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生物技术产业的6个发展方向

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发表时间:2020-05-12 21:35

皮皮云控:生物技术不仅是一门新兴的综合性学科,更是一个亟待开发和拓展的全新领域。现代的生物技术研究面之广,所涉及到的学科更是五花八门,因此,其创新性和发展趋势也日新月异。生物技术产业的发展与科技水平、人类文明和人类健康等都息息相关。阅读本文,带你了解当前生物技术产业中能够改善人类健康的6个最新的趋势。

我们的器官是由不同类型的细胞组成的组织所组成的。简要了解单元的工作方式将有助于更好地了解以下某些技术的工作方式。基因是细胞的一部分,更具体地说,它们会存储遗传信息并形成基因组。换句话说,不同的基因赋予人体不同的特征,例如性别、眼睛颜色和肤色等。

可以说细胞是人体最基本的组成部分。细胞的生命很简单,它被创造出来,完成它的使命,然后死亡,最后被消灭。有些细胞的基因组会发生变化,也被称作基因突变,这种突变可能是从基因的缺失、增加或是复制这三种任何一种所带来的。当这种情况发生时,细胞开始分裂异常,不再发挥其作用。如果不清除,就会形成肿瘤。

考虑到它们革命性的影响和用途,我们选择向您介绍其中六种不同的技术。

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靶向治疗

目前,化疗是治疗癌症最常用的方法之一,但它会对癌细胞和健康细胞同时造成损伤。幸运的是,还有一些其他的治疗方法,光靠它们本身还不够,因此需要与化疗等标准治疗方法联合使用,这时,这种替代性治疗方法会相应减少标准化疗对病人所造成的损伤。所谓的替代性治疗方法,其中一些说的便是靶向治疗和免疫疗法。

靶向治疗有很多种应用方式。它们可以通过阻止肿瘤形成营养血管来防止肿瘤的进一步扩散。如果能做到这一点,肿瘤就不可能继续生长。

靶向疗法的另一个特点即是对癌细胞周围的正常细胞起到一定的保护作用。“靶向”这个名字源于它们的特殊性,即它们治疗方式的个性化,不同癌症甚至是不同的病人,针对其病情所采用的靶向治疗方式都会有所不同。当下,研究人员还在继续发展新的靶向治疗类型,这一领域依然存有很大的发展空间。

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细胞与基因治疗(CRISPR)

细胞与基因治疗,更确切地说,是CRISPR基因编辑技术,它是一种分子生物学中的基因工程技术,通过这种技术,人们可以在不需要任何外科手术的前提下修改生物体内的基因组。据了解,这是在体内进行的,这意味着整个过程是不需要从宿主体内提取目标基因的。如前所述,细胞可能会遭遇突变,这些基因突变会导致许多疾病,如癌症、自闭症和血友病。

CRISPR使用的是Cas9蛋白的细菌抗病毒防御系统。该蛋白与合成的RNA先导序列一起插入机体,一旦插入,蛋白质就会检测出与其中一个合成先导序列相同的序列。而通过使用防御机制,它从细胞基因组中切割出所需的序列,换句话说,即由突变所引起的基因改变或基因序列可从机体中移除。

科学家们仍在试图弄清楚人类基因组是如何工作的,所以即使这项技术是在2012年被公之于众的,但它仍是一个亟待发展的领域,会有更多的创新突破的空间。与此同时,在该话题下许多专家一些冲突,其中大多数是围绕道德和法律方面所展开的。人们谈论这个话题最多的一次是在2019年,一位科学家创造了第一批基因编辑婴儿,结果,大家普遍认为对人类进行基因组编辑是不道德的,并且目前还不鼓励这么做。

目前,即使这是一个比较敏感的课题,但CRISPR仍在继续研究中,并且已经在一些医疗领域得到了应用。人们还发现了比Cas9更精确的其他蛋白质,蛋白质Cas14就是一个例子。

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BMIs最近很流行,以至于埃隆•马斯克(Elon Musk)也开始在该领域创业了。BMI代表的是脑机接口,它是一种将大脑(或肌肉)刺激与计算机连接起来的技术。因此,它可以提供很多好处,从帮助残疾人到改善身体状况,都可以让他们能更好地克服身体活动的限制。

在这个领域有很多研究。其中一项研究旨在将大脑信号转换成听觉反应,以支持受过外伤或者瘫痪的人,有一些还想要连接多个大脑,以形成人类大脑的网络。而其他人想要模仿和使用来自身体某部分的肌肉刺激,比如手。目前开发了许多新的技术,这些技术不仅可以改变我们操作电脑的方式,甚至都可以改变我们自己的身体。

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手术中的增强现实(AR)技术

增强现实(Augmented reality)技术最近越来越流行,对于外科医生来说它也是非常有用的。增强现实技术不仅有助于减少手术过程中可能发生的损伤,提高手术的成功率,它也能让外科医生能够方便地看到手术目标位置周围的区域,从而为医生提供一个整体视图。

增强现实技术包括一些复杂的设置,比如使用相机、传感器和一些像电脑这种处理单元,(读者可以通过查看飞利浦和微软的合作,以及他们的产品Hololenses 2,以便更详细地了解这些设置是如何工作的)。这项技术仍有发展的空间,许多人已经在尝试对该技术进行下一阶段的研究了。

远程医疗

远程医疗主要分为两个部分:一个是电子医疗记录,另一个是为用户提供在线医疗帮助。电子医疗记录可以促进跨境互操作,将大大降低医疗成本,并且这也会在尊重个人隐私的同时,促进该领域更好更快的创新发展。在线医疗帮助可以为病人和医生都省了很多麻烦,如果是轻伤的话,用这种方式病人可能会感觉更好一些。

许多私营企业以及一些政府行为显然已经加入了远程医疗这一潮流。法国的电子健康档案(DMP)就是个成功安全应用电子健康档案改善医疗保健的好例子,它由2011年推行,是一项法国境内人们自愿采用的免费服务。另一个例子是比利时裔美国人Andaman7让患者在他们自己的手机上创建一个个人健康记录(PHR)。

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人造器官

移植的主要困难是得找到一个器官供体。幸运的是,现在这种问题越来越少了,外科手术的另一个新趋势是在移植器官手术中使用3D打印的器官。这种3D打印机使用的是生物墨水,这是一种由活细胞制成的可打印材料,能用来制作模型组织,它可以包含一种或多种细胞,这主要是基于具体情况需要来定的。生物墨水通常会与悬浮细胞混合,这些悬浮细胞可以引导它们达到预期目的。悬浮细胞主要来自捐赠者,甚至是病人自己也可以,这样有利于制作出一个排异化反应较小的个性化器官。

截至目前,3D打印组织技术已经创造了一些功能齐全的器官,这让世界范围内的器官移植手术都很成功。一些利用3D打印技术成功制作的器官在“市场”上也能买到,比如肾脏、肝脏、心脏、角膜和骨骼。

所有这些发现都是改善人类身体健康所完成的巨大进步。我们比以往任何时候都更接近永不生病、永不衰老、甚至永生不死的理想。我们已经准备好享受变化,享受比现在更加美好的未来。
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