性药物使每个艾滋病毒患者都可以进行有效的单剂量治疗,从而有助于减少罹患艾滋病的艾滋病毒患者的数量,同时大大降低医疗费用。

8 我们破解了人类基因组(We Cracked The Human Genome

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1990年,一项国际科学研究项目开始了破解人类基因组的艰巨任务。这个想法是要确定组成人类DNA的碱基对。然后将它们映射以更好地了解人类基因组,这将有助于医学研究和疾病治疗。

2000年,人类基因组计划发布了人类基因组的草稿。这是历史上人们第一次能够阅读完整的人类遗传信息。三年后,随着该计划的关闭,最终草案得以发布,并兑现了对我们DNA30亿个核苷酸进行定位的承诺。

完成的项目展示了不同个体的融合体,并且从研究中获得的数据有助于加深我们对人类遗传学的理解。该项目使得更容易且相对便宜地绘制单个人类基因组成为可能。这样就可以在导致疾病的突变在患者体内出现之前对其进行鉴定。

基因组学的进步通过开发更具针对性的药物,进一步促进了癌症的研究和治疗。此外,我们现在已经知道了将近5000种疾病的遗传基础,这比我们破解人类基因组之前所了解的60种疾病有了重大改进。

7 基因工程的进展(Advances In Genetic Engineering

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科幻小说告诉我们,基因工程导致了怪物的产生。实际上,它提供了一种纠正导致疾病的先天性缺陷和突变的方法。实现此目的最著名的过程是CRISPR,或成簇规则间隔的短回文重复(clustered regularly interspaced short palindromic repeats简称CRISPR)。

从本质上讲,CRISPR是一种靶向编辑活生物体基因的手段。它也可以用于生产农产品,转基因生物以及控制害虫和病原体。詹妮弗·杜德娜(Jennifer A. Doudna)和艾曼纽·卡彭特(Emmanuelle Charpentier)因开发这项技术而获得2020年诺贝尔化学奖(2020 Nobel Prize in Chemistry)。

CRISPR基因组修饰的使用仍存在争议,但已证明在各种医学应用中有效。生物医学研究表明,CRISPR可以治疗癌症、早衰、镰状细胞病、血友病、亨廷顿氏病以及由人类基因导致的更多疾病。

2020年,CRISPR被有效地用于治疗胶质母细胞瘤和转移性卵巢癌。进一步的研究和开发可能会在治疗各种疾病、病原体等方面产生更多的进步。目前正在全球范围内进行研究以促进CRISPR进入各种疗法,这表明它在未来将变得司空见惯,应用前景广阔。

6 心脏病不再是死刑(Heart Disease Is No Longer A Death Sentence

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在世纪之交之前,医生对心脏病发作的患者几乎无能为力。治疗通常包括滴注吗啡(morphine)和利多卡因(lidocaine),据信这可防止心律不齐。大多数患者无法康复,但是最近这些天,心脏病死亡人数下降了40%。

其中很大一部分归因于新药的开发,包括立普妥(Lipitor)、洛伐他汀(Mevacor)、瑞舒伐他汀(Crestor)和辛伐他汀(Simvastatin),它们都可以减缓动脉粥样硬化的发展(动脉斑块和脂肪堆积)。有了这些药物,会心脏病发作的患者越来越少了。

尽管如此,确实会发生心脏病发作,但是一旦发生,与以往相比,他们的待遇将有很大不同。今天,一切都与速度有关。病人到达医院后,便可以用药物摧毁血块。基因改造的组织纤溶酶原激活剂(plasminogen activator 简称tPA)可以破坏血块,恢复血液流动。

需要手术的患者与过去的治疗方式有所不同,因此因心脏梗塞死亡的人数要少得多。改善源自美国心脏协会设定的1998/2000年目标,该目标希望到2010年将心脏死亡减少25%。2008年实现了该目标,到2020年,减少了40%。

5 干细胞的研究与应用取得了飞跃性发展(Stem Cell Research & Application Made Leaps & Bounds

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在研究中使用干细胞并不是什么新鲜事物,因为从胚胎中获得干细胞的技术是在20世纪80年代初期开发的。从那时起,此技术有了长足的进步,医学研究和治疗应用在21世纪崭露头角。

干细胞分裂形成子细胞(daughter cells,然后可以变成新的干细胞或成为体内任何其他专门的细胞。在适当的实验室条件下(或在体内),干细胞可以替代受损的细胞。潜在地,它们可以用来生长新器官。后者的应用前景广阔,因为从患者自身细胞生长的任何器官都不需要一生的抗排斥药物。此外,从理论上讲,该器官将毫无问题地被接受,从而降低了移植的风险,这已经是一个复杂的过程。其他应用包括针对疾病和遗传状况的治疗。在一项研究中,将被操纵的骨髓细胞移植到了两个七岁的男孩中。这阻止了一种致命的脑疾病,称为肾上腺神经营养不良症(adrenoleukodystrophy)的进展。对其他应用的研究很有前途,这表明干细胞疗法确实是医学的未来。

