周路菡

這些成果不僅讓醫(yī)療與健康行業(yè)受益，也能讓社會更加關心此類創(chuàng)新與變革，因為它們能夠真實地影響著我們身邊的所有人

科技的日新月異可不僅僅體現(xiàn)在電子產品上，越來越多的創(chuàng)新科技已經(jīng)被用在與人類健康息息相關的醫(yī)療領域。Cleveland Clinic主辦的第14屆國際醫(yī)療創(chuàng)新峰會上，發(fā)布了醫(yī)療界十大年度創(chuàng)新排行榜。一百多名醫(yī)生和科學家，從超過150個提名中選出了十項兼有顯著臨床意義和商業(yè)價值，并且惠及廣大病患的創(chuàng)新成果。這些成果不僅讓醫(yī)療與健康行業(yè)受益，也能讓社會更加關心此類創(chuàng)新與變革，因為它們能夠真實地影響著我們身邊的所有人。

No. 1 預防流行病的疫苗

2014年非洲埃博拉疫情和美國細菌性腦膜炎球菌（腦膜炎球菌B）爆發(fā)，對疫苗的迫切需求，促使科學家，醫(yī)生和公共衛(wèi)生官員以更快的速度開發(fā)安全而高效疫苗。如今，醫(yī)生、科學家、公司和政府機構以前所未有的速度創(chuàng)新，并將新疫苗迅速從實驗室研究投入到包括大量人群的臨床測試。

評論：疫苗不僅是目前預防傳染病最有效的手段，也被認為是最具成本效益的衛(wèi)生干預措施。據(jù)美國疾病預防和控制中心統(tǒng)計，部分疾病治療與接種疫苗費用之比高達27倍，疫苗將節(jié)約大量的治療費用。世界衛(wèi)生組織預計，全球疫苗市場到2025年將猛增至1000億美元，未來10年企業(yè)將會推出120種新產品。目前全球疫苗市場的復合年增長率為7.6%，明顯高于整個醫(yī)藥行業(yè)的增速。

對中國來說，疫苗的研發(fā)既是科研任務，更是關乎國計民生的大事。比如寨卡病毒在世界多個國家擴散，特別是2016年巴西奧運會前后，已在67個國家和地區(qū)出現(xiàn)寨卡病毒的感染者，成為世界醫(yī)學界需要面對的危機事件。中國科學院院士、中國疾病預防控制中心副主任高福表示，研發(fā)寨卡病毒疫苗，是當務之急。

不過在近幾次公共衛(wèi)生事件之中，中國科學家在疫苗研發(fā)方面的表現(xiàn)堪稱完美：H5N1禽流感流行，中國學者在研制緊急疫苗、研究病毒流行病學等領域取得了重大進展；H1N1流感大流行，中國學者于2009年12月即研制成功疫苗；還有腸病毒71疫苗，也是在“手足口病”疫情爆發(fā)之后進行的相關研究的重大成果。

No. 2 基于基因組學的臨床試驗

基于基因組學的臨床試驗正在加速新的靶向治療的發(fā)展。參照遺傳圖譜，縮短了招募患者所需的時間，并增加了患者從靶向治療中受益的機會。

評論：基因組學、蛋白質組學和代謝組學，協(xié)同臨床試驗數(shù)據(jù)和真實世界臨床數(shù)據(jù)的挖掘，可使藥物開發(fā)者能夠更徹底地了解疾病的特定結構。這種理解用在個體化藥物的設計上，將使得目標靶點和生物標記物更快速、更準確地得到識別和驗證。所以充分利用“大數(shù)據(jù)”和基因組測序，以提高“發(fā)現(xiàn)個體化新藥”的成功率。

對中國來說，基因組學在醫(yī)學臨床實踐的交匯融合應用，是醫(yī)學科技發(fā)展的前沿方向。系統(tǒng)加強精準醫(yī)學研究布局，對于加快重大疾病防控技術突破、占據(jù)未來醫(yī)學及相關產業(yè)發(fā)展主導權、打造我國生命健康產業(yè)發(fā)展的新驅動力至關重要。

值得關注的是，美國白宮官網(wǎng)公布的副總統(tǒng)拜登提交給奧巴馬總統(tǒng)關于抗癌“登月計劃”的17頁戰(zhàn)略性報告。報告的第一大目標是加速新的科技突破。第二大目標則是“加強數(shù)據(jù)庫建設”，特別是美國癌癥研究院（NCI）今年初發(fā)起的基因組數(shù)據(jù)共享（GDC）項目，將大量癌癥病人研究資料整合到同一個數(shù)據(jù)庫，號召發(fā)起“將數(shù)千種癌癥患者腫瘤細胞內的基因和蛋白表達進行歸檔，并建立數(shù)據(jù)庫”的新項目。目前中國沒有國家層面的癌癥研究院，也沒有類似的癌癥基因數(shù)據(jù)庫，這值得中國科學界努力。

