最近的 8 项科学突破

科学家们每天都在有新的发现。尽管有些发现可能并未引起太多关注，但其中许多成果都具有开创性，有可能改变我们所熟知的这个世界。

1. 设计阳光反应器

科学家们已经制造出了一个原型反应器，它仅利用阳光和水就能获取氢燃料。《大众机械》杂志称，绿色氢气是一种 “利用可再生能源来制取氢气的工艺”，在可再生燃料专家当中一直是个 “日益热门的话题”。然而，“所有氢气产量中仅有 0.1% 可被称作‘绿色氢气’”，因为它 “制取时需要大量的可再生能源，这使得该工艺成本高昂，令人望而却步”。

发表在《科学前沿》杂志上的一篇论文详细介绍了一种用光催化片建造的反应器，它能够利用太阳能将水分解成其组成元素（氢气和氧气）。《大众机械》杂志表示：“显然，太阳能转换技术在夜间或恶劣天气下无法运行，但通过将太阳光的能量储存为燃料材料的化学能，就有可能随时随地利用这些能量了。” 不过，该产品仍处于起步阶段。该论文的资深作者Kazunari Domen在一份声明中说道：“要开发的最重要的方面就是光催化剂将太阳能转化为化学能的效率。如果能将其提高到实用水平，许多研究人员就会致力于大规模生产技术、气体分离工艺以及大型工厂建设方面的研发工作。”

2. 熊猫干细胞

尽管大熊猫已不再被视为濒危物种，但它们仍属于易危物种。好消息是，根据发表在《科学进展》杂志上的一项研究，科学家们或许已经找到了一种通过提取大熊猫皮肤细胞并将其转化为干细胞的方法来助力它们的生存。《科学新闻》称，这些干细胞随后能够被 “分化成身体内的任何一种细胞”，并且 “可以帮助研究人员繁育更多的大熊猫以及研发针对它们疾病的治疗方法”。

该研究指出，干细胞是一种 “来自濒危物种的可自我更新、用之不竭的物质来源，能够按需再生出各种细胞类型”，它们 “可以成为防止物种灭绝的关键工具”。成功制造出这些干细胞是一个艰难的过程，因为研究人员必须针对每一种动物 “从头做起”—— 史密森尼国家动物园的配子生物学家Pierre Comizzoli表示：“适用于人类和小鼠的方法对熊猫并不奏效。 虽然距离我们看到实验室培育出的大熊猫还需要一段时间，但科学家们希望利用这些细胞来制造熊猫胚胎。“

3. 猴子的交流

根据发表在《科学》杂志上的一项研究，狨猴会用名字来称呼彼此。该研究称，科学家们 “记录了成对狨猴之间自发的‘啡叫声’对话”。“我们发现狨猴会用这些叫声对同类进行有声标记。而且，它们对专门针对自己的叫声会做出更一致、更准确的回应。” 此前，这种行为仅在人类、大象和海豚身上被发现过。该研究的主要作者David Omer对美国有线电视新闻网（CNN）表示：“这是我们首次在非人灵长类动物身上看到这种情况。”

这项研究引发了一些疑问，即这种交流形式是很罕见，还是只是尚未得到充分研究。北亚利桑那大学的生物学名誉教授Con Slobodchikoff 表示：“我认为，随着我们改进研究范式以及声学分析技术，我们会发现许多其他社会性动物的交流系统比我们目前所意识到的更为复杂。这篇论文很好地促使我们改变对动物能力和智力的看法。”

4. 探寻狼疮的根本病因

科学家们已经发现了狼疮的一个病因以及一种可能的治愈方法。发表在《自然》杂志上的一项研究指出，狼疮患者免疫系统的异常是由一种分子异常所导致的。该研究的作者之一Deepak Rao表示：“我们发现的是狼疮患者所产生的 T 细胞类型存在这种根本性的失衡。” 具体而言，“狼疮患者体内一种与健康细胞损伤相关的特定 T 细胞过多，而另一种与修复相关的 T 细胞过少”。

好消息是，这种情况是可以扭转的。一种名为干扰素的蛋白质是导致 T 细胞失衡的主要原因。过多的干扰素会阻断另一种名为芳香烃受体的蛋白质，而后者有助于调节身体对细菌或环境污染物的反应。反过来，就会产生过多攻击自身的 T 细胞。美国全国广播公司新闻网称：“研究发现，给狼疮患者使用一种名为anifrolumab的、能够阻断干扰素的药物，可以防止可能导致该病的 T 细胞失衡情况发生。”