4 靶向癌症疗法正在提高生存率(Targeted Cancer Therapies Are Improving Survival Rates

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多年来,治疗癌症患者的主要方法是通过化学疗法和放射疗法。尽管这些方法经常起作用,但它们通过攻击癌细胞和健康细胞来做到这一点,这带来了自己的一系列问题。在过去的十年中,已经开发出了使更有效地治疗癌症成为可能的新技术。

有针对性的疗法可以通过关注癌细胞而消除化学疗法和放射疗法的许多危险副作用,而不会损害健康细胞。这些靶向疗法可以通过多种方式发挥作用,但是在大多数情况下,它们可以做到以下几点:

1)  它们直接识别并杀死癌细胞。

2)  它们干扰癌细胞的扩散,阻止负责肿瘤生长的细胞。

在过去的十年中,美国食品药品管理局(FDA)批准了超过25种新药,这些新药已显示出通过靶向疗法治疗癌症患者的有效性。这些药物是小分子或单克隆抗体,它们针对特定癌细胞的分裂、生长和扩散功能。

靶向疗法背后的技术仍是相对较新的技术,因此在世界范围内不断取得进步。这并不意味着我们已经战胜了癌症,但是我们在与人类最阴险的敌人之一癌症的斗争中在不断取得进步。

3 纳米医学使科幻小说成为现实(Nanomedicine Left Science-Fiction Behind And Became A Reality

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长期以来,科幻一直是在纳米技术的领域做文章,这是有充分理由的。小于单元格的编程机器本质上是梦幻般的,但这并不意味着这是不可能的。要明确的是,这不是现代纳米医学的本质,但它已经成为一种影响,表明未来可能没有副作用。

当前的纳米医学主要围绕药物递送。纳米医学不是使用不可能的微型机器人来编程,而是通过专门设计用于在靶向药物递送中靶向特定细胞的纳米颗粒来工作。简而言之,它直接将药物带到受影响的细胞,从而减少了所需药物的总量。另外,纳米颗粒避免了对健康细胞的伤害,从而限制了其副作用。随着技术的发展,它可以减少靶向治疗的副作用,提高药物有效性和生存率。

基于纳米技术的药物已经上市。诸如白蛋白结合型紫杉醇(Abraxane)、伊立替康(Onivyde)、雷帕霉素(Rapamune)等药物已改善了抗排斥和癌症治疗方法。研究正在进行中,艾滋病毒和癌症治疗的进一步进展有望成为未来的方向。

2 现在可以打印人体部位(It Is Now Possible To Print Body Parts

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长期以来,用原材料制造人体部位一直是科幻小说的主题,但现在不再如此。由于3D打印技术在过去的20年中取得了进步,因此出现了创建可植入人体部位的新方法。当前的技术使得将细胞类型与聚合物结合在一起以创建活的功能性组织成为可能。

其背后的技术仍处于开发的早期阶段,目前还不能广泛使用。尽管如此,通过这项技术,研究仍取得了重大的跨越。到2020年,研究人员已成功印制并植入了仿生眼睛、心脏、皮肤、仿生耳朵、弹性骨骼、卵巢和抗菌牙齿。由于仍处于研发阶段,这些物品和器官已成功植入小鼠和其他动物体内。尽管如此,这项技术还是非常有前途的。随着它的发展,应该可以使用专门的3D打印机来重建可以植入患者体内的器官。

生物印刷和生物技术公司正在努力重建从血管到耳朵的一切事物,以及将来需要的一切。最终有可能打印出一个人的心脏来替换受损的心脏,而不必在移植清单上等待数月甚至数年了。

1 RNA疫苗离开实验室并与病毒作斗争(RNA Vaccines Left The Lab And Took The Fight To The Virus

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就其本身而言,为抗击COVID-19而开发的疫苗是一项了不起的医学成就。让它们通过所有必要的繁文缛节是值得注意的。然而,在幕后发生的事情比一般人知道的要多得多,因为用于制造疫苗的技术代表了重大的进步。

疫苗之所以能如此迅速地生产出来,部分原因是研发RNA疫苗技术的研究已经在进行中。传统疫苗的工作原理是将整个病毒的灭活版本放入人体内。免疫系统通过学习如何攻击和处理它来做出反应。

另一种对抗病毒的方法是传递编码蛋白质的核酸。人的免疫系统会做出反应,生成对抗病毒所需的蛋白质。RNA疫苗注射会注入编码细胞所需蛋白质的核酸,从而传递人体抵抗病毒所需的指令。换句话说,疫苗改变了宿主的DNA

RNA疫苗技术是相对较新的技术,COVID-19疫苗是首个走出测试阶段进入患者体内的疫苗。到目前为止,它看起来很成功,但这仅仅是开始。该技术的进一步研究和改进,可能会与过去难以应对的病毒作斗争,对抗过去一直难以攻克的病毒,从而使RNA疫苗成为21世纪最重要的医学进步之一。



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