大健康早讀筆記第199期

早讀筆記—2018年01月24日（周三）

【摘要】

1.顛覆固有認知，馬里蘭大學研究發現正常呼吸情況下流感病毒就能傳播。

2.英國公司研發出新型AI演算法可根據血液樣本準確檢測細胞年齡，幫助人們延長壽命。

3.美成功利用植物製造碳纖維，從而降低成本和污染。

4.英國討論引入「冰葬」，屍體速凍後壓成粉末比火葬更環保。

5.加州大學開發出基於超聲波的系統，可以對活的免疫T細胞進行非侵入性遠程控制。

6.全國首家人工智慧診所—杭州沃森智能診所在杭州正式開業。

1.為什麼流感病毒傳播率會如此之高？最新發表在《PNAS》上一項研究顛覆固有認知：咳嗽、噴嚏並不是病毒空氣傳播的關鍵方式，相反，正常的呼吸也會產生攜帶有病毒顆粒的氣溶膠，進入空氣中引發傳染。通常，流感病毒（flu）會通過兩種途徑傳播，一是接觸傳播（包括直接接觸或者接觸到被病毒感染的物品），二是氣溶膠傳播（咳嗽、噴嚏等方式會導致病毒進入氣溶膠，從而引發進入呼吸道引發感染）。來自於於馬里蘭大學的科學家們發現，流感病毒的傳播方式比我們想像地更為簡單——正常的呼吸也會導致病毒進入周圍的空氣，不需要咳嗽、打噴嚏等產生飛沫的過程。具體而言，伴隨著呼吸，流感患者會產生傳染性的氣溶膠（即包含病毒的小液體，可在空氣中懸浮很長一段時間），特別是生病的第一天。所以，團隊負責人、馬里蘭大學公共衛生學院環境健康科學教授Donald K. Milton建議，當患上流感時，病人應該回家休息，而不是留在人多的場合，因為這容易傳染其他人。Milton帶領團隊以142例流感患者為對象，研究病毒在自然呼吸、正常講話、自發性咳嗽、打噴嚏過程中傳播的特徵。在感冒的第1、2、3天，受試對象會分別提供鼻咽拭子以及30分鐘呼吸、自發性咳嗽以及噴嚏後的拭子，作為樣本進行分析。結果顯示，相當數量的流感患者會將flu病毒釋放到氣溶膠中，從而為空氣傳播提供了可能。令人驚訝的是，在沒有咳嗽的情況下獲得的23份氣溶膠樣品中，有11份（48%）檢測到病毒RNA。而且在這11份樣本中有8個明確含有傳染性病毒。這表明，咳嗽並不是傳染性溶膠產生的必要條件。此外，研究人員發現，打噴嚏在病毒空氣傳播過程中也並非發揮重要作用。這意味著，保持個人衛生、勤洗手、避免接觸咳嗽的患者並不能完全預防病毒。

2.1月17日消息，據英國《每日郵報》報道，一項新的研究表明，可以利用人工智慧技術檢測人的細胞年齡，並可以依此制定出個性化醫療方案，從而幫助人們實現長壽的願望。科學家開發出了一種「簡單而廉價」的AI演算法，可以計算出人們的生理年齡，並驗證某些生活方式的改變和藥物是否能提高人們長壽和健康的機率。這一演算法被稱為 「Aging.AI」 ，根據人們的血液樣本，已經為13萬人提供了準確的結果。由人工智慧公司Insilico Medicine牽頭的一項新研究稱，AI技術可以確定一個人罹患癌症和心臟病等與年齡有關的疾病的風險。哥本哈根大學健康老齡化研究中心教授莫滕·謝畢努森(Morten ScheibyeKnudsen)博士稱：「AI在預測人的年齡方面，就像你看著一個人的照片猜測其年齡一樣準確。」 值得注意的是，一個人的生理年齡——或者說「生物鐘」——可能與實際年齡不同。例如，一個65歲的健康和活躍的女性，其身體可能在生理上類似於一位50歲的女性。這意味著她的生理年齡是55歲。這項研究發表在《老年病學雜誌：生物科學》（Gerontology: Biological Sciences）上。該研究在一系列血液樣本上對「Aging.AI」演算法進行了驗證，發現該演算法能夠根據血液樣本確定一個人的生物年齡。根據這項研究，醫生對每個血液樣本都測量了其膽固醇水平和炎症等參數。這項研究還表明，如果該演算法發現人們比實際年齡更年輕，他們更有可能活得更長。謝畢努森指出：「現在，我們根本不知道我們能活得多長時間，只是猜想和假設。但我們也知道，年齡是導致癌症、痴呆和心血管疾病等廣泛疾病的最大風險因素。」 研究人員表示，「Aging.AI」 演算法還可以用來評估藥物和其它醫療方法對患者身體健康的影響，方法是在治療前後測量患者生理年齡。當前，利用AI技術改善人們的健康水平是一個大趨勢。

