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人工智能撰写论文：是突破，还是大麻烦？

保罗・阿诺德 | 撰文潘展 | 编译1科学家 VS AI比拼论文质量近日，康奈尔大学与加州大学伯克利分校的研究人员在Science杂志发表了一篇研究论文，量化了人工智能对科学出版的影响。研究人员首先收集分析了 2018 年 1 月至 2024 年 6 月期间SSRN 、bioRxiv 、arXiv三大预印本服务器上发布的近 210 万份研究摘要。然后用聊天机器人生成其人工智能改写版本，从中识别出两者的语言特征。基于这些特征，他们开发出一套算法，用于扫描、标记出论文中人工智能辅助撰写的内容。此外，研究团队还对科研人员进行长期追踪，以此衡量他们的论文发表数量变化。2AI促进增长，提升效率研究者发现，使用人工智能的科学家，科研产出效率大幅提升。其中，社会科学与人文科学论文产出量增长59.8%；生物与生命科学领域增长52.9%；物理与数学领域则增长了36.2%。使用大语言模型后，arXiv平台投稿量显著上升而且，人工智能辅助工具正在引导科研人员接触更广泛的知识体系。研究者访问书籍类文献的比例提升了26.3%，被访论文的平均年限缩短了约0.18年。借助大型语言模型撰写的论文，语言表达更为复杂，引用的文献来源也更为广泛。使用大语言模型用户，访问更多的书籍和近期发表的成果研究最引人关注的另一发现是人工智能助力打破语言壁垒，母语非英语国家的科研人员产出增长更明显，其中亚洲地区的科研人员产出增长尤为突出：在物理与数学领域增长43%，人文领域增幅则高达89%。3人工智能带来的隐忧但人工智能带来的并不是效率和覆盖面。研究人员也对人工智能与科研质量的关联发出警告。研究发现，人工智能生成的文本语言越复杂，论文的实际质量往往越低，而在过去，严谨精妙的文字表述是高质量研究的标志。人工智能则改变了研究者的引用行为，过度引用更新而非高被引文章。论文的实际质量与文本复杂度背离另一方面，随着传统评估标准失效，为期刊编辑和审稿人带来新的压力，使其愈发依赖作者学术背景、所属机构等身份标签来判断论文质量，导致新的学术偏见。最后，这项论文的研究者提出了多项应对措施，建议科研机构实施更深入的审查机制，引入专门的人工智能审稿等。原文链接https://phys.org/news/2025-12-scientists-ai-tools-publishing-papers.html

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科研赛点：当中国研发支出逼近美国

2025年11月，美国高等教育界权威媒体Inside Higher Education援引美国科学促进会（AAAS）的一位研究人员观点，中国可能已经在研发支出方面追平甚至超越美国。自二战结束以来，美国在全球科研经费中一直占据霸主地位，从未有任何国家能够真正挑战这一地位。但如今，这一格局正在悄然发生变化。撰文 | 陈小美美国科学促进会R&D预算和政策项目主任Alessandra Zimmermann日前公开警告说：“我们正在进入未知领域。没有人知道当美国不再是主导支出者时会是什么样子，因为没有先例。”她是在公共和赠地大学协会年度会议上作上述表述的，随后在接受Inside Higher Ed采访时，她进一步强调，从未有一个国家“像美国在研发领域那样在整个生态系统中占据压倒性地位”。她还预测，一旦这个主导地位发生变化，可能导致更多美国研究人员离开美国，而不再是所有人涌向美国。根据经济合作与发展组织（OECD）2023年的最新数据，Zimmermann指出，中国早在特朗普第二任期开始之前就已经走上了超越美国的轨道。综合私营、政府、高等教育和非营利机构的研发资金投入，按2020年不变价美元计算，截至2023年美国的支出略高于8000亿美元，中国略低于这一数字，其他主要国家远远落后。而据OECD数据，按购买力平价计算，中国研发支出已达到美国的96%，而在十年前这一比例仅为72%。01数据对比：赛点已至数字不会说谎。当我们将中美两国的研发支出数据并排放置时，一个历史性的转折点清晰地呈现在眼前：中国正在以惊人的速度缩小与美国的差距，并在某些维度上已经实现了超越。