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2024: research in review｜生物技术之最推荐，可谓医工交叉之突破

12月06日

来源：王一树

2024年在生物技术和临床研究领域取得了显著进展。 Nature Biotechnology编辑们选择了他们认为最有亮点的探索，无不体现了医工交叉之突破。

以下是一些亮点：

1. 人工智能在生物分子相互作用中的应用：研究人员继续构建基于AI的模型，用于蛋白质结构预测和设计，特别是AlphaFold3和RoseTTAFold All-Atom2。这些新模型能够展示折叠蛋白质如何与其他小分子（包括DNA、RNA和其他蛋白质）结合和相互作用。

2. 智能胰岛素工程：研究人员开发了一种新型胰岛素结合物，它展示了葡萄糖浓度依赖性和可逆的生物活性，这有助于避免低血糖的风险，并在动物模型中优于传统胰岛素注射。

3. 软组织癌症的工程化T细胞疗法：美国食品药品监督管理局批准了首个用于治疗实体瘤（不可切除或转移性滑膜肉瘤）的工程化T细胞疗法。这种疗法结合了CAR T细胞和肿瘤浸润淋巴细胞（TILs）的特点，通过工程化患者的T细胞来表达识别肿瘤上的MAGE-A4-肽-HLA复合物的受体。

4. 寻找新抗生素：针对抗生素耐药细菌的威胁，两项研究开发了一类新的抗生素，它们针对难以治疗的革兰氏阴性细菌鲍曼不动杆菌的外膜上的脂多糖转运机制。

5. 挖掘微生物组中的抗菌肽（AMPs）：抗菌肽是短肽链，作为抗生素的替代品，因为它们不太可能引起细菌耐药性。研究人员从人类微生物组项目中研究了超过444,000个肽，验证了55个对病原体有强烈活性但对共生菌无影响的候选AMPs。

6. mRNA-LNPs用于酶替代疗法：在丙酸血症（一种罕见的遗传性代谢紊乱）的小鼠模型中，基于mRNA的疗法已经进行了概念验证研究。今年，一项1/2期临床试验的积极结果被公布，使用脂质纳米颗粒（LNP）封装两种编码正常人类丙酸辅酶A羧化酶蛋白亚基的mRNA，通过静脉注射给丙酸血症患者，恢复了天然酶活性。

7. 空间生物学转化为临床应用：空间组学方法在过去几年中显著改进，展示了组织组织和细胞相互作用的单细胞水平细节。研究人员使用深度视觉蛋白质组学来功能性验证针对严重皮肤不良反应的小分子抑制剂。

8. 生物学应用的基础模型：基础模型是AI模型，通过在非常大的未标注数据集上进行预训练，能够在一系列不同的问题上表现良好。在生物学中，许多机器学习和深度学习算法专注于特定任务，使用特定的训练数据，而基础模型提供了探究生物学的替代方法。

9. 保护性造血干细胞（HSCs）：治疗血液癌症的一个主要限制是健康的造血干细胞和癌细胞同样受到化疗的影响。今年的一项研究使用CD45靶向抗体药物偶联物替换免疫系统，该偶联物在体内靶向白血病细胞，同时移植经过编辑以抵抗治疗的HSCs。

10. 将生物技术与艺术和设计融合：今年，生物技术受到艺术的启发，艺术家也受到生物技术的启发。一款大众市场电子游戏被设计用来改进微生物系统发育估计。剪纸和3D折叠艺术（kirigami）被用来开发一个可以记录神经类器官的电记录平台。细菌被工程化以产生自己的色素，这些色素可用于纺织品。细菌还被工程化以生产聚羟基烷酸酯，这是一种生物可降解的塑料。

参考来源：

https://doi.org/10.1038/s41587-024-02508-5

12月15日

韩朝

黑山仁和医院 | 肿瘤内科

细菌被工程化以产生自己的色素，这些色素可用于纺织品

12月08日

靖陕零

武警浙江省总队医院 | 心血管内科

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