2024年最值得期待的科學突破

　　【今日視點】

　　◎本報記者 張夢然

　　跨學科和跨行業(yè)的科學發(fā)現，每天都在發(fā)生。美國化學會下屬《美國化學文摘》近期對2024年值得期待的科技突破作出了預測。其中包括綠色化學加速擴張、脫碳能源、CRISPR臨床驗證、生物材料興起，以及從癌癥到神經退行性疾病的藥物治療等方面的新進展。

　　人工智能研發(fā)提速

　　人工智能(AI)領域一直具有前瞻性。生成式人工智能現正在影響藥物發(fā)現，機器學習在環(huán)境研究中也得到了廣泛使用。像ChatGPT這樣的大型語言模型，已進入醫(yī)療保健應用和臨床環(huán)境中進行測試。

　　許多科學家都在關注阿爾法折疊。這一深度思維公司的蛋白質結構預測軟件，徹底改變了人們理解蛋白質的方式。深度思維和Isomorphic實驗室稍早時間宣布，他們的最新模型已顯示出更高的準確性。此外，由AI驅動的治療性抗體研究成果也越來越受歡迎，RubrYc醫(yī)藥公司的抗體發(fā)現引擎等平臺，正在推進該領域的研究。

　　綠色化學促進環(huán)保

　　綠色化學是一個快速發(fā)展的領域。在這里，科學家不斷尋求創(chuàng)新方法，以最大限度地減少化學過程對環(huán)境的影響。譬如改善預測結果、減少塑料使用、尋找電池“瀕危元素”替代品、發(fā)現更可持續(xù)的催化劑、回收鋰離子電池等。

　　生物材料正在興起

　　用于生物醫(yī)學應用的新材料可能會在2024年徹底改變醫(yī)療保健領域的許多方面。譬如Neuralink公司正在開發(fā)的腦機接口系統(tǒng)，使用了直接植入大腦的生物相容性電極網絡。該系統(tǒng)已獲美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準，并于2023年開始人體試驗。此外，具有生物相容性和天然來源的多功能生物材料和生物墨水，都是2024年值得關注的前沿技術。

　　太空探索腳步不停

　　2024年，美國國家航空航天局計劃發(fā)射“歐羅巴快船”。它將圍繞木星運行，并飛越木星的衛(wèi)星之一——木衛(wèi)二，以研究水的存在及可居住性等問題。中國的嫦娥六號任務計劃將月球樣本帶回地球進行進一步研究。日本宇宙航空研究開發(fā)機構的火星衛(wèi)星探索任務，計劃從火星的衛(wèi)星之一——火衛(wèi)一帶回樣本。波音公司預計還將對其可重復使用的太空艙Starliner進行試飛，該太空艙可以將人們帶到近地軌道。

　　CRISPR迎來“回報”

　　歷經多年的挫折和進步，CRISPR療法終于首次被批準用于人類。這是CRISPR技術發(fā)揮其改善人類健康潛力的里程碑時刻。除了卓越的基因組編輯能力外，基于CRISPR-Cas的生物傳感系統(tǒng)也開創(chuàng)了早期癌癥精準診斷的新時代。

　　癌癥治療飛速向前

　　免疫腫瘤學領域在過去幾年中飛速發(fā)展。細胞因子、疫苗、腫瘤定向單克隆抗體、免疫檢查點阻斷劑等獲批產品的市場規(guī)模持續(xù)增長。譬如，名為TAC01-HER2的新療法目前正在進行臨床試驗。

　　另一種有前景的策略是將CAR-T細胞與增強免疫反應的疫苗結合使用，以對抗實體瘤。免疫增強有助于身體產生更多的宿主T細胞，這些細胞可以靶向CAR-T細胞無法殺死的其他腫瘤抗原。

　　能源生產追求脫碳

　　全球正在努力用不產生或少產生二氧化碳的能源取代基于化石燃料的能源，實現能源生產脫碳。其中一項努力是將大規(guī)模儲能設備納入到現有電網里，幾種類型的電網規(guī)模存儲技術(即可以存儲能量，然后在更有利的時間回饋給電網)正在開發(fā)中。

　　2024年，核電研發(fā)領域將繼續(xù)保持活躍。在核裂變方面，多家公司正在開發(fā)小型模塊化反應堆，用于電力生產和化學制造。

　　治療神經退行性疾病

　　神經退行性疾病是導致死亡和殘疾的主要病因之一。雖然目前還無法完全治愈這種疾病，但新近的科學發(fā)現將有助于找到其他治療方法。其中，阿爾茨海默病的兩種免疫療法已獲FDA批準，該療法可減少早期阿爾茨海默病患者的認知能力下降。在帕金森病治療中，FDA正在研究和批準除藥物和深部腦刺激之外的新治療方式。對于肌萎縮側索硬化癥(ALS)，過去兩年FDA批準了兩種藥物來減緩患者的疾病進展，最近科學家們還發(fā)表了突變如何導致ALS的基因研究成果。