从绝对总量到增长速度，从资金结构到研发强度，这场科研投入的“追逐赛”已经进入了最关键的冲刺阶段（注：由于各个报告统计口径不一样，也为了能够尽可能在相同维度上对比中美科研差异，下文的分析主要基于由欧盟研究与创新总司于2025年6月发布的《欧盟、美国和中国公共研发资金的比较分析》数据）。总量接近，增速悬殊根据《欧盟、美国和中国公共研发资金的比较分析》报告（以下简称《比较分析》），2022年，美国的总研发支出（GERD）达到8770亿欧元，位居全球首位；中国为4350亿欧元，位居第二；欧盟为3570亿欧元。自2020年以来，中国已超越欧盟，位居第二，并持续扩大差距。从增长率来看，2017年至2022年间，中国的总研发支出增长了88%，比美国的75%超出不少。这种增长差距在公共研发资金方面同样明显：同期，中国公共研发资金增长了69%，美国增长39%。2022年，美国公共研发资金为1590亿欧元，中国为770亿欧元。更值得关注的是长期趋势。如果这一增长趋势持续，中国在研发支出总量上超越美国只是时间问题。结构分化，各有侧重在研发资金的来源和分配上，中美两国呈现出截然不同的结构。据《比较分析》报告，在研发资金来源结构上，2022年美国私营研发资金占70%，公共研发资金占18%；中国私营研发资金占约80%，公共研发资金占18%。值得注意的是，2010年是美国研发资金结构的转折点，从高公共资金占比（33%）转向类似中国的低公共资金占比（18%），这与数字经济的繁荣和私营研发强度的增加相一致。在公共研发资金的执行部门分配上（2021年），两个经济体呈现出显著差异。中国约65%分配给公共部门（科研院所等），约24%给高校，约12%给私营部门；美国则是44%分配给公共部门，32%给高等教育机构，16%给私营部门，8%给私营非营利机构。这也能看出美国的科研资金在市场化配置层面要略高一些。2021年欧盟、美国和中国公共研发资金执行部门分配对比 | 图源：《比较分析》在研发活动类型上，两国也有明显差异。据《比较分析》报告，美国（2022年）将68%的研发经费用于实验开发，18%用于应用研究，基础研究仅占14%。中国（2020年）则将83%的经费用于实验开发，应用研究占11%，基础研究仅占6%。值得注意的是，美国对实验开发的强调很大程度上归因于国防研发资金，国防部在2022年将86%的研发预算用于实验开发。欧盟、美国和中国研发活动类型分配对比 | 图源：《比较分析》研发强度的追赶研发强度，即研发支出占GDP的比例，是衡量一国科技投入的重要指标。据《比较分析》报告，2022年，美国的研发强度为3.6%，高于中国的2.6%，但差距正在快速缩小。回顾历史，这一追赶过程值得关注。2000年中国的研发强度仅为0.9%，美国为2.6%；到2022年，中国从0.9%增长到2.6%（增长188%），而美国从2.6%增长到3.6%（增长37%）。考虑到中国GDP的快速增长，这意味着中国研发支出的绝对增量远超美国。2000年、2010年、2022年主要经济体研发强度变化趋势 | 图源：《比较分析》02此消彼长：政策导向的分野如果说数据展示的是结果，那么政策决定的就是方向。2025年，中美两国在科研资助政策上呈现出截然相反的走向：美国正经历着政府停摆、预算削减带来的系统性混乱，而中国则在稳步加大投入、加速布局前沿领域。这种“一增一减”的对比，不仅解释了当前的数据变化，更预示着未来格局的进一步分化。美国：收缩中的困境2025年，美国科研界经历了一场前所未有的动荡。特朗普政府重新执政后，对科研资助体系进行了大刀阔斧的调整，终止或冻结了多项研究资助，缩减了国立卫生研究院（NIH）和NSF的预算，打断了联邦资金向研究机构的正常流动。更糟糕的是，美国经历了历史上最长的联邦政府停摆，直到不久前，美国众议院才通过临时拨款决议结束了停摆。在联邦政府停摆期间，NIH、NSF等主要科研资助机构的运作陷入瘫痪，同行评议小组无法召开，新的资助申请无法审批。即使政府已恢复运作，这些机构也需要相当长的时间才能恢复正常运作能力。NSF发言人在接受Inside Higher Ed采访时表示：“为了尽快恢复全面运作能力，NSF的工作重点集中在处理联邦雇员的工资补发，并恢复我们的拨款能力。NSF继续优先考虑资助拨款行动，与政府和其他优先事项保持一致，以在2026财年剩余时间内实现其使命。”