5. 修复脑细胞

科学家们已经找到了一种修复因罕见遗传病而受损的脑细胞的方法。发表在《自然》杂志上的一项研究发现，一种名为反义寡核苷酸的药物能让携带因蒂莫西综合征这种遗传病所致突变的人类神经元正常发育。贝勒医学院教授Huda Zoghbi博士对美国国家公共广播电台（NPR）表示：“对于许多我们起初认为无法医治的疾病来说，这是一个新时代的开端。”

蒂莫西综合征是由人体 DNA 中单个基因的突变引起的。美国国家公共广播电台称，这种新药能产生一种 “反义核苷酸，它是一小段合成的遗传物质，能够改变细胞所制造的蛋白质”。针对蒂莫西综合征的反义核苷酸旨在用健康的蛋白质替代有缺陷的蛋白质 ——“实际上是抵消了导致该疾病的突变”。同样的方法有可能被用于治疗其他遗传病，“包括一些引发精神分裂症、癫痫、注意力缺陷多动障碍以及自闭症谱系障碍的遗传病”。

6. 经血作为诊断工具

经血有可能被用于测量血糖。2024 年初，美国食品药品监督管理局（FDA）批准了一种由生物技术研究公司Qvin研发的新型诊断性月经垫 ——Q - Pad 以及 A1C 检测。《福布斯》杂志称，Q - Pad 是一种有机棉材质的经期卫生巾，它 “收集经血，然后实验室利用这些经血通过糖化血红蛋白（A1C）这一生物标志物来分析个人三周内的平均血糖水平”。

Qvin的首席执行官兼联合创始人Sara Naseri对美国政治新闻网（Axios）表示：“经血中蕴含着大量具有临床相关性的信息。” 该公司希望 “证明经血是一种无创、便捷的介质，在进行各类检测时，医生们一直忽略了它”，《纽约客》杂志报道称。其诊断能力有可能进一步拓展至诊断人乳头瘤病毒（HPV）或子宫内膜异位症等方面。

7. 黑色素瘤的细胞疗法

美国食品药品监督管理局（FDA）批准了首个用于侵袭性黑色素瘤的细胞疗法。这种名为Amtagvi的疗法 “旨在通过提取并复制源自患者肿瘤的 T 细胞来对抗晚期黑色素瘤”，美国国家公共广播电台（NPR）报道称。这些细胞也被称为肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）。T 细胞在免疫系统中起着不可或缺的作用，但在肿瘤内部可能会 “功能失调”。

美国食品药品监督管理局生物制品评估和研究中心主任Peter Marks博士在一份声明中表示：“Amtagvi的获批代表着科学和临床研究努力的成果，为治疗选择有限的患者带来了一种新型的 T 细胞免疫疗法。” 这种疗法并非对所有人都有效，但美国国立卫生研究院的研究显示，“在黑色素瘤患者中，有 56% 的患者对该疗法有反应，24% 的患者其黑色素瘤完全消失”，美国政治新闻网（Axios）报道称。莫菲特癌症中心首席执行官帕Patrick Hwu对美国政治新闻网表示：“这只是肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）能为医学未来带来成果的冰山一角。”

8. 犀牛体外受精

科学家们通过体外受精（IVF）技术使一头南方白犀牛成功受孕。2023 年 9 月，肯尼亚的研究人员利用这一技术将一枚南方白犀牛胚胎植入了另一头同物种犀牛体内，使其成功怀孕。这项技术可用于拯救濒临灭绝的北方白犀牛。莱布尼茨动物园与野生动物研究所繁殖管理部门负责人Thomas Hildebrandt在一场新闻发布会上表示：“我们共同完成了一件此前被认为不可能做到的事。”

白犀牛有两个物种：北方白犀牛和南方白犀牛。由于偷猎，北方白犀牛濒临灭绝，如今仅剩下两头雌性。幸运的是，科学家们保存了最后一头雄性犀牛的精子，它可以与雌性犀牛的卵子结合，然后植入一头南方白犀牛雌性体内作为代孕母体。利用白犀牛胚胎来测试这一程序是一个 “概念验证”，是一个 “里程碑，能让我们在未来两年到两年半的时间内繁育出北方白犀牛幼崽”，希尔德布兰特说道。