第14集Nature-2023基础前沿科学展望

2022年12月19日，国际顶级学术期刊Nature发布了The Science Events to Watch for in 2023（《2023年需要关注的科学事件》），展望了2023年将产生重大学术影响的科学界的研究领域及方向。本期前沿科学研究进展报告，摘取有可能被引入皮肤研究的部分，以期为产业发展提供灵感。

图片一 The Science Events to Watch for in 2023（《2023年需要关注的科学事件》
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一、 新一代疫苗技术

2020年初，新冠病毒导致的肺炎疫情开始在全球大流行，并一直延续至今。据世界卫生组织（WHO）报告，截至目前全世界范围内超过5亿人被感染，累计死亡人数超过610万。延续三年的新冠疫情，不仅让mRNA疫苗技术迎来了科学新时代的契机，并且拯救了无数人类的生命。让曾经非常冷门的mRNA疫苗技术，被大众所熟知。

图片二 mRNA疫苗在人体细胞内的免疫反应形成过程
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mRNA疫苗是将带有疾病特异性抗原的mRNA引入体内机体细胞，利用宿主细胞的蛋白质合成机制产生抗原，从而触发免疫应答。通常可根据不同疾病构建特异性抗原的mRNA序列，由新型脂质纳米载体颗粒（LNP）包裹运送至细胞内，再利用人体核糖体翻译mRNA序列产生疾病的抗原蛋白，刺激机体产生特异性免疫学反应，从而使机体获得免疫保护的一种核酸制剂。在新冠大流行期间世界各国成功部署应用了mRNA新冠疫苗后，疫苗的研制得到了越来越多的关注，目前有多种新型疫苗正在研发过程中。
   
来自德国的生物技术公司BioNTech公司在近期宣布，预计在未来几周内将陆续启动针对疟疾、结核病和生殖器疱疹等多种mRNA疫苗的首次人体临床试验。此外，BioNTech还与美国辉瑞公司深度合作，共同测试一种针对带状疱疹的mRNA候选疫苗。2022年11月，BioNTech和辉瑞公司开始研制综合预防新冠+流感的mRNA组合疫苗，这种组合疫苗包含编码SARS-CoV-2、Omicron BA.4/BA.5和四种流感变体结合蛋白的mRNA链，目前该疫苗已进入了第一阶段临床试验。

二、 重点病原体观察列表

世界卫生组织（WHO）预计将在2023年一季度公布一份重点病原体观察列表。这份列表将由全球300名左右的科学家重修订而成，他们将对超25个病毒和细菌家族进行仔细的审查，掌握充分证据，来确定或在未来引起爆发或流行的病原体。科学家们将对优先级高的病原体制定研究和开发路径图，确定研究重点，并指导疫苗研发、治疗手段和诊断测试。

在现有的重点病原体观察列表中，已包括新冠肺炎、克里米亚-刚果出血热、埃博拉病毒病和马尔堡病毒病、拉沙热、中东呼吸综合征和严重急性呼吸综合征、尼帕病毒病和疱疹病毒病、裂谷热、寨卡病毒。

世界卫生组织的声明指出，世界卫生组织针对这些疾病的研发蓝图制定了解决关键问题并采取行动的路线图。报告补充说，为了避免大规模危机，有效的测试、疫苗和药物都会加速提供。制定、促进和实施疫苗、治疗和试验临床试验的工具也建立在这一蓝图之下。它是与该领域的科学家共同开发的，为全球科学界需要重点投资精力和资金、开发测试、治疗手段和疫苗提供了重点研究和关注的方向。

三、 CRISPR疗法

2023年可能是CRISPR基因编辑疗法的里程碑之年。此前使用CRISPR-Cas9系统，治疗β地中海贫血和镰状细胞病的临床试验取得了令人鼓舞的结果。

科学家使用CRISPR-Cas9系统对β-地中海贫血症和镰状细胞病（这两种均属于遗传性血液疾病）进行治疗，并取得了很好的临床试验结果。因此，这预示着明年CRISPR基因编辑疗法或会获得首次批准！