国会通过的临时拨款决议只将大部分政府资金延长到2026年1月30日，这意味着不确定性仍在持续。Zimmermann指出，一些机构在预算确定之前不会发布所有资助申请，因为短期临时拨款决议无法提供稳定资金的保证。“他们无法在不确定性中工作——如果出现大幅削减，他们不得不撤回某项资助，申请这些撤回项目的人就浪费了时间，”Zimmermann说。她警告，如果国会在1月30日前未能通过拨款法案，“我们将进入与9月份相同的情景……所以又会是同样的事情再经历一次。”而且，特朗普政府提出的2026财年预算草案提议大幅削减NIH和其他资助机构的经费，虽然共和党议员表示不想削减得那么深，但这种政策不确定性确实在对美国科研体系造成深远的负面影响。政府停摆还延迟了白宫管理和预算办公室（OMB）发布指导联邦资助机构拨款的统一指南。政府关系委员会（COGR）是美国联邦研究机构政策和法规方面的权威机构，其主席Matt Owens表示：“我们了解到在OMB指南修订方面取得了很大进展，但显然被停摆打断了。”他说，COGR原本预计10月份就能看到指南变更，“现在我们预计这将在政府停摆结束后几周才会发布。”Owens还指出，统一指南可能包含特朗普备受争议的高等教育“学术卓越契约”中的条款和条件。政府向九所精英大学提出了这一契约，要求它们做出重大让步，以换取在联邦资助竞争中获得不明确的优势，但没有一所大学表态会签署。Owens评论说：“政府经常大声说出或暗示它打算做什么，然后按照自己想要的方式去做。白宫东翼宴会厅就是例证。”特朗普总统在新近翻修的白宫玫瑰园举办晚宴 | 图源：美国白宫更深层的问题在于，美国联邦政府的研发投资在过去20年间，经通胀调整后基本停滞不前。Zimmermann直言：在特朗普领导下，“我们很可能还会削减研发投入。”中国：加速中的布局与美国形成鲜明对比的是，中国正在稳步甚至加速科研投入。Zimmermann指出，最近发布的中国最新五年规划“继续释放出国家研发投资将逐年显著增长的信号”。而且，中国似乎具备继续增长的经济实力。“虽然他们年复一年的增长幅度确实惊人，但这与他们经济的增长是成比例的。”她说。2025年，中国政府的科技支出计划比上年增长10%，重点聚焦人工智能、半导体、量子技术、生物技术等前沿领域。通过“重大科技项目”，中国能够将公共资金和私人资本有效整合，在关键技术领域实现资源的集中突破。这种“举国体制”的优势在人工智能、5G通信、新能源汽车等领域已经显现。在人才吸引方面，中国的策略也取得了显著成效。《美国国家科学院院刊》（PNAS）发表的一项研究显示，从2010年到2021年，离开美国的华裔科学家人数不断上升，其中2018至2021年期间，更多人选择回到中国，人才回流速度明显加快。《自然》等国际顶级学术期刊也曾报道，中国正在积极挖掘美国的顶尖学者，通过提供优厚的科研条件、更大的学术自主权以及快速增长的科研经费，吸引全球人才。这种人才流动的逆转，可以说是中国科研实力提升的重要标志。中国还在建设自主的科技文献数据平台，以确保科技战略安全和实现高水平科技自立自强。截至目前，已采集和整理超过1亿条期刊的元数据，具有中国自主知识产权的高质量科技文献索引数据库基本建成。这种在科研基础设施方面的投入，为长期竞争奠定了基础。03科研产出：数量领先，质量追赶巨额的研发投入最终要转化为可见的科研成果。在论文发表、专利申请、产业化能力等维度上，中国的进步同样值得关注。数据显示，中国在科研产出的“量”上已经实现对美国的超越，但在“质”的层面——高被引论文、专利转化率、高端产业化能力等方面——仍存在不小的差距。这种“量变”能否引发“质变”，是中国科研体系面临的关键考验。论文：数量优势明显根据自然指数（Nature Index）的最新数据（统计时间：2024年8月-2025年7月），在全球顶尖自然科学期刊中，中国的论文产出量（Count，如果文章的作者来自某个机构/地区，则该机构或地点的计数为 1）达到42135，美国为32104，中国领先约31%；在科研产出份额（Share，指跨国合作时按贡献比例分配后的有效论文量）方面，中国为36826.66，美国为21980.49，中国是美国的1.68倍。Nature Index全球国家/地区排名（2024年8月-2025年7月） | 图源：Nature Index据NSF报告，在科技期刊文章发表总量上，中国2020年发表了67万篇，占世界的22.8%，而美国占15.5%，中国是美国的1.47倍。