新冠疫苗\基因治疗\CT均上榜！美国《大众科学》2021年度100大创新：医疗篇

美国《大众科学》（Popular Science）每年都会评选全球最佳科技创新大奖，这一评选已经坚持了30余年。其选择趋势从以前的优秀技术成果，已经转向那些会引领未来的科研创新。2021年获奖名单分为几个类别：医疗、电子产品、汽车、个人护理、航空航天、工程设计、娱乐、家居、安全、体育和户外活动，有哪些产品和技术上榜，一起来看看医疗篇有哪些吧。

2021年的 “最佳新事物 ”奖（Best of What’s New awards）

去年的 “最佳新事物奖”（Best of What’s New awards）颁发时，我们并不确定未来会发生什么。新冠疫苗正在进入公众的怀抱，这激发了希望，但迫在眉睫的供应链问题让我们对未来一年的创新潜力感到疑惑。因此，当我们聚集在一起讨论获奖者时，已经做好了充分的准备，但是面对有限的资源、芯片短缺和持续的大流行病的挑战，工程师、开发人员和科学家们利用他们所拥有的资源做了很多事情。

在所有的10个类别中，效率的提高展示了我们优化世界的努力。一个新的洗发系统用更少的水带来舒适的泡沫，一个聪明的人工智能给航空公司的路线提供建议，以提高效率，一个简单的遥控器消除了对一次性电池的需求。同时，还有新冠疫情的预防、测试和治疗方面取得的成果，这些将成为我们在未来几年内抵御这一疾病的支柱。

为了在这份名单上的100项技术中获得一席之地——自1988年以来，我们每年都会对这份综述进行讨论——我们相信每一位获奖者都让我们走在通往更健康、更安全、更智能、更快乐的道路上。

获奖名单分为几个类别：

健康、电子产品、汽车、个人护理、宇宙飞船、工程类、娱乐、家具、安全、体育和户外活动

本篇为医疗篇

近几十年来，世界从来没有像现在这样如此关注科学过程中最平凡的阶段。但在过去的两年里，科学的每一个渐进式进步——从了解新冠疫情的演变和开发疫苗来对抗病毒的实验室研究，到临床试验，再到药品批准——都意味着一件事：希望。而这正是这份年度最佳健康创新名单所强调的。除了为对抗我们这个时代最致命的流行病而发布的两种新型疫苗之外，世界上还出现了有史以来第一个获准用于治疗罕见的早衰症的药物，一种新的胰岛素配方可能最终使所有人都能负担得起这种拯救生命的疗法，以及一种酝酿了几十年的疟疾疫苗。

年度创新：新冠肺炎的两种突破性疫苗

Pfizer/Moderna

为了使人类摆脱新冠疫情，医生和公共卫生专家知道我们需要一种安全有效的疫苗。世界各地的制药公司争先恐后地了解SARS-CoV-2病毒的特征，了解它如何入侵我们的免疫系统，并开发出一种有针对性的注射剂来进行预防。截至2021年11月，至少有28种有希望的疫苗已经在人类身上进行了试验，15种疫苗已经被授权在世界各地紧急使用。但有两个项目足够突出，赢得了我们的最高奖项。辉瑞公司与德国生物技术公司BioNTech合作开发的Comirnaty，以及马萨诸塞州剑桥市的Moderna公司在美国国家过敏和传染病研究所的帮助下开发的SpikeVax。

这种疫苗不同于目前市场上的任何其他接种方式。它们是第一个所谓的mRNA疫苗——一种已经发展了几十年的技术。它们利用信使RNA发挥作用，信使RNA是告诉我们的细胞如何制造蛋白质的遗传代码。这些疫苗携带的mRNA含有制造一种在SARS-CoV-2（导致COVID-19的新型病毒）外部发现的蛋白质的指令。我们的身体迅速摧毁了错误的mRNA指令，但在我们的细胞建立相应的蛋白质之前，这些蛋白质然后附着在专门的免疫细胞上，触发系统将它们识别为入侵者并产生针对其同类的抗体。如果一个接种过疫苗的人接触到SARS-CoV-2，这些抗体可以在病毒复制失控之前就开始行动、繁殖并摧毁它，从而阻断疾病。

这种针剂的效果也非常好。在临床试验中，两种剂量的方案在预防新冠肺炎的症状性病例方面至少有94%的效果。这些疫苗还几乎百分之百地抵御了住院治疗。虽然多种接种方案对遏制病毒的传播至关重要，但这两种mRNA疗法尤其有望改变大流行病的进程以及预防医学的未来。

一种罕见的致命疾病的新疗法

Eiger Pharmaceuticals

确诊为早年衰老综合症(Hutchinson-Gilford Progeria syndrome)的人很少能活过15岁，而且直到现在，治疗方法也只能针对其症状和并发症。当基因突变改变了携带者细胞核中一种蛋白质的形状时，该疾病就会发生。这种有缺陷的蛋白质被称为早衰素，导致细胞过早死亡。Zokinvy 能防止有缺陷的早衰素的堆积，从而将其可能造成的损害降至最低。除了能延长数年寿命之外，这种新药还能减少与这种罕见病症相关的心脏和骨骼问题的症状，全世界大约有400名儿童受到这种病症的影响。

基因治疗的一大进步

Intellia Therapeutics

可以轻松编辑人类基因组的基因编辑工具。但直到2021，这种涉及向病人注射经过调整的干细胞的方法只被用于治疗血液中突变的疾病，如镰刀形红细胞贫血症(sickle-cell anemia)。2021年8月，研究人员公布了一项六人临床试验的结果，医生试图修复导致罕见肝脏疾病的遗传缺陷，即转甲状腺素淀粉样变。基因编辑技术被包装在一个称为脂质纳米颗粒的小圆球内进入肝脏，在那里它开始运作，纠正有缺陷的细胞。在这种处于临床试验第一阶段的治疗方法进入市场之前，仍有很长的路要走。但是，如果成功的话，它可以为治愈各种遗传病铺平道路。

变革性的埃博拉疫苗

Regeneron Pharmaceuticals, Inc.