No. 3 CRISPR基因編輯技術

CRISPR， 全名：Clustered Regularly Interspersed Short Palindromic Repeats，利用一個叫Cas9的酶來編輯DNA，而且只需要30美元的成本，這與以前的基因編輯相比，非常容易，非常便宜。

評論：研究者們努力的方向是，希望可以利用基因編輯技術進行多個基因編輯，使其獲得保護性突變，進而真正更好地預防和治愈多種疾病。

目前已經(jīng)關于該技術已經(jīng)有重大的研究進展：比如著名科學期刊《Cell Reports》發(fā)布的一項新成果顯示，科學家利用CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng)，可以在人體免疫T細胞內對45個與HIV入侵宿主相關的基因進行特殊編輯分析，保護T細胞免受HIV病毒的侵入、整合、轉染。這對于徹底清除HIV病毒、預防和治愈艾滋病有重要意義。再比如今年10月，一篇關于利用CRISPR-Cas9技術治療鐮狀細胞貧血癥的論文，在美國學術期刊《科學？轉化醫(yī)學》上發(fā)表。這給鐮狀細胞貧血癥患提供了潛在的治療方法。

類似鐮狀細胞貧血癥和HIV這樣的世界性醫(yī)學難題，都可以用CRISPR技術來進行治療，這顯示了CRISPR基因編輯技術的潛力。

許多科學家認為，該技術最有希望問鼎下一屆諾貝爾化學獎。利用CRISPR基因編輯技術，科研人員能夠敲除掉任意細胞中的特定基因。其應用前景廣闊，比如，通過基因改造使作物產生抗病基因來提高產量、構建動物模型研究疾病、構建微生物用于工業(yè)發(fā)酵生產、以及直接使用基因編輯技術進行疾病治療等。今年7月，四川大學華西醫(yī)院的科學家也宣布將把CRISPR技術應用于人體，以期治療非小細胞肺癌。不難想象，未來我們將看到更多CRISPR的應用誕生。

更加讓醫(yī)學界和社會關心的是，基因編輯或許是消除很多疾病的唯一方法。比如現(xiàn)在已經(jīng)知道有5000多種遺傳變異與基因編碼錯誤有關，測序技術每年能幫助發(fā)現(xiàn)300多種類似病因，這些疾病甚至有些只有10億分之一的患病幾率。

No.4 污水轉化為可飲用水

新的凈水系統(tǒng)，一個處理器可以產出夠十萬人飲用的凈水。減少污水，防止傳染病的傳播。這將是造福人類的創(chuàng)新。

評論： 據(jù)估計，世界上每天有超過7億人口飲用不安全的水，大約10%的疾病由污水導致。世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計，發(fā)展中國家每年有100多萬五歲以下的兒童死于受污染的水和極差的衛(wèi)生條件。

新的污水凈化技術，雖然本質上不能算上高科技的產品，但是實際應用過程卻又很多難題，解決這些問題對于一些發(fā)展中國家尤其重要。比如微軟公司創(chuàng)始人比爾·蓋茨及其夫人美琳達·蓋茨通過他們自己的基金會，向世界面臨的水污染問題發(fā)出挑戰(zhàn)。據(jù)英國《鏡報》1月6日報道，近期，為了支持一臺能在幾分鐘內將未處理的污水轉化為飲用水的設備，比爾·蓋茨竟然大口喝掉了一杯由人類排泄物凈化成的引用水。

目前將市政污水處理廠的出水處理到飲用水平不是什么新的理念。間接飲用的方式已經(jīng)在世界多地有所嘗試，例如新加坡的NEWater項目，污水處理廠的出水進行一系列的高級處理，達到NEWater的要求標準，之后進入自然水庫，達到間接飲用的目的。

值得注意的是，在美國一些大城市，如圣迭戈、洛杉磯、薩克拉門托正在考慮發(fā)展再生水的直接飲用項目以滿足未來對供水的要求。這促使了美國水工業(yè)的一系列研究項目，包括如何提高處理的可靠性、保障公眾健康以及心理可接受。直接飲用的一個顯著優(yōu)點是供水接近于用戶，無需遠距離調水。這種優(yōu)點是間接飲用所不具備的，間接飲用往往需要長距離將水輸往水庫進行存儲，長距離的泵送需要非常高的能耗。

中國目前尚無再生水直接飲用的案例，相關技術、標準和基礎設施更是缺乏。目前中國城市水資源匱乏，不得不依靠大范圍遠距離調水來解決問題；而農村飲用水基礎設施則更不夠完善，改善廣大農村飲用水問題也刻不容緩了。中國亟需將污水轉化為可飲用水的技術和裝備，這類凈水設備的需求潛力也非常巨大。

