保保网络科技招聘

年度盘点:2021年全球十大热门生物技术

时间:2022-01-15 15:10:31 | 作者:爱科技网 | 点击: 122 次

声明:本文为火石创造原创文章,欢迎个人转发分享,网站、公众号等转载需经授权。
随着生物技术不断的创新发展,许多创新性的技术经过多年的积累和研究的深入,逐步取得重大突破,从而有望进一步突破现有技术的发展障碍,实现技术更广更好的应用。本文综合国内外权威杂志和知名媒体对生物技术领域的相关报导和学术研究,从对产业发展的长远影响来评定,筛选出以下十个技术方向,作为2021年的十大热门生物技术进行简要介绍。
01活体机器人

继去年美国科学家对外宣布利用活细胞制作出了全球首个“活体机器人”Xenobots,今年Xenobots又有了新的研究进展,活体机器人可以进行自我繁殖。
11月29日,佛蒙特大学、塔弗茨大学和哈佛大学威斯研究院的研究人员在《PNAS》上发表了论文《Kinematic self-replication in reconfigurable organisms》,描述了Xenobot的自我繁衍方式。论文中指出,Xenobot是由青蛙胚胎中提取的活细胞制成的毫米大小的活体可编程有机体,其具有自我修复、移动和生物降解能力。Xenobot的外形像“吃豆人”,它可以收集周围环境中数百个松散的干细胞,这些干细胞会逐渐聚集在一起,形成干细胞簇,并发育成为新的机器人,然后重复此过程。研究人员希望通过此技术来解决创伤损伤、出生缺陷、癌症治疗和衰老等,但其面临的伦理风险、技术可控性等问题制约着其发展,以防止其造成潜在的“生化危机”。
02AI揭示未知的细胞成分

AI在药物研发中的应用从最初的化合物筛选到抗体药,再到癌症疫苗、细胞治疗、基因治疗等领域,已经成为药物研发中十分重要的手段。各大药企以及AI、大数据等各类公司也在加速布局,特别是AlphaFold在蛋白结构预测方面取得的巨大进步,让科研人员看到了AI在药物研发应用中的巨大潜力。
利用AI来更深入的研究探索细胞内的未知世界,也成为许多研究机构的研究方向。11月24日,加州大学圣地亚哥分校医学院的研究人员,在Nature发表了题为《A multi-scale map of cell structure fusing protein images and interactions》的文章。在该项研究中,研究人员将显微镜、生物化学技术和人工智能相结合,开发了一种深层次探索细胞内部结构的方法——多尺度集成细胞(Multi-Scale Integrated Cell ,MuSIC)。研究者利用MuSIC人工智能平台查看并整合多个来源数据,组装成一个细胞模型,从而直接从细胞显微镜图像中绘制细胞图。在初步的研究中,MuSIC揭示了人类肾脏细胞系中包含的大约70种成分,其中一半是以前从未见过的。随着该项技术的进一步优化完善,人类细胞的深入研究将取得重大飞跃。
03分子开关

为了实现对细胞治疗和基因治疗更好的控制,从而能让其更好的发挥治疗效果和保证其安全性。近些年来,新型分子开关的研究日渐增长,技术方式也越来越多样化。
哈佛大学和麻省理工的研究团队在 Nature Biotechnology 发表的《RNA-responsive elements for eukaryotic translational control 》一文中,公布了其研究开发的新型RNA技术——eToeholds RNA分子开关,该分子开关能够阻止体内靶标基因表达目的蛋白,只有受到触发mRNA分子的激活后才能表达,从而控制目的蛋白的表达,这一技术将有助于RNA靶向的基因治疗、病毒诊断和癌症治疗等的开发。
Nature Scientific Reports上发表的《Tunable control of CAR T cell activity through tetracycline mediated disruption of protein–protein interaction》一文中,描述了分裂式的可控CAR结构——TetCAR,能够通过与二甲胺四环素的结合来可逆地抑制程序性T细胞的活性。
为了更好的控制基因治疗载体表达的蛋白质水平,费城儿童医院和诺华的研究人员合作公布了一种基因疗法“开关”系统Xon。Xon是一种用特定口服小分子药物来进行诱导的“调光开关”系统,通过将剪接调节剂与基因治疗工具结合使用,可控制基因治疗载体表达的蛋白质水平,从而获得最好的治疗效果。
04即用型免疫细胞治疗

随着CAR-T细胞治疗开始越来越多的获得临床应用,在关注免疫细胞治疗如何更好的应用于实体瘤的同时,“如何降低高昂的治疗费用,让更多的患者能够应用”也成为关注的焦点。当前进入临床的即用型免疫细胞治疗产品也成为备受关注的方向,个别临床研究成果也表现出了积极的效果。

5月份,日本京都大学的研究人员报告了一种基因编辑通用型CAR iPS-T细胞疗法,这种技术将CRISPR、iPSC、CAR-T三项技术结合,对结合了CAR的诱导多功能干细胞进行基因编辑。一方面利用诱导多功能干细胞而不需要从患者体内提取细胞,另一方面用基因编辑技术避免了免疫系统,但不损伤CAR,从而形成一种通用型免疫细胞治疗技术。
11月份,Affimed公司公布了其即用型NK细胞治疗产品的I/II期临床研究中期成果。他们的即用型NK细胞治疗产品是由来源于脐带血的自然杀伤细胞(cbNK cells)与双特异性抗体AFM13预先结合,用于治疗接受过多线预治疗的霍奇金和非霍奇金淋巴瘤患者。试验结果显示,在第一个治疗周期后,接受推荐剂量治疗的12名患者中,所有患者获得客观缓解。其中7名患者部分缓解(PR),5名患者完全缓解(CR),客观缓解率(ORR)达到100%,CR达到42%。在安全性方面,除了5例患者在单次注射AFM13后出现过短暂的输液反应,其他均未出现严重不良反应,表现出良好的安全性和耐受性。