感染埃博拉病毒后，人们会出现高烧、严重出血和器官衰竭，有一半人因为出现这些症状死亡。生物技术公司Regeneron的研究人员现在已经创造了单克隆抗体——实验室制作的分子，模仿免疫系统的自然防御系统的运作来针对这种疾病，以帮助打倒入侵病毒。Inmazeb是三种抗体的组合，针对埃博拉病毒表面的一种蛋白质。在一项临床试验中，接受Inmazeb治疗的154人中有66.2%存活，而没有接受的153人中只有49%存活。虽然不是万全之策，但单克隆抗体在治疗许多病毒性疾病方面一直是至关重要的。美国食品和药物管理局在2021年对两种治疗新冠肺炎的单克隆抗体疗法给予了紧急使用授权，并且还批准了另一种治疗埃博拉的单克隆抗体。

第一个在家检测新冠肺炎的产品

Ellume

疫苗大大降低了感染和传播新冠肺炎的风险，但疫苗并不是完美的。即使在高度接种疫苗的社区中也会继续出现突破性病例。所以还需要新冠检测，Ellume的家用新冠肺炎检测产品是第一个获得美国食品和药物管理局授权的同类产品，允许消费者在不去看医生的情况下检查他们的新冠肺炎状况。该测试由一个鼻拭子、一个滴管、处理液和一个分析器组成。一个App带你完成一步步的指示。通过蓝牙连接分析仪，将处理液倒入滴管，擦拭两个鼻孔，将拭子连接到滴管上，在分析仪上挤出五滴，然后等待15分钟的结果。Ellume公司报告说，该测试在95%的情况下能识别出阳性病例，在97%的情况下能识别出阴性病例。

修复十字韧带撕裂的好方法

Boston Children’s Hospital

前十字韧带，或称前交叉韧带，斜着延伸到膝盖中间，对保持身体的直立和稳定至关重要。前十字韧带也很容易出问题；根据《临床骨科和创伤杂志》2016年的一份报告，它是膝关节重大损伤的最常见来源。修复撕裂的前十字韧带需要手术，有时还需要重建——这是一种侵入性的手术，从身体的另一个部位或从捐赠者那里获取一块肌腱和骨头，以重建撕裂的韧带。新近获得美国食品和药物管理局批准的BEAR植入物取代了这种材料。它由牛胶原蛋白制成，被固定在十字韧带两端撕裂的地方，将它们绑在一起。病人的身体在几个月内吸收该装置，新的、健康的组织已经在其位置上生长出来。

更精确的CT扫描

CT扫描提供人体内部的详细图像，有助于诊断和跟踪疾病和损伤。传统的扫描器通过结合几条X射线的总能量来创建图像。在这个过程中，X射线的一些能量会丢失，导致分辨率降低。西门子的新扫描仪名为Naeotom Alpha，它使用对光子进行计数的探测器，来测量通过的每一个光粒子，从而获得更清晰、对比度更高的身体内部运作的图像。

有史以来最便宜的胰岛素

仅在美国就有约3400万人患有糖尿病。对其中的许多人来说，胰岛素——一种通常在胰腺中产生的帮助处理葡萄糖的荷尔蒙——是生存的必要条件。尽管如此，胰岛素仍然是一种极其昂贵的产品，即使对那些有充足保险的人来说也是如此。Semglee可以改变这种状况，这是一种可互换的生物仿制胰岛素产品——是第一种获得美国食品和药物管理局认可的产品。生物仿制药是一种生物疗法（荷尔蒙和疫苗就是例子），与已经获得FDA批准并在市场上销售的生物疗法没有明显区别，可以把它看作是一种非专利药，药剂师可以用它来替换品牌药，但不需要事先得到医生的批准。Semglee有10毫升的小瓶和3毫升的预装笔，每天皮下注射一次，在医学上与品牌胰岛素Lantus是一样的。

首个疟疾疫苗

据估计，疟疾每年在全世界造成约50万人死亡。葛兰素史克公司的Mosquirix是一种酝酿了几十年的疫苗，产生了针对恶性疟原虫的免疫反应，恶性疟原虫是导致疟疾的五种寄生虫中最致命的一种，也是整个非洲最普遍的毒株。该疫苗得到了世界卫生组织的认可；这一殊荣使其获得了更广泛的传播和使用。虽然接种疫苗对严重的疟疾只有大约50%的效果，一年后效果明显下降，但它仍然是预防这种致命疾病的最佳方法之一。

驱逐酵母菌感染的新方法

根据疾病预防控制中心的数据，美国每年约有140万人因阴道酵母菌感染去看医生。虽然非处方药治疗通常效果很好，但更顽固的病例可能会反复发作。Brexafemme是二十多年来第一种新型抗真菌药物，代表了一种称为三萜类的全新类别。它通过阻断一种有助于在念珠菌周围形成保护层的酶而起作用，念珠菌会导致阴道酵母菌感染。没有这种保护层，微生物很快就会死亡。这种两片的配方在几天内就开始起作用，并在人的系统中保持长达两周的时间以防止复发。

译者：蒂克伟