科學(xué)進(jìn)步的不竭動(dòng)力是創(chuàng )新?？茖W(xué)家們在已有的研究成果之上，通過(guò)推成出新，開(kāi)創(chuàng )出更精益的研究技術(shù)和醫療器械，推動(dòng)著(zhù)生物醫學(xué)的持續發(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，有望在生命醫學(xué)領(lǐng)域完成新使命呢？

Medical News Today網(wǎng)站近日推出一篇報道，圍繞基因編輯、實(shí)施測序、起搏器、納米傳感器和人工耳蝸5大醫療創(chuàng )新技術(shù)的發(fā)展和前景進(jìn)行了簡(jiǎn)述。
1基因編輯：榮耀與爭議同行
CRISPR/Cas9最早發(fā)現于大多數細菌和古細菌中，是它們?yōu)閷谷肭植《炯巴庠碊NA而存在的一種天然免疫系統。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)、快速等絕對優(yōu)勢，在基因工程領(lǐng)域引起一場(chǎng)革命性巨變，對生物研究、疾病診療產(chǎn)生重大影響。
2005年，細菌中CRISPR序列被發(fā)現。2007年，杜邦公司旗下的丹尼斯克食品配料公司的研究團隊證實(shí)人為添加一段CRISPR序列，能夠顯著(zhù)增強細菌防御噬菌體入侵的能力。2012年，CRISPR/Cas9機理被揭示并發(fā)表在《Science》期刊。2013年，四個(gè)研究團隊分布開(kāi)發(fā)出CRISPR/Cas9系統，可以對人體基因進(jìn)行編輯。
2015年，CRISPR被廣泛應用于人體、動(dòng)植物中，對目標基因進(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、安全和倫理爭議也從未間斷。2016年新年伊始，英國政府對CRISPR技術(shù)敲除日齡胚胎中發(fā)育基因批準申請。風(fēng)向還未明朗，美國國家情報機構緊接其后，卻將基因編輯列入大規模殺傷性與擴散性武器”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)為支撐的研究和應用越來(lái)越多。未來(lái)，它勢必將對包括艾滋病、癌癥、各類(lèi)傳染病等多種疾病的診療產(chǎn)生重大影響。
2納米孔測序：將基因測序升級至“實(shí)時(shí)”
2016年2月，Nature、Science共同關(guān)注了一種新技術(shù)——納米孔測序（MinION）。這一“放入口袋”的DNA測序儀借助納米孔隙中的離子流直接識別堿基，可以對DNA樣本進(jìn)行實(shí)時(shí)測序。
這一革新基因測序成本、效率的新技術(shù)目前已經(jīng)成功完成對埃博拉患者樣本的實(shí)時(shí)測序工作。Science撰文表示，埃博拉現場(chǎng)測序的成功取決于MinION精準度的提高，包括樣本的處理、數據的分析等等。
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)內完成一個(gè)基因組測序。未來(lái)，MinION將對傳染病控制、流行病學(xué)研究產(chǎn)生積極的影響，同時(shí)推進(jìn)對個(gè)性化醫療、精準醫學(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療器械，借助脈沖電流刺激調節心臟的規律性跳動(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)典型的醫療設備，自1958年第一臺心臟起搏器植入人體以來(lái)，隨著(zhù)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)被醫學(xué)界認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，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團隊正在研發(fā)一種針對癱瘓病人的仿生腦起搏器，希望它可以能夠喚起患者思維，并輸出信號控制機械骨骼的運動(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：植入式疾病預警設備
美國東北大學(xué)的Thomas J. Webster研究團隊目前正在研發(fā)一種合成型免疫細胞。團隊選擇的創(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(cháng)期存在，在人體內部從細胞水平完成對疾病的診斷。
傳感器外形由碳納米管組成支撐，可以研發(fā)成潛在疾病早期預警裝置。隨著(zhù)醫學(xué)和生物工藝的發(fā)展，納米傳感器可以從診斷升級至治療水平，通過(guò)接受各類(lèi)疾病背后的化學(xué)信號，甚至可以在患者意識到疾病之前就直接從內部完成疾病治療工作。這一種預警理念將改變疾病治療的范式。
目前，研究團隊正致力于開(kāi)發(fā)出一種納米顆粒，能夠攻破由入侵細菌于細胞外基質(zhì)形成的生物膜，使得入侵細菌失去保護對其進(jìn)行消滅。
5人工耳蝸：與3D打印結合
人工耳蝸的出現可以追溯至上世紀中期。作為一種電子設備，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)處理器將聲音轉換為一定編碼形式的電信號，通過(guò)植入體內的電極系統直接刺激聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)，恢復、提高及重建聾人的聽(tīng)覺(jué)功能。
隨著(zhù)高科技的發(fā)展，人工耳蝸進(jìn)展很快，已經(jīng)從實(shí)驗研究進(jìn)入臨床應用。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方法，也是目前運用最成功的生物醫學(xué)工程裝置。
現在隨著(zhù)3D打印技術(shù)的發(fā)展，人工耳蝸的原理也被明尼蘇達大學(xué)Michael McAlpine教授帶領(lǐng)的研究團隊延伸，他們希望將3D打印與人工耳蝸技術(shù)結合，應用于神經(jīng)損傷造成的多種殘疾的治療，恢復患者的感知和運動(dòng)技能。

閱讀：  2016-12-15 09:32:03