增长趋势上来看，从2010年到2020年，中国的科技论文发表数从30.9万篇增长到67万篇，增幅达117%。这种增长速度在全球主要科研国家中独一无二。虽然中国在论文总量上已经领先，但在最具影响力的研究成果上，美国的份额仍然更高。比如，截至2025年，美国科学类诺贝尔奖数量（生理学或医学、物理学、化学）超过了其他所有国家的总和；再比如，最近几年的许多爆炸性科技成果，包括ChatGPT等也都出自美国。这也反映出与科学/科技霸主美国相比，中国仍有很大的提升空间。专利：申请领先，转化待提升在专利申请方面，中国的优势更加明显。据世界知识产权组织（WIPO）统计，2024年PCT国际专利申请量，中国为70160件，美国为54087件，中国领先约30%。据世界银行数据库，在发明专利申请方面，中国2021年达到142.7万件，占全球的59.8%，是美国（26.2万件）和日本（22.2万件）之和的2.95倍。增长速度上来看，从2010年到2021年，中国发明专利申请量年均增速达13%，从占世界的23.7%增长到59.8%。这种爆发式增长展示了中国创新活动的活跃程度。然而，在专利转化率这一关键指标上，中国仍显著落后。据相关研究数据，中国的专利转化率约为39%，而美国约为60%。这一差距主要源于中国公立高校和科研单位的超低转化率（分别约为11%和4%）。大量专利停留在纸面上，未能转化为实际的产品和技术，这也是中国科研体系需要解决的重要问题。产业化能力：在特定领域崭露头角在科研成果的产业化方面，中国在某些领域已经展现出强大的竞争力。新能源汽车就是典型例证。此外，在5G通信、电动汽车电池、太阳能面板、高速铁路等领域，中国企业已经在全球市场占据领先地位。但总体而言，美国在高端芯片、生物医药、商业航天等领域仍保持显著优势。美国企业在将科研成果转化为商业价值方面，仍然更为成熟和高效。04结构性原因：为何逼近发生在此刻当我们看到中国研发投入逼近美国、科研产出大幅增长的数据时，一个关键问题随之浮现：为什么这种逆转恰恰发生在此时此刻？这不是偶然，而是制度差异、人才流动、产业基础、战略选择等多重因素长期积累的必然结果。深入剖析这些结构性因素，才能理解当前格局变化的深层逻辑，也才能判断这一趋势的可持续性。制度差异与资金配置逻辑中美两国在科研体系上的根本差异，决定了当前格局变化的必然性。美国的市场主导型体系在经济繁荣时期运行良好，企业有动力投入研发，政府可以通过税收优惠等方式引导创新。但这一体系的弱点在于，企业研发更关注短期回报，对需要长期投入的基础研究支持不足；而联邦政府的科研投入受制于财政状况和政治周期，缺乏长期稳定性。比如2023年，美国企业研发投入达到7350亿美元，占全国总额的78%，但主要集中在信息产业（26%）、化学品制造（18%）、计算机及电子制造（15%）等少数行业。这种市场驱动的资源配置虽然效率高，但也可能导致很多重要但不那么“热门”的领域投入不足。而中国的政府主导型体系则能够确保关键领域的持续投入。政府可以通过五年规划、重大科技项目等方式，在人工智能、量子计算、半导体等战略性技术领域集中资源。虽然这种模式可能在资金使用效率上存在问题，但在确保重点领域投入方面具有优势。欧盟发布的报告指出，2017年至2022年，中国公共研发资金增长了69%，远超美国的39%和欧盟的22%。这种增速差异的背后，正是不同制度逻辑的体现。人才与产业链的双重支撑科研竞争的核心是人才竞争。在这方面，中美两国呈现出“此消彼长”的态势。据相关统计数据，美国目前拥有约350万名博士学位的研究人员，中国约为140万。但中国有约61万在读博士生，而且博士培养规模还在扩大。按照当前趋势，预计未来10年左右，中国在高级工程师和研究人员的存量上将超越美国。人才流动方向的变化更为重要。过去几十年，全球顶尖人才涌向美国，支撑了美国科研的黄金时代。但现在，越来越多的华裔科学家选择回国，一些非华裔学者也开始考虑到中国工作。这种变化虽然目前规模有限，但趋势值得关注。在产业链支撑方面，中国的优势日益明显。据相关产业数据，以新能源汽车为例，2024年全球最畅销的20款新能源汽车中，16款是中国生产的，美国只有2款。这种产业组织能力不仅体现在最终产品上，更体现在完整的产业链和供应链体系上。