經(jīng)濟觀察報 記者 張鈴 3月27日,在2025中關村論壇上,國家自然科學基金委員會黨組書記、主任竇賢康發(fā)布了2024年度“中國科學十大進展”,其中3個來自生物醫(yī)藥領域,涉及精神疾病、CAR-T療法、男性生殖等。
在3月27日下午的專家解讀會中,有關專家介紹了這些進展的內(nèi)容和影響。
第一個來自生物醫(yī)藥領域的2024年度“中國科學十大進展”是闡明單胺類神經(jīng)遞質轉運機制及相關精神疾病藥物調(diào)控機理。
大腦神經(jīng)元之間的信息傳遞是構成認知與情感功能的基礎。神經(jīng)遞質“釋放—回收—再填充”的循環(huán)過程是神經(jīng)信號傳遞的關鍵環(huán)節(jié)。這一過程的紊亂與多種精神疾病的發(fā)生密切相關,如抑郁癥、注意缺陷多動障礙等。神經(jīng)遞質轉運體是一類專門負責神經(jīng)遞質跨膜運輸?shù)摹翱爝f員”,主要介導神經(jīng)遞質的循環(huán)過程,確保了神經(jīng)信號的精準傳遞。因此,調(diào)控神經(jīng)遞質轉運體的活性成為治療精神疾病的核心策略。然而,相關靶向藥物存在副作用大和藥物濫用等問題,人們對神經(jīng)遞質轉運體工作機制的理解也尚不深入,因此缺乏精準設計精神疾病藥物的基礎。
中國科學院生物物理研究所趙巖團隊,聯(lián)合中國科學院物理研究所姜道華等,利用冷凍電鏡技術揭開了多種關鍵神經(jīng)遞質轉運體的神秘面紗,系統(tǒng)闡明了它們識別并轉運神經(jīng)遞質多巴胺、去甲腎上腺素、甘氨酸和囊泡單胺的過程。此外,該研究揭示了神經(jīng)遞質轉運體與多種精神疾病藥物的精準作用機制,展現(xiàn)了不同神經(jīng)遞質轉運體多樣化、特異性的藥物結合口袋,并發(fā)現(xiàn)了新型低成癮性藥物結合位點,為設計副作用小、成癮性低的精神疾病治療藥物提供了結構基礎。該進展不僅深化了對神經(jīng)遞質介導大腦信息傳遞的理解,也為開發(fā)更高效、更安全的精神疾病藥物奠定了基礎,具有重要的臨床轉化價值。
第二個來自生物醫(yī)藥領域的2024年度“中國科學十大進展”是異體CAR-T細胞療法治療自身免疫病。
長期以來,徹底治愈紅斑狼瘡、硬皮病、多發(fā)性硬化癥等自身免疫性疾病,是全球共同面臨的醫(yī)學難題?,F(xiàn)有免疫抑制藥物雖然可在一定程度上緩解病情,卻不總能阻止疾病的進展,反而可能帶來嚴重的副作用。自體CAR-T療法在自身免疫病的治療中已取得了初顯療效,但與自體CAR-T療法不同,同種異體CAR-T細胞具有顯著的優(yōu)勢,因為它們具備“異體通用性”,即可以使用標準化的異體細胞產(chǎn)品為不同患者提供治療,無需個性化制備,簡化了治療流程并提高了可及性。
海軍軍醫(yī)大學第二附屬醫(yī)院徐滬濟、華東師范大學杜冰、浙江大學醫(yī)學院附屬第二醫(yī)院吳華香和華東師范大學劉明耀等創(chuàng)新性地對來自健康供者的細胞進行基因編輯后研制的異體通用型CAR-T細胞,在保障安全的前提下,成功治療了2例嚴重難治性硬皮病和1例炎性肌病患者,取得了顯著的療效,對廣泛使用CAR-T細胞療法和降低其治療費用起到了極大的推動作用。
該研究為CAR-T細胞療法在其他免疫疾病領域的應用打開了新的大門,有望成為治療多種免疫系統(tǒng)疾病的常規(guī)治療手段,為全球患者提供更多的治療選擇。同時,該研究具有重要的學術價值,推動了免疫細胞編輯和治療技術的創(chuàng)新與發(fā)展,為細胞治療產(chǎn)品的研發(fā)帶來了新的思路。
第三個來自生物醫(yī)藥領域的2024年度“中國科學十大進展”是額外X染色體多維度影響男性生殖細胞發(fā)育。
人類性染色體存在差異:男性為XY,女性為XX。X染色體包含約1000個基因,而Y染色體僅有約50個基因。為維持X染色體基因表達的平衡,女性細胞會隨機失活一條X染色體。若這種平衡被打破,可能引發(fā)疾病。例如,克氏綜合征患者性染色體為XXY,是導致男性不育最常見的遺傳病因之一,其生殖細胞在青春期前就大量丟失。盡管其病因在1959年就已確定,但生殖細胞丟失之前發(fā)生了什么,何時出現(xiàn)發(fā)育異常,以及X染色體如何發(fā)揮作用,此前并不清楚。
北京大學喬杰、袁鵬、閆麗盈、魏瑗等研究發(fā)現(xiàn),克氏綜合征患者的生殖細胞早在胎兒期就已經(jīng)出現(xiàn)了嚴重的發(fā)育阻滯,并且從多維度揭示了其中的機制:在克氏綜合征患者的生殖細胞中,額外X染色體未失活,導致X染色體基因表達過量,從而引發(fā)了與維持細胞幼稚狀態(tài)相關的基因表達上調(diào),而與生殖細胞分化相關的基因表達下調(diào),最終導致發(fā)育阻滯。此外,支持細胞與生殖細胞之間遷移相關的信號異常,阻礙了生殖細胞向睪丸索基底部遷移,加劇了發(fā)育阻滯。該團隊還發(fā)現(xiàn)抑制TGF-β通路可以促進克氏綜合征胎兒生殖細胞分化,從而為克氏綜合征不育癥的早期治療提供重要的理論基礎。
此外,另外七個入選2024年度“中國科學十大進展”的研究分別為:嫦娥六號返回樣品揭示月背28億年前火山活動、實現(xiàn)大規(guī)模光計算芯片的智能推理與訓練、實現(xiàn)原子級特征尺度與可重構光頻相控陣的納米激光器、發(fā)現(xiàn)自旋超固態(tài)巨磁卡效應與極低溫制冷新機制、凝聚態(tài)物質中引力子模的實驗發(fā)現(xiàn)、高能量轉化效率錒系輻射光伏微核電池的創(chuàng)制、發(fā)現(xiàn)超大質量黑洞影響宿主星系形成演化的重要證據(jù)。