3.據外媒1月23日報道，美國科學家成功利用植物來製造碳纖維，從而降低其原本昂貴的成本，在幫車主省油的同時也能減少碳污染。碳纖維增強塑料因其輕盈、堅固的特點而被廣泛使用於高端車以及賽車材料。用碳纖維製成的汽車比用鋼製成的汽車體積要輕，因而所需燃料更少、速度更快、更省油。然而，大多數用於商業的碳纖維十分昂貴。部分原因是其製造過程的成本十分之高。我們知道，碳纖維由一種叫做丙烯腈化學分子製成，而丙烯腈的製造材料則是石油、氨、氧氣和昂貴的催化劑。這不僅意味著碳纖維的成本會受制於多變(上升)的石油價格，而且過程中還會產生大量多餘熱量和有毒的副產物。科學家現已發現一種製造碳纖維更經濟更環保的方法。美國國家可再生能源實驗室的格雷格?貝克漢姆(Gregg Beckham)團隊發現，他們可以利用植物廢棄的部分，例如玉米秸稈和小麥秸稈，並且成功地製造出了丙烯腈。根據《科學》雜誌最新發表的一份研究表明，科學家們將這些植物材料分解成糖，再轉化成酸，並與廉價的催化劑結合生產出了丙烯腈。而且該過程不會產生過多熱量，甚至是有毒的副產品。該研究團隊現在和外部公司合作，致力使其生產過程向商業性大規模轉變。他們還希望這一新方法製造出的碳纖維在不久的將來能夠通過汽車級測試。格雷格?貝克漢姆說：「我們將會進行更多的基礎性研究。我們感到興奮的是能夠擴大丙烯腈的生產規模，同樣也期待著這種結實耐用的化學材料能應用於日常生活的方方面面。」

4.從全球來看，火化每年會排放680萬噸二氧化碳，佔總二氧化碳排放量的0.02%。此外，牙齒填充物在火化過程中會蒸發，造成嚴重的水銀污染。對於不想在去世後選擇土埋或火葬的人來說，他們或許可以考慮一種新技術——「冰葬」（Cryomation）。被淋上液氮的遺體會在一個小時內降溫至零下192攝氏度，此時遺體將會結晶且變得易碎，之後便可壓製成顆粒。相對於火葬來說，「冰葬」幾乎不會產生任何空氣污染。近日，英國肯特郡的塞文歐克斯（Sevenoaks）地區議會正在考慮批准建設世界上第一個「綠色環保無污染」的「冰葬」場。雖然《每日郵報》報道稱，該建設申請已被撤回，但這種創新的喪葬模式再度引發關注。「冰葬」的遺體在被壓製成顆粒後會風乾去除水分，過濾掉醫學植入體，例如牙齒填充物。這之後剩餘的一堆顆粒就可以放在小型可降解的容器中。《每日郵報》報道稱，英國薩福克郡一家公司正使用政府提供的數十萬英鎊資金製作樣品，預計花費和火葬相當。利用20年研究並發明「冰葬」的瑞典生物學家Susanne Wiigh-M?sak表示，這是有史以來最為環保的喪葬方式。因為喪葬土地有限，英國法律委員會也正在起草法律將冰葬納入現行的法律規定中，減少傳統的葬禮方式。此外，減少火葬的氣體排放也是推行「冰葬」的理由。路透社2012年的報道稱，以英國為例，四分之三的死者會被火化，而一次火化消耗的能量相當於一個人一個月的用量。除「冰葬」以外，世界各地也正在尋求不同的方式來解決火葬帶來的污染問題。印度非政府組織估算，印度的傳統火葬每年會消耗5000至6000萬棵樹，每年排放800萬噸二氧化碳。而該組織已經發明出另一種節約木材的火葬系統，最多可以減少六成能量消耗。