No.5 無創(chuàng)無細胞胎兒DNA檢測

目前針對遺傳疾病的初步檢測方法主要是血液檢查和超聲。由于假陽性偏高，往往需要更具侵入性的手段來核實，比如羊水穿刺和絨毛取樣。而后者不僅會增加流產機率而且對孕婦來說是很大的精神壓力。新的無創(chuàng)檢測，不需要胎兒細胞，直接測試母血中的胎兒DNA，顯著降低了假陽性，帶給準父母們更多的確定性。

評論：與傳統(tǒng)的血液生化和超聲NT篩查唐氏綜合征相比，無創(chuàng)胎兒DNA檢測的優(yōu)勢在于準確率非常高。無創(chuàng)檢測測的是胎兒游離在母體血液里的DNA，并使用先進的分子生物技術，結合生物信息學分析，分辨出胎兒是否患有唐氏綜合征。而且整個檢測環(huán)節(jié)的質量控制非常嚴格。其優(yōu)點是準確率達99%以上，比傳統(tǒng)唐氏篩查手段高；缺點是價格貴，每次檢查費用要3000多元。

在中國，由于放開二孩的影響，高齡產婦日漸增多，每年就有超過一百萬孕婦可能接受這項測試。這種革命性的方法為全球無數(shù)的孕婦提供了無創(chuàng)產前診斷。

No.6 基于蛋白標記物的癌癥篩查

為了早期發(fā)現(xiàn)癌癥，科學家多年來專注于血液或尿液中單個蛋白質的濃度變化，或者基因突變。然而，相對較差的靈敏度，特異性和預測值限制了這些測試的診斷準確度和臨床效用。這種新的篩查鎖定某些蛋白的結構變化，即時追蹤，并能分辨哪些來自正常細胞哪些來自癌細胞。早期試驗結果令人鼓舞，不僅有百分百的靈敏性，還有很高的特異性。便宜而準確，新的檢測平臺正在進駐美國各大實驗室。

評論：如今，癌癥已成為名副其實的生命“殺手”。我國每年新增300萬癌癥患者，另有220萬患者喪生。癌癥患者求醫(yī)時，大多處于中晚期，病人的存活率很低。相比之下，很多早期癌癥患者的治愈率在80%以上。因此，“早發(fā)現(xiàn)、早治療”是最行之有效的方法。然而，想要在癌癥擴散前就作出準確診斷絕非易事。

中國人在此領域亦有貢獻。清華大學羅永章團隊在世界上首次證明，腫瘤標志物熱休克蛋白90α（Hsp90α）可用于肝癌患者的檢測，現(xiàn)已被國家食品藥品監(jiān)督管理總局批準在臨床中使用。這也標志著首個由我國科學家定義、并獲準用于臨床的廣譜腫瘤標志物的誕生，對提高癌癥診療水平具有深遠的意義。

今年，來自復旦大學的研究人員報告稱，他們證實IgG半乳糖基化（galactosylation）分布是多種癌癥類型中用于癌癥篩查的一個有前景的生物標記物。這一研究成果發(fā)布在7月1日的Cell Research雜志上。

蛋白質生物標記物對于個體化醫(yī)療至關重要，尤其是那些在血漿或尿液中循環(huán)的蛋白質標記物無需任何大的侵入就可以獲取?；诘鞍讟擞浳锏陌┌Y篩查技術，未來將在人類戰(zhàn)勝癌癥的斗爭中發(fā)揮重要作用。

No.7 行動自如的智能假肢

多年來，假肢已經(jīng)能夠模仿一些自然運動，并且大大提高了截肢者和癱瘓者的生活質量。最近研究發(fā)現(xiàn)大腦指揮肢體運動的神經(jīng)信號可以被電腦解碼。在腦子里植入一個芯片，就有可能自如地控制輪椅和假肢。

評論：假肢本身就是一種仿生的機械 / 機電產品，冠以智能是強調其具有主動適應外部條件變化的能力。目前假肢仿生和智能水平都還是非常初級的。隨著機械、電子、信息等技術的飛速發(fā)展，能夠主動伸膝的動力膝關節(jié)、運動靈活精巧的多指多自由度假手等高性能仿生智能假肢不斷推向市場，植入式骨整合假肢也日臻完善。

我國自然科學基金委員會曾于 2005 年設立了一項重點基金，資助哈爾濱工業(yè)大學（ 機電和語音控制系統(tǒng) ）、清華大學 （ 肌電控制系統(tǒng) ） 和東北大學 （ 腦電控制系統(tǒng) ） 聯(lián)合研制多指多自由度仿生假手。但該技術的成熟依賴機器人技術、生物信息、信息科學、生物材料、微型技術、顯微外科等多種領域中的技術互相結合。

