男性可逆避孕、焊接伤口,新冠疫苗之外的医疗新科技
《经济学人·商论》现在订阅就送官方定制版《每日一词集锦》!
”
新冠疫情也有乌云的银边——停滞近半世纪的医学界伴随着新冠有了迸发进步,特别是遗传学以系统且颠覆性的方式应用于医学,例如mRNA疗法。但除了新冠之外,科学家们也在其他医疗领域不断突破创新,为人类的未来福祉而努力。从可逆输精管结扎实现男性可逆避孕,焊接代替缝针来修复伤口,到基因筛查实现个性化用药,这些医疗新科技将助推人类未来健康发展。
最可靠的男性避孕手段——要万无一失且不会在激情时刻弃之不用——就是输精管结扎术。但这种手术基本是不可逆的:它切断了输精管并把切口封闭或结扎,从而阻止精子从睾丸流出。如果改主意了,要再接通可不容易。
哈尔滨医科大学的泌尿外科医生徐万海及其同事提出了不同的思路:一种只需注射一次并能通过超声波清除的屏障。
徐万海的配方包括三个部分,其中最主要的是一种名为“水凝胶”的聚合物,它能在人体内凝固,已经获准用于医疗。很关键的是,这种凝胶中含有大量缩硫酮和少量二氧化钛(一种惰性物质),前者遇活性含氧分子会分解,后者遇超声波就会释放出活性含氧分子。
为验证设计,徐万海的团队在几十只雄性大鼠身上做了实验。一部分雄性大鼠接受传统输精管结扎术,另一些注射这种新的水凝胶材料,其余的注射生理盐水作为对照组。然后让每只雄性大鼠与四只雌性大鼠交配。最后只有那些注射了生理盐水的大鼠成功繁殖了后代。
如果你被割伤了,一般会找张创可贴,如果伤口比较严重,就去找医生给你缝合或粘合。选择似乎不多。医学研究人员正在尝试开发另一种闭合伤口的方法,这种方法已广泛应用于燃气管道和电子器件,那就是钎焊。位于苏黎世的瑞士联邦理工学院(Swiss Federal Institute of Technology,简称ETH)与瑞士联邦材料科学与技术研究所(Empa)合作研发的一项创新表明,这可能很快会变得现实可行。
钎焊的原理是加热中间材料使其熔化,与要连接的两个表面结合。这些表面材料的熔点较高,在加热时保持固体状态(否则就是熔焊了)。
在人体组织上,所用的中间材料不是金属合金,而是由生物相容性材料制成的焊膏,例如白蛋白——这种蛋白质是构成血液的重要成分。焊膏加热后,会与两侧的活体组织形成化学结合。随着伤口逐渐愈合,两侧组织将重新连接起来,而焊膏则通过人体的自然净化过程被清除。
彼得·利(Peter Ley)是住在伦敦的一名退休公务员,在2017年被诊断患有结肠癌。他的肿瘤切除手术很成功。但之后的化疗产生了严重的不良反应,他需要住院两周,并暂停了癌症治疗。这一切本可以避免——只要做个简单的检测。检测的对象是一种叫作二氢嘧啶脱氢酶(简称DPD)的肝酶的编码基因。DPD能分解好几种常用的抗癌药物。如果缺乏DPD,药物的毒性会在人体内蓄积,甚至可能致人死亡。完全不能生成DPD的情况很少见,但已知有四种DPD调控基因的突变会减少DPD生成。结果,利就有其中一种。
筛查这类“药物基因”的想法开始在医生中流行起来。美国的几家大医院正在对患者进行十多种或更多的药物基因检测。至少有七个欧盟成员国也在开展各自的试点检测项目。英国国家医疗服务体系(NHS)正在对一些使用癌症和艾滋病药物的患者做筛查。英国药理学会(BPS)和皇家医师学院(RCP)在3月29日发表的一份报告中提议扩大这项筛查,覆盖已知受到药物基因影响的100种最常用处方药中的40种。报告作者预计,这种检测最早可能在2023年在NHS系统中全面推广。