5.非侵入性並在一定距離遠程操控細胞，尤其對於動物和人類的轉化應用來說，是至關重要的。我們距離控制我們的免疫系統還有很長的路要走，也許有一天，我們「開啟」和「關閉」免疫系統就如同看電視時一樣，通過遙控的方式，切換自如。在腫瘤所在的區域，我們需要「開啟」免疫系統的功能，讓它們能夠攻擊並殺滅癌細胞；但在健康的組織，我們則要「關閉」這種功能，來避免癌症免疫療法對全身造成副作用。如何實現對免疫系統的遠程操控呢？來自加州大學聖地亞哥分校的研究小組開發出了一種基於超聲波的系統，它可以對活的免疫T細胞進行非侵入性和遠程控制，使它能夠識別並殺死癌細胞。研究發表在《PNAS》上。在這項研究中，研究人員展示了他們如何遠程控制遺傳系統，激活嵌合抗原受體T細胞（CAR-T）細胞，用來靶向殺傷癌細胞。經過改造的CAR-T細胞具有機械感測器和遺傳轉導模塊，可以利用超聲通過微氣泡放大遠程激活。研究人員發現，與鏈球菌結合的微泡可以與細胞表面相結合，機械敏感的Piezo1離子通道在細胞表面表達。在超聲波的照作用下，微氣泡振動並機械地刺激Piezo1電離子通道使鈣離子進入到細胞內。這引發了下游的途徑，包括鈣離子激活、NFAT去光化和轉位到細胞核。核轉位NFAT可以與遺傳轉導模塊的上游響應元素結合，從而啟動嵌合抗原受體（CAR）的基因表達。加州大學聖地亞哥分校的生物工程學教授Peter Yingxiao Wang說：「CAR-T細胞療法正在成為治療癌症的一種範例轉換療法。然而，在以藥物為基礎的免疫療法被廣泛採用之前，主要的挑戰仍然存在。例如，針對非惡性組織的CAR-T細胞的非特異性靶向可能會危及生命。這項工作最終可能會引領對實體腫瘤的CAR-T細胞免疫治療的空前的精確性和效率，同時盡量減少腫瘤外的毒性。

6. 1 月 21 日，全國首家人工智慧診所—杭州沃森智能診所在杭州正式開業。 據了解，沃森智能診所引入了IBM Watson for Oncology輔助診療技術，基於杭州認知自主打造的人工智慧應用平台，聯結全國數十家腫瘤高端治療大型三甲醫院，為腫瘤患者提供規範精準的服務。會診現場，患者通過沃森智能應用雲平台進入交互界面，跟現場專家進行互動交流，獲得基於IBM Watson for Oncology人工智慧輔助診療系統和現場專家的綜合診療建議，多層次的了解自身的診療方案。中山大學附屬第六醫院副院長吳小劍在現場表示，希望能與杭州認知進行深度合作，人工智慧是醫生和醫院必須面對的趨勢和方向，沃森診所是第二診療意見或醫療諮詢模式上的創新，杭州沃森診所也是國內第一家人工智慧診所，希望診所的成立能夠為醫務人員和廣大的腫瘤患者提供更便捷、更科學的輔助診療技術上的幫助和支持。成都大學附屬溫江腫瘤醫院林勇院長則表示沃森診所是創新的智能診所，希望沃森診所在未來的經營中能探索出智能診所的應用模式，為社會做更多的貢獻。

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