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shRNA表达克隆

生物医学研究改变人类健康理想

May 21, 2019 No Comments

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诱导性多潜能干细胞衍生而来的人类神经元细胞。

 


这是一个仅凭生物医学就可以改变人类健康生活的理想的时代。

仔细回想过去几年生物医学领域的进展。癌症免疫疗法的突破能挽救那些过去被认为无药可救的病人。艾滋病毒的暴露前预防在预防疾病传播方面几乎100%有效。革命性的基因编辑技术正在挑战先天性疾病的致病根源,干细胞研究正在向市场提供第一批产品。

澳大利亚墨尔本Florey神经科学和心理健康研究所(Florey Institute of Neuroscience and Mental Health)的干细胞神经生物学家Clare Parish曾经表示,也许在他有生之年,他们能看到干细胞成为治疗帕金森病的有效手段。Parish认为,在接下来的五年里,这一理想有可能实现。

在全球范围内,每年有超过2400亿美元可用于医疗研发。然而,前所未有的创新步伐无助于缓解公平、效率和道德问题,这些问题是笼罩在更长寿和更健康生活的愿景上的阴云。

尽管美国在生物医学研究上的投入比任何其他国家都要多,但全球认为,中国可能在这一领域超过美国。例如,密歇根大学(University of Michigan)的研究人员在2017年《JCI Insight》杂志上发表文章,提醒:“(中国在生物医学领域超过美国的)影响是巨大的,这些影响包括经济、社会,以及安全和全球影响。”

 

 

中国不断追赶美国
美国仍然在全球生物医学领域的经费和高质量的研究成果方面处于领先地位,尽管两者均有下降。

 

 

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据自然指数中的分数式计量(FC)评估,2012年至2018年,中国高质量的生物医学科学研究成果上升了141.2%,远超其他国家的增长。

 

 

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2008-18年,生物医学科学研究经费和来自主要资助者的平均资助规模,中国的数据并没有列出。

 

 

该文章的作者预测,中国在生物医学领域的投资资金将在2022年超过美国。根据美国国会研究办公室(US Congressional Research Office)——NIH的资金提供者——的数据,美国最杰出的生物医学研究机构、同时也为其他研究机构发放资金的NIH的资金在2003年达到顶峰,之后到2015年一直稳步下降。减去通货膨胀的影响,调整后的2020年预计资金水平将比2003年低22.4%。

中国的显著进步缩小了中美两国研究产出的差距,但美国仍保持着强大的领先优势,2018年美国的自然指数是8,422,是同年中国的(2,037)4倍多。

有提醒指出,一代聪颖的人迷失了前进的方向。加州大学旧金山分校(University of California, San Francisco)的内分泌学家Jeffrey Bluestone,Bay City Capital的医疗保健政策顾问David Beier,和哈佛医学院(Harvard Medical School)的癌症专家Laurie Glimcher在2018年发布在statnews.com网站上的文章中呼吁,“美国联邦研究企业需要积极的结构和文化变革”。

随着技术越来越先进,伦理问题越来越突出。2018年末,中国的遗传学家贺建奎介绍了有史以来第一个基因编辑婴儿。后续政府的一项调查表明,他在追求“个人名利”方面违反了国家法律,并且已被大学解雇。

维也纳医科大学(Medical University of Vienna)免疫生物学教授,兼欧洲生物医学联盟(Biomedical Alliance in Europe)主席Wilfried Ellmeier认为,CRISPR-Cas9技术应该应用于治疗疾病,但不应该干扰种系”,这意味着它不应该用于对可传递给后代的基因组进行永久性改变。法律支持这一点:在欧洲、美国和中国的大部分地区禁止修改人类胚胎的基因。WHO成立了一个小组,就管理基因编辑技术的使用的国际框架提出建议。

 

艰巨的障碍

解决抗菌素耐药性问题是生物医学研究中最紧迫的挑战之一。例如,WHO将对结核病药物的抗药性列为对抗结核病(每年导致160万人死亡)的“难以克服的障碍”。然而,很少有大型制药公司投资抗生素。皮尤研究中心(Pew Research Center)2019年报告指出,虽然有42种新的抗生素正在开发中,但只有13种在3期试验中。

