大健康早读笔记第199期

早读笔记—2018年01月24日(周三)

【摘要】

1.颠覆固有认知,马里兰大学研究发现正常呼吸情况下流感病毒就能传播。

2.英国公司研发出新型AI算法可根据血液样本准确检测细胞年龄,帮助人们延长寿命。

3.美成功利用植物制造碳纤维,从而降低成本和污染。

4.英国讨论引入“冰葬”,尸体速冻后压成粉末比火葬更环保。

5.加州大学开发出基于超声波的系统,可以对活的免疫T细胞进行非侵入性远程控制。

6.全国首家人工智能诊所—杭州沃森智能诊所在杭州正式开业。

1.为什么流感病毒传播率会如此之高?最新发表在《PNAS》上一项研究颠覆固有认知:咳嗽、喷嚏并不是病毒空气传播的关键方式,相反,正常的呼吸也会产生携带有病毒颗粒的气溶胶,进入空气中引发传染。通常,流感病毒(flu)会通过两种途径传播,一是接触传播(包括直接接触或者接触到被病毒感染的物品),二是气溶胶传播(咳嗽、喷嚏等方式会导致病毒进入气溶胶,从而引发进入呼吸道引发感染)。来自于于马里兰大学的科学家们发现,流感病毒的传播方式比我们想象地更为简单——正常的呼吸也会导致病毒进入周围的空气,不需要咳嗽、打喷嚏等产生飞沫的过程。具体而言,伴随着呼吸,流感患者会产生传染性的气溶胶(即包含病毒的小液体,可在空气中悬浮很长一段时间),特别是生病的第一天。所以,团队负责人、马里兰大学公共卫生学院环境健康科学教授Donald K. Milton建议,当患上流感时,病人应该回家休息,而不是留在人多的场合,因为这容易传染其他人。Milton带领团队以142例流感患者为对象,研究病毒在自然呼吸、正常讲话、自发性咳嗽、打喷嚏过程中传播的特征。在感冒的第1、2、3天,受试对象会分别提供鼻咽拭子以及30分钟呼吸、自发性咳嗽以及喷嚏后的拭子,作为样本进行分析。结果显示,相当数量的流感患者会将flu病毒释放到气溶胶中,从而为空气传播提供了可能。令人惊讶的是,在没有咳嗽的情况下获得的23份气溶胶样品中,有11份(48%)检测到病毒RNA。而且在这11份样本中有8个明确含有传染性病毒。这表明,咳嗽并不是传染性溶胶产生的必要条件。此外,研究人员发现,打喷嚏在病毒空气传播过程中也并非发挥重要作用。这意味着,保持个人卫生、勤洗手、避免接触咳嗽的患者并不能完全预防病毒。

2.1月17日消息,据英国《每日邮报》报道,一项新的研究表明,可以利用人工智能技术检测人的细胞年龄,并可以依此制定出个性化医疗方案,从而帮助人们实现长寿的愿望。科学家开发出了一种“简单而廉价”的AI算法,可以计算出人们的生理年龄,并验证某些生活方式的改变和药物是否能提高人们长寿和健康的机率。这一算法被称为 “Aging.AI” ,根据人们的血液样本,已经为13万人提供了准确的结果。由人工智能公司Insilico Medicine牵头的一项新研究称,AI技术可以确定一个人罹患癌症和心脏病等与年龄有关的疾病的风险。哥本哈根大学健康老龄化研究中心教授莫滕·谢毕努森(Morten ScheibyeKnudsen)博士称:“AI在预测人的年龄方面,就像你看着一个人的照片猜测其年龄一样准确。” 值得注意的是,一个人的生理年龄——或者说“生物钟”——可能与实际年龄不同。例如,一个65岁的健康和活跃的女性,其身体可能在生理上类似于一位50岁的女性。这意味着她的生理年龄是55岁。这项研究发表在《老年病学杂志:生物科学》(Gerontology: Biological Sciences)上。该研究在一系列血液样本上对“Aging.AI”算法进行了验证,发现该算法能够根据血液样本确定一个人的生物年龄。根据这项研究,医生对每个血液样本都测量了其胆固醇水平和炎症等参数。这项研究还表明,如果该算法发现人们比实际年龄更年轻,他们更有可能活得更长。谢毕努森指出:“现在,我们根本不知道我们能活得多长时间,只是猜想和假设。但我们也知道,年龄是导致癌症、痴呆和心血管疾病等广泛疾病的最大风险因素。” 研究人员表示,“Aging.AI” 算法还可以用来评估药物和其它医疗方法对患者身体健康的影响,方法是在治疗前后测量患者生理年龄。当前,利用AI技术改善人们的健康水平是一个大趋势。