另据相关统计数据，中国科技型企业的资产总额占比从2010年的6.8%增长到2022年的27.08%，增长了4倍。这些企业不仅是研发投入的主体，也是科研成果转化的载体。虽然中国企业的整体研发能力仍不及美国顶尖企业，但差距正在快速缩小。宏观经济与战略选择从宏观层面看，中美研发投入的变化与两国的经济规模和战略选择密切相关。虽然中国的GDP仍低于美国（按名义汇率计算），但差距在缩小。更重要的是，据欧盟发布的《比较分析》和美国NSF数据，中国的研发强度（2.6%）虽然低于美国（3.6%），但正在快速追赶。当一个经济体的规模不断扩大、研发强度不断提高时，研发支出的绝对增量会非常可观。中国将科技创新作为国家战略的核心，通过“科教兴国”战略、“863计划”等一系列政策，持续加大投入。这种战略定力在过去20多年里从未动摇，即使在经济增速放缓的情况下，科研投入的增速也保持在高位。美国的情况则更为复杂。虽然美国仍然高度重视科技创新，但联邦政府的科研投入受到财政赤字、党派之争、优先事项变化等多重因素制约。特朗普政府提出削减科研经费，虽然遭到学界和部分议员的反对，但也反映出美国政治体系中对科研投入的分歧。05趋势判断：短期波动，还是长期转折站在历史的十字路口，最关键的问题是：中国研发支出逼近美国，究竟是美国政策波动导致的暂时现象，还是全球科研格局根本性重构的开始？这不仅关系到中美两国各自的科研竞争力，更将深刻影响全球科技创新的未来走向。要做出准确判断，需要分别审视两国面临的挑战、内在的可持续性，以及这种变化对全球科技生态的深远影响。美国的困境：暂时还是结构性？美国当前面临的科研资助动荡，有临时性因素，也有结构性问题。临时性因素包括特朗普政府的政策调整、政府停摆等。这些因素可能在政府换届或政策调整后得到缓解。实际上，公众意见（特别是大学和科研机构的呼声）已经在一定程度上阻止了更激进的削减方案。Zimmermann也表达了一丝乐观：到目前为止，公众意见已经成功阻止了特朗普提议的2026财年联邦研究资助机构削减。虽然参众两院尚未通过重要的拨款法案，但两院并未遵循白宫的剧本。“公众的强烈抗议，尤其是来自大学的抗议，导致了转变。” Zimmermann说。但更深层的问题是结构性的。过去20年，美国联邦研发投资在经通胀调整后基本停滞，基础研究占比持续下滑。这不是某一届政府的问题，而是反映了美国在财政压力、优先事项、政治分歧等多重因素作用下，对科研投入的长期忽视。美国企业虽然承担了大部分研发投入，但企业研发更关注短期回报，对需要长期投入的基础研究支持不足。这种结构性问题如果得不到解决，美国的科研竞争力将面临长期挑战。中国的挑战：持续性与效率中国研发投入的快速增长能否持续？这取决于多个因素。从宏观经济看，中国经济增速虽然放缓，但仍保持中高速增长。只要政府保持对科技创新的战略重视，研发投入的持续增长是可以预期的。实际上，中国的投入力度不仅没有减弱，反而在加强。但中国也面临挑战。最大的挑战是资金使用效率。如果大量科研经费流失在项目之外，专利转化率持续低迷，那么即使投入总量再大，也难以产生相应的产出。中国需要深化科研体制改革，提高资金使用效率，加强产学研结合，提升成果转化能力。另一个挑战是区域发展不平衡。中国的科研资源主要集中在东部沿海地区，内地尤其是中西部地区则相对落后。如何促进区域协调发展，充分利用全国的人才和资源，也是中国需要解决的问题。全球科研格局的重构从更宏观的视角看，当前的变化可能标志着全球科研格局的根本性重构。自二战结束以来，美国一直是全球科研的绝对中心。全球顶尖人才流向美国，最前沿的研究在美国进行，最重要的科研成果在美国产生。这种单极主导的格局持续了70多年。但现在，这一格局正在向中美双强竞争转变。中国在研发投入、人才储备、产业基础等方面都在快速追赶，在某些领域已经与美国并驾齐驱甚至领先。这种变化不是某一年的突变，而是过去20多年持续积累的结果。Zimmermann的话值得深思：“没有人知道当美国不再是主导支出者时会是什么样子，因为没有先例。”即使是二战前的德国，其科研主导地位也仅限于物理学等特定领域，从未有国家像美国那样在科研领域占据全面的压倒性优势。而现在，这种优势正在被挑战。06结语：从“未知领域”到新常态中国研发支出逼近美国，或许并非偶然的短期现象，而是长期趋势的体现。