许多大公司停止寻找新的抗生素,例如阿斯利康和诺华公司分别于2016年和2018年宣布放弃新抗生素的开发,这意味着早期的研发工作大部分由较小的生物技术公司完成。皮尤研究中心抗生素抗性项目的科学家Wes Kim指出,尽管这些小公司中的大部分已经能够在一定程度上给药物发现、临床前阶段和早期阶段的开发提供资金,资源充足,但他们不适合开展后期开发和商业化。

由于许多公司放弃了对替代抗生素的研究,细胞和基因疗法被证明是有吸引力的目标。过去三年在自然指数追踪的期刊中发表的生物医学文章数目提示,美国生物技术巨头Amgen和冰岛大学(University of Iceland)进行了最大规模的企业-学术界合作。Amgen公司在2012年以4.15亿美元收购冰岛基因公司deCODE Genetics后,与冰岛大学学者合作进行全基因组关联研究。该研究调查人类基因组中增加某种疾病风险的小突变。下一个最大的企业-学术界合作是Novartis和哈佛大学(Harvard University)在癌症免疫疗法开发上的合作。

虽然癌症和心脏病是高收入国家最大的杀手,但低收入国家的健康负担却不同。在低收入国家,传染病和寄生虫病是迄今为止最常见的威胁。然而,在2000年至2011年间,只有4%的新治疗产品和1%的新药被批准用于此类被忽视的疾病,尽管它们的患病人数占全球各类疾病患病人数的11%。

被忽视疾病药物倡议组织(Drugs for Neglected Diseases Initiative)是一个非营利性药物研发组织。它将学术界、公共卫生机构以及生物技术和制药行业聚集在一起,以对抗昏睡病、疟疾和儿科艾滋病等研究投资非常紧缺的疾病。

但是,在科学取得重大突破前之前,多少投资都无法治愈疾病。在全球范围内影响了近5,000万人的阿尔茨海默病就是一个很好的例子。自4年前美国国会认定它是一个主要威胁以来,NIH已经大量注入资金用于研究阿尔茨海默氏症和相关痴呆症,2019年总数达到23亿美元。以失败告终的临床试验大多针对淀粉样蛋白级联反应——大脑中异常淀粉样蛋白的积累。最近,aducanumab(抗淀粉样蛋白药物)的高调失败促使其制造商取消3期临床试验。

问题在于,该领域的许多大牛已经围绕淀粉样蛋白建立了自己的职业生涯,而且目前没有强有力的竞争者来取代淀粉样蛋白作为阿尔茨海默氏症治疗的主要目标,德克萨斯大学(University of Texas)大脑健康联盟(Brain Health Consortium)的成员,《阿尔茨海默症》(Journal of Alzheimer’s Disease)杂志的主编George Perry指出,目前的治疗其实都是基于20世纪70年代的想法。

人工智能(Artificial intelligence, AI)可能在阿尔茨海默氏症、抗菌素耐药性和其它巨大挑战中发挥关键作用。制药公司已经开始收购专门从事AI的科技公司,以期加快取得发现成果。2019年,瑞士跨国医疗保健公司Roche与人工智能驱动的药物发现公司Exscientia签订了价值6,500万美元的合作协议。2016年创建的加速治疗医学机会(Accelerating Therapeutics for Opportunities in Medicine, ATOM)联盟——一个美国公私合作伙伴关系,成员包括医疗保健公司GSK和美国能源部——也有相同的想法。

能执行大规模数据分析的机器能对数据进行更快、更准确,更详细的分析,从而加快生物医学发现的步伐。现在,AI被用于预测潜在的毒性和分子的溶解度,甚至可以从头开始产生新的分子。

无论未来的成功和失败,生物医学研究将继续为所有人带来更美好的生活。

原文检索:
Bianca Nogrady. (2019) Rapid progress transforms ideals of health. Nature, 569: S6-S7.
张洁/编译

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