中國的老齡化潮流正在洶涌到來，相比國外的產品，中國的智能假肢產品非常少見。要實現(xiàn)科學地從對人體功能狀態(tài)評估到適當?shù)募僦M合方案選擇和對人機一體化系統(tǒng)的調試，智能假肢的研發(fā)還需要攻克技術難關，來提高假肢工作的可靠性和盡可能降低的成本，使其能為廣大患者提供更好的產品。

No.8 首個治療女性性欲障礙的藥物

市場上已經(jīng)有好幾種藥物可以解決男性性功能障礙。但是沒有一個針對女性性欲低下的問題。跟男性的類似問題一樣，這也是一種病，叫做hypoactive sexual desire disorder （HSDD）。每十個絕經(jīng)期前的女性中，就有一個有這樣的問題。這不僅會影響到家庭和諧，還會直接影響男性的自尊心和心理健康，損害夫妻感情，成為很多家庭的難言之隱。

2015年，F(xiàn)DA批準了5-羥色胺受體拮抗劑flibanserin（氟班色林，商品名：Addyi），第一種用于治療女性性欲障礙（HSDD）的藥物。通過調節(jié)多巴胺等神經(jīng)遞質，有望將女性患者的性欲恢復到原來的水平。

評論：今天的女性，皆是家庭、社會雙重角色的承擔者，而社會競爭的加劇給職業(yè)女性帶來了前所未有的精神壓力和心理沖擊，更容易造成性功能障礙。神經(jīng)系統(tǒng)疾病、手術與創(chuàng)傷、精神心理因素和不良生活方式均可以引起性功能障礙。良好的兩性關系對今天的家庭和睦非常重要，以至于氟班色林的批準被上升到“女權主義”的勝利的高度。的確，F(xiàn)DA批準了大約20余款藥物用于男性性功能障礙治療，卻未批準任何一款藥物用于女性，由此引起了一些女性團體對FDA雙重標準及性別歧視的指責。此前FDA拒絕了2次flibanserin，因這種藥物療效一般，還可能引起惡心、頭暈等不良反應，但FDA顧問小組2015年6月意外以18票對6票的表決結果對其放行。咨詢委員會建議稱，雖然flibanserin藥效并不顯著，但對某些患者具有積極意義。所以，一個藥物的推出，背后的邏輯可能是一種社會正常秩序維持和家庭正常關系持續(xù)的需要。

No.9 無隙遠程監(jiān)控

數(shù)以百萬計的病患將直接受益于可穿戴設備，這些設備監(jiān)測你的每次呼吸，心跳，出汗或身體化學變化。在許多情況下，對這些改變的反應往往意味著生或死。新的無隙遠程監(jiān)控設備，分分鐘收集數(shù)據(jù)，準確分析后直接傳送給醫(yī)生和患者，及時應對，拯救生命。

評論：遠程監(jiān)控技術將能夠讓醫(yī)生與患者之間進行有效地連接，而在此前，這是不可能出現(xiàn)的。遠程監(jiān)控技術可以同時節(jié)省醫(yī)生與患者的體力與資金。如今，醫(yī)生可以利用自動化機器人來對監(jiān)控患者，包括治療過程之前、期間和之后的一切監(jiān)控在內。蘋果的可穿戴設備Apple Watch和健康數(shù)據(jù)平臺HealthKit，谷歌的GOOGleFit，微軟的健康管理平臺Microsoft Health，讓用戶可以通過相關硬件獲取體能生理數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)平臺進行分析。百度和TCL合作的智能手環(huán)，中興的GrandWatch，華為的Talk BAnd手環(huán)等可穿戴設備也都具有健康實時監(jiān)測和提醒的功能。顯然，技術和市場的結合，實際上發(fā)揮了“市場看不到的手”的力量。

No.10 腦血管血栓回收支架

多年來，F(xiàn)DA批準的用于去除凝塊的唯一的治療是組織纖溶酶原激活劑（tPA）?？上?，tPA只在不到1/3的患者中有效。血栓回收支架，定位放入后，可以網(wǎng)住血栓，借助機械力量將其取出。臨床試驗發(fā)現(xiàn)，tPA加血栓回收支架，療效明顯好于只用tPA的治療。

評論：據(jù)統(tǒng)計，城市中腦血管疾病死亡居各種死亡首位。而缺血性中風占全部急性腦血管疾病患者的86%。大腦細胞在沒有氧氣的情況下首先會休克，接著開始慢慢死亡，所以缺血性中風后的急救至關重要。血管內的凝塊必須在3-6小時內去除，以防止造成長期殘疾，腦損傷或死亡。腦血管血栓回收支架通過手術植入支架，用來打開阻塞了的動脈，目的只有一個，挽救病人于危難之中，避免病人和家屬造成精神和肉體上受雙重打擊。這樣的產品，每個人都需要了解。

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