3.据外媒1月23日报道,美国科学家成功利用植物来制造碳纤维,从而降低其原本昂贵的成本,在帮车主省油的同时也能减少碳污染。碳纤维增强塑料因其轻盈、坚固的特点而被广泛使用于高端车以及赛车材料。用碳纤维制成的汽车比用钢制成的汽车体积要轻,因而所需燃料更少、速度更快、更省油。然而,大多数用于商业的碳纤维十分昂贵。部分原因是其制造过程的成本十分之高。我们知道,碳纤维由一种叫做丙烯腈化学分子制成,而丙烯腈的制造材料则是石油、氨、氧气和昂贵的催化剂。这不仅意味着碳纤维的成本会受制于多变(上升)的石油价格,而且过程中还会产生大量多余热量和有毒的副产物。科学家现已发现一种制造碳纤维更经济更环保的方法。美国国家可再生能源实验室的格雷格•贝克汉姆(Gregg Beckham)团队发现,他们可以利用植物废弃的部分,例如玉米秸秆和小麦秸秆,并且成功地制造出了丙烯腈。根据《科学》杂志最新发表的一份研究表明,科学家们将这些植物材料分解成糖,再转化成酸,并与廉价的催化剂结合生产出了丙烯腈。而且该过程不会产生过多热量,甚至是有毒的副产品。该研究团队现在和外部公司合作,致力使其生产过程向商业性大规模转变。他们还希望这一新方法制造出的碳纤维在不久的将来能够通过汽车级测试。格雷格•贝克汉姆说:“我们将会进行更多的基础性研究。我们感到兴奋的是能够扩大丙烯腈的生产规模,同样也期待着这种结实耐用的化学材料能应用于日常生活的方方面面。”

4.从全球来看,火化每年会排放680万吨二氧化碳,占总二氧化碳排放量的0.02%。此外,牙齿填充物在火化过程中会蒸发,造成严重的水银污染。对于不想在去世后选择土埋或火葬的人来说,他们或许可以考虑一种新技术——“冰葬”(Cryomation)。被淋上液氮的遗体会在一个小时内降温至零下192摄氏度,此时遗体将会结晶且变得易碎,之后便可压制成颗粒。相对于火葬来说,“冰葬”几乎不会产生任何空气污染。近日,英国肯特郡的塞文欧克斯(Sevenoaks)地区议会正在考虑批准建设世界上第一个“绿色环保无污染”的“冰葬”场。虽然《每日邮报》报道称,该建设申请已被撤回,但这种创新的丧葬模式再度引发关注。“冰葬”的遗体在被压制成颗粒后会风干去除水分,过滤掉医学植入体,例如牙齿填充物。这之后剩余的一堆颗粒就可以放在小型可降解的容器中。《每日邮报》报道称,英国萨福克郡一家公司正使用政府提供的数十万英镑资金制作样品,预计花费和火葬相当。利用20年研究并发明“冰葬”的瑞典生物学家Susanne Wiigh-Mäsak表示,这是有史以来最为环保的丧葬方式。因为丧葬土地有限,英国法律委员会也正在起草法律将冰葬纳入现行的法律规定中,减少传统的葬礼方式。此外,减少火葬的气体排放也是推行“冰葬”的理由。路透社2012年的报道称,以英国为例,四分之三的死者会被火化,而一次火化消耗的能量相当于一个人一个月的用量。除“冰葬”以外,世界各地也正在寻求不同的方式来解决火葬带来的污染问题。印度非政府组织估算,印度的传统火葬每年会消耗5000至6000万棵树,每年排放800万吨二氧化碳。而该组织已经发明出另一种节约木材的火葬系统,最多可以减少六成能量消耗。