图片三 地中海贫血和镰状细胞病的发病机制和电镜特征
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CRISPR-Cas9 基因编辑技术是本世纪最为重要的生物发现之一。2015年，《科学》将它评为年度突破，助力这项技术诞生的科学家们也先后获得了有“科学界奥斯卡”之称的“突破奖”（Breakthrough Prize）。2020 年诺贝尔化学奖授予了法国生物化学家埃马纽埃尔·卡彭蒂耶（Emmanuelle Charpentier）、美国生物学家詹妮弗·杜德纳（Jennifer Doudna），以认可她们对新一代基因编辑技术CRISPR的贡献。

由波士顿Vertex Pharmaceuticals和剑桥CRISPR Therapeutics公司研发的Exa-cel疗法，是全球首个CRISPR基因编辑疗法。Exagamglogene Autotemcel（exa-cel）是一款用于治疗β-地中海贫血和镰状细胞病的基因编辑药物，它的工作原理是，先收集患者自身的干细胞，在使用CRISPR-Cas9技术编辑有缺陷的基因之后，再将细胞输回给该患者。Vertex公司预计将于明年3月向美国食品药品监督管理局递交审批申请，期待未来exa-cel能投入β-地中海贫血症或镰状细胞的治疗。

基因编辑技术，使人类能够通过敲除/加入/替换特定DNA 片段/碱基的方式实现对目标基因的“编辑”，从而改变细胞中该基因的表达，进而改变生物体的某些性状。基因编辑技术使人们可以按照自己的意愿改变生物的遗传密码，将对人类生活和生产产生革命性的影响。世界各国科学家争相开展基因编辑工具的研发、改造以及应用方面的研究，目前基因编辑工具呈现出多样化发展的局面，各类基因编辑工具不断得到优化，同时，基因编辑技术将在生物医药、农业与环境科学等领域展现出了巨大的应用前景。

四、 阿尔茨海默症治疗药物进展

据世界卫生组织统计，目前全世界范围内有超过5500万人患有阿尔茨海默症，预计到2050年，患者的数量可能增长至1.4亿人。阿尔茨海默症新药研发是公认的世界难题，根据美国药物生产与研发协会的统计数据显示，目前全球累计在阿尔茨海默症上的研发投入超过了6000亿美元，失败的临床药物达到300多种，失败率高达99.6%。

2021年6月份，美国FDA批准了渤健（Biogen）和卫材（Eisai）开发的单抗药物aducanumab（商品名Aduhelm）上市，用于治疗阿尔茨海默症源性轻度认知障碍（MCI）及轻度阿尔茨海默症。这是自2003年以来，FDA批准的首个阿尔茨海默症治疗新药，也是首个能阻止疾病进展的药物。

2022年11月29日，渤健（Biogen）和卫材（Eisai）开发的另一款阿尔茨海默病药物lecanemab的3期临床试验结果在《新英格兰医学杂志》（NEJM）发表，这项针对1795名早期阿尔茨海默病患者的临床试验结果显示，与安慰剂相比，这款阿尔茨海默病新药能够适度减缓（减缓27%）阿尔茨海默病的恶化。FDA最早可能在2023年1月批准该药物。

此外，另一种阿尔茨海默病药物blarcamesine也于近日在3期临床试验中达到次要终点，改善了患者的认知衰退，该药物与前两种单抗类药物不同，它是通过靶向sigma-1和毒蕈碱受体来恢复细胞稳态，从而实现对神经退行性疾病的治疗。

除了上述生物医学方向的展望之外，Nature还展望了其他研究领域及方向，包括太空望远镜、登月计划、基本粒子模型、气候变化以及核废料储存技术的发展进行了展望。

通过基因编辑改造技术，我们已经实现了在体外合成透明质酸和胶原蛋白，并且已经被广泛应用于整形外科美容、皮肤医学美容和生活美容产品中。展望未来前沿科学的发展，我们可以大胆预测，外源性的基因将极有可能被引入皮肤细胞，从而被用于纠正和补偿皮肤细胞的免疫缺陷和细胞衰老，以达到治疗皮肤病和医学美容的目的。让我们共同期待，2023年全球前沿科学特别是生命科学领域的更多突破成果和振奋人心的好消息！

来源：荣格-《国际个人护理品生产商情》

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