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当前生物学、医学前沿热门课题(2000.9~2001.8)

2002-07-10 09:32:00 来源:书摘 黄矛 我有话说


  
生物学

  
  与生命体内细胞的死亡和存活机制有关的研究仍是一年来生物学前沿热门课题的超级巨星,然而与基因组相关的前沿课题却更胜一筹。蛋白质数据库也是这一时期最受关注的热门课题之一。对免疫系统机制的研究以及利用基因芯片诊断淋巴瘤则是新近出现的生物学领域引用率很高的前沿课题。
  
  人类基因组排序的宏伟计划由于采用了WGS方法而极大地加快了步伐,其间一个重要的里程碑就是提前完成了果蝇全基因组的测序,而果蝇的许多基因与人类基因是相同的。WGS不仅加快了基因组测序,其重要性和正确性还表现在它能找到一些用一般测序法几乎肯定会漏掉的基因。比如果蝇基因组中有1/3是所谓的常染色质,它多半有重复的序列组成,但这些重复序列会使普通定序工具遇到困难。人类第22号染色体DNA测序的完成可说是人类完整基因组草图公布的前奏曲。一大批生物信息学、分子生物学等领域的科学家一直在等待着这一长序列以便推广到人类基因组的其他部分。此外,医学研究人员对此也很感兴趣,因为人类第22号染色体的不完善与许多发育异常有关,如心脏缺陷、腭裂、胸腺发育不全、低血钙等病人多半第22号染色体中少了一百多个基因。弄清楚缺少哪些基因会引起怎样的发育异常无疑具有医学上极其重要的价值。
  
  利用基因芯片诊断淋巴瘤是这一时期最新出现的前沿热门课题之一。患扩散型大B细胞淋巴瘤的病人分为两类,40%的病人对常规治疗的反应不错,多能幸存,其他的病人则病情发展很快,经治疗后能活下去的极少。问题在于以前一直无法预期患者将属于哪一类。专为诊断此病设计的基因芯片包含18000个DNA探针,能用来区分该病患者的两种截然不同的基因特征,从而能较明确地诊断出病人究竟属于哪种类型。
  
  对免疫系统的机制研究作出重要贡献的是在认知所谓TLR受体的作用方面取得的突破性进展。生命体内的免疫功能分为两种,一种是针对特定的入侵者(细菌、病毒等)产生特定抗体,而产生这种特定抗体的细胞也得到增殖,这是获得性免疫机制;另一种是天然的免疫系统,它会对广泛的病原体作出非针对性的反应,其重要性在于对迄今研究过的所有动物而言,天然的免疫系统都会在机体受到入侵后,在获得性免疫机制发挥作用之前对机体进行保护。以果蝇的Toll基因取名的TLR受体正是固有免疫反应中的重要组成部分。TLR的缺陷很可能导致人类对许多疾病的易感性,而有关TLR受体的研究成果无疑会有医药方面的重要应用价值,例如能为对生命构成威胁的败血症患者找到有效的治疗方法。
  
  蛋白质数据库是生物学界另一个引用率极高的热门课题,因为基因组学的前沿已不再是阅读序列,而是要懂得序列,而蛋白质数据库正是研究各种基因序列所起的作用的强有力的工具,也是分析大分子结构的不可缺少的武器。一年来,生物学其他热门课题还包括人类基因编码区的多态特征及老年痴呆症的机制等。
  
  
医学

  
  与心血管系统相关的疾病,包括冠心病、高血压、心力衰竭等,一年来在最热门的医学前沿课题中仍然出现最频繁,反映了人们继续关注对人类构成最大威胁的常见病、多发病的这一事实。这方面新近出现的热门课题都与心血管疾病的早期诊断和预防分不开。利用高分辨率的超声波扫描能方便和准确地测量颈动脉内膜与中膜间的厚度,从而判断患心血管病危险性的大小,因为在其他情况相同的条件下,这一厚度越大,发作心脏病和脑卒中的危险都上升。另一种预见患心血管病危险性大小的办法是测量所谓C活性蛋白质(CRP)的浓度。一般浓度越高,危险性越大。以前这一结论只是针对男性,新的研究结果证实这一结论对女性也适用。而且,能降低CRP浓度的药物也能减低患心血管病的危险。
  
  乳腺癌的防治是另一个常见病和多发病中最热门的课题。20多年来一直用于治疗乳腺癌的药物Tamoxifene被证实也具有预防乳腺癌的功效,例如它能降低乳房切除术后对侧乳房患乳腺癌的危险。当然这类药物并非无不良反应,在使用前要仔细权衡利弊。淋巴结活组织检查是有关乳腺癌手术治疗方面的前沿热点。外科医生在为乳腺癌患者动手术之前必须清楚癌细胞已扩散到多远,而由于这一扩散过程是通过淋巴系统进行的,故腋下淋巴结应该是关键的检查部位。然而作为治疗方案的一部分或为了诊断而将这些淋巴结全部摘除可能会给患者带来严重后果。为了避免不必要的摘除,就必须能对最靠近预定手术部位的淋巴结进行仔细检查,这可以借助染色剂、射线照相反衬介质以及核医学技术来完成。这一研究课题非常热门,一年之内发表了约150篇论文。不过迄今尚未完成随机临床试验,所以对于淋巴结活组织检查是否比其他方法都优越尚无定论。虽然如此,估计这一技术的使用将日趋频繁,因为不仅从开发这一技术的主要医疗中心获得了鼓舞人心的结果,而且要求采用这一技术的患者也在不断增加。
  
  病毒或细菌对抗生素的抗药性是医学领域新近出现的一个值得重视的前沿课题。抗生素的发明无疑是人类医学史上的一个划时代的进步。可惜的是,对病原体取得的这一伟大胜利并非一劳永逸。20世纪40年代出现的青霉素的确给许多受细菌感染的患者带来了有效的治愈途径,然而细菌很快就获得了对青霉素的抗药性。60年代有了半合成青霉素之后,不久就发现了葡萄球菌的抗药性。十多年来,对甲氧苯青霉素具有抗药性的所谓MRSA感染一直困扰全球。对这种疾病的主要治疗手段是采用万古霉素,它是一种糖肽类抗生素,然而几年前首先在日本,而后在美国发现了对万古霉素的抗药性。对抗生素产生抗药性的例子不胜枚举,而且一旦一个细菌获得一种抗生素的抵抗基因,这种基因就有传到其他细菌的潜在威胁,于是抗药性就有可能在患者之间、医院之间进行扩散。应该说对抗药性机制的研究是生物学与医学交叉的前沿热点。
  
  乙型肝炎的治疗和药物试验以及丙型肝炎的联合药物治疗,一年来在最热门的前沿课题中出现的次数仅次于心血管疾病。这一时期医学领域的其他热门课题还包括艾滋病病理和治疗、利用Raloxifene减低骨折危险、黑色素瘤和儿童肺炎疫苗替换药物的使用趋势等。
  
  (摘自《2002科学发展报告》,科学出版社2002年2月版,定价:50.00元。社址:北京市东黄城根北街16号,邮编:100717)

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