这一变化具有深刻的历史意义，标志着全球科研格局从美国单极主导向中美双强竞争的转变。对美国而言，联邦研发投资停滞、基础研究占比下滑、政策不确定性增加——这些问题若得不到解决，美国的科研领先地位将面临真正的威胁。美国需要重新认识科研投入的战略重要性，增加联邦投资特别是基础研究投资，稳定科研政策，改善科研环境，留住和吸引全球人才。对中国而言，这既是机遇，也是挑战。持续的高投入正在转化为实质性的科研产出和产业优势，但如何提高资金使用效率，提升专利转化率，增强高质量论文产出，缩小区域差距，真正从科研大国走向科研强国，仍是亟待解决的问题。对全球而言，这种格局变化既带来竞争，也带来机遇。更多的科研中心、更激烈的竞争可能催生更多的创新。但同时，中美在科技领域的竞争也可能加剧地缘政治紧张。如何在竞争中保持合作，确保科技创新服务于人类共同福祉，是国际社会面临的重要课题。正如Zimmermann所说，我们正在进入“未知领域”。全球科研的新时代已经到来，其特征将是中美双强竞争下的多元共生。未来十年，我们将见证这一新格局的形成和演化，以及它对全球科技创新和人类社会发展的深远影响。参考资料[1] https://www.insidehighered.com/news/government/science-research-policy/2025/11/18/china-may-already-be-outpacing-us-research[2] https://research-and-innovation.ec.europa.eu/knowledge-publications-tools-and-data/publications/all-publications/comparative-analysis-public-ri-funding-eu-us-and-china_en[2] https://www.casisd.cas.cn/zkcg/ydkb/kjzcyzxkb/2025/zczxkb_202510/202510/t20251014_7988227.html[3] https://www.nature.com/nature-index/country-outputs/generate/all/global[4] https://www.casisd.cas.cn/zkcg/ydkb/kjzcyzxkb/2025/zczxkb202508/202509/t20250929_7982106.html[5] https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2216248120[6] https://www.nature.com/articles/d41586-023-02159-7

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2025

“不是归来，是再出发”，知名学者丹扬全职加入深圳SMART

导读5月8日，深圳医学科学院（SMART）院长颜宁在微博雀跃预告：“真的好激动，超级喜欢她，思维敏捷，和善爽利。她同意全职来SMART那一刻，我对SMART的未来充满信心。”一个月之后，SMART正式官宣——丹扬教授全职加入。学术界热议——这位常年隐身科研一线、几乎从不接受媒体采访的学者，终于站到大众视野里。炯炯 | 撰稿丹扬是谁？她是加州大学伯克利分校（UC Berkeley）教授，霍华德·休斯医学研究所（HHMI）资深研究员，美国国家科学院、美国艺术与科学院两院院士；谷歌学术显示其论文引用已超20,000次；《自然》《科学》《细胞》《神经元》（Neuron）等顶刊频繁出现她的名字。她的科学探索，从父亲用粉笔在地上讲解数学题开始，到进入北京大学读物理系本科，再到跨界生物学研究，成为世界级神经生物科学家，独特的成长轨迹诠释了她“出奇制胜”的科研信念。“别人觉得我不行，那我就做给你们看。”加入SMART组建神经调控与认知研究所（INC），不是功成名就后的“归来”，是赌上未来的又一次出发。但丹扬有强大的信念——“我觉得SMART一定会成功！”01跨界：出奇制胜，是我喜欢的方式“我是北京生北京长的，人大附中念的中学，北大读的物理系本科。”丹扬的声音清脆有弹性，话音起落间有些京腔韵味。她最初在加州