基因筛查可能带来巨大的益处。突变可能以各种方式影响药物,决定一种药的效力、毒性、吸收程度和分解情况。一些基因变异会同时影响几种药物,因为它们改变了广泛使用的代谢路径中常见的酶。英国的“十万人基因组计划”表明,几乎99%的人携带至少一种药物基因;25%的人携带四种。大约9%像利这样的白种人患有DPD缺乏症;每200人中有一人完全没有DPD。大约8%的英国人无法用可待因镇痛,因为他们缺乏一种将可待因代谢成吗啡的酶,而是把它代谢成了其他对疼痛无甚影响的物质。
迄今为止,科学家总共确定了大约120个这样的药物基因对。
参照表是现代基础医学的重要工具,涵盖了个人健康发展的方方面面。但其中留有一个很大的空白:人脑。剑桥大学的理查德·伯利恒(Richard Bethlehem)和西蒙·怀特(Simon White)以及宾夕法尼亚大学的雅克布·赛德利茨(Jakob Seidlitz)想要填补这个空白。这几位神经学家在《自然》杂志上撰文,介绍了在创建能衡量一个人一生中脑部变化的标准上迄今最全面的努力。
他们的脑参照表根据超过12万张三维脑扫描图编制而成,这些扫描图来自10万多名参与了100多项不同研究的患者。这一数据集涵盖了各个年龄段的人——从受孕才100多天仍在子宫里发育的胎儿到100多岁的老人。
有了这些数据,几位科学家将一般人脑从摇篮到坟墓的发展过程编目分类,重点关注三种脑组织:灰质(由神经元细胞体组成)、白质(连接神经元的纤维)和输送脑脊液的组织(大脑的管道系统)。他们特别关注大脑皮层,这是大脑的最外层,负责更高级的脑功能。他们观察到大脑皮层中的灰质体积在5.9岁时达到峰值,比之前认为的晚2到3年。
确定了人脑的一般发育和老化特征之后,科学家们围绕它建立了分布模型,绘制出了人脑组织结构百分位数的变化图。这让他们能够研究患有各种发育性或退行性疾病的患者脑部与更健康的脑部有何不同。
帕金森病的最初症状因人而异,在发病的早期阶段,还没有哪种专门检测能可靠地将它和其他脑部疾病区分开来。因此它经常要等到出现明显且典型的临床表现,如颤抖和身体动作迟缓,才会被确诊。但这种情况可能很快就会改变了。浙江大学的陈星和刘军发表在《ACS Omega》期刊上的研究介绍了一项发明,或许能在震颤的症状出现前就检测出帕金森病。这款设备是一个人工智能电子鼻。
一丝麻烦的气息
两位研究人员制造这个电子鼻的探索始于2019年。当时他们听到有报道称,住在苏格兰的退休护士乔伊·米尔恩(Joy Milne)能闻到帕金森患者散发出的一种特殊气味,从而发现患病者。这种气味至少对她来说是特殊的,不过其他人无法察觉,原因不明。
米尔恩第一次注意到这种气味是在她丈夫患病之后。后来,当她在丈夫参加的患者支持小组里闻到这种气味时,才意识到普遍的关联。用病人穿过的衣服进行的测试证实了她的能力。她甚至指出一个看似健康的人已经得病了,而此人要在几个月后才出现其他症状。
不过,让米尔恩满世界去嗅出帕金森患者并不可行,所以研究人员和她一同寻找这种气味的来源,以期之后用其他方法来探测到它。
欢迎加入商论读者·应届生交流群
群内将分享《经济学人•商论》深度解析
不定期掉落专属福利!
现在订阅《经济学人·商论》,2022应届生同享¥299学生优惠价,赠送商论学习社区及纸质版《每日一词》合辑,为你突围毕业季送上与众不同的思维利器!
👇 订阅《经济学人·商论》👇
享多重福利
点击原文直达订阅 ↓
微信扫码关注该文公众号作者