5.非侵入性并在一定距离远程操控细胞,尤其对于动物和人类的转化应用来说,是至关重要的。我们距离控制我们的免疫系统还有很长的路要走,也许有一天,我们“开启”和“关闭”免疫系统就如同看电视时一样,通过遥控的方式,切换自如。在肿瘤所在的区域,我们需要“开启”免疫系统的功能,让它们能够攻击并杀灭癌细胞;但在健康的组织,我们则要“关闭”这种功能,来避免癌症免疫疗法对全身造成副作用。如何实现对免疫系统的远程操控呢?来自加州大学圣地亚哥分校的研究小组开发出了一种基于超声波的系统,它可以对活的免疫T细胞进行非侵入性和远程控制,使它能够识别并杀死癌细胞。研究发表在《PNAS》上。在这项研究中,研究人员展示了他们如何远程控制遗传系统,激活嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)细胞,用来靶向杀伤癌细胞。经过改造的CAR-T细胞具有机械传感器和遗传转导模块,可以利用超声通过微气泡放大远程激活。研究人员发现,与链球菌结合的微泡可以与细胞表面相结合,机械敏感的Piezo1离子通道在细胞表面表达。在超声波的照作用下,微气泡振动并机械地刺激Piezo1电离子通道使钙离子进入到细胞内。这引发了下游的途径,包括钙离子激活、NFAT去光化和转位到细胞核。核转位NFAT可以与遗传转导模块的上游响应元素结合,从而启动嵌合抗原受体(CAR)的基因表达。加州大学圣地亚哥分校的生物工程学教授Peter Yingxiao Wang说:“CAR-T细胞疗法正在成为治疗癌症的一种范例转换疗法。然而,在以药物为基础的免疫疗法被广泛采用之前,主要的挑战仍然存在。例如,针对非恶性组织的CAR-T细胞的非特异性靶向可能会危及生命。这项工作最终可能会引领对实体肿瘤的CAR-T细胞免疫治疗的空前的精确性和效率,同时尽量减少肿瘤外的毒性。

6. 1 月 21 日,全国首家人工智能诊所—杭州沃森智能诊所在杭州正式开业。 据了解,沃森智能诊所引入了IBM Watson for Oncology辅助诊疗技术,基于杭州认知自主打造的人工智能应用平台,联结全国数十家肿瘤高端治疗大型三甲医院,为肿瘤患者提供规范精准的服务。会诊现场,患者通过沃森智能应用云平台进入交互界面,跟现场专家进行互动交流,获得基于IBM Watson for Oncology人工智能辅助诊疗系统和现场专家的综合诊疗建议,多层次的了解自身的诊疗方案。中山大学附属第六医院副院长吴小剑在现场表示,希望能与杭州认知进行深度合作,人工智能是医生和医院必须面对的趋势和方向,沃森诊所是第二诊疗意见或医疗咨询模式上的创新,杭州沃森诊所也是国内第一家人工智能诊所,希望诊所的成立能够为医务人员和广大的肿瘤患者提供更便捷、更科学的辅助诊疗技术上的帮助和支持。成都大学附属温江肿瘤医院林勇院长则表示沃森诊所是创新的智能诊所,希望沃森诊所在未来的经营中能探索出智能诊所的应用模式,为社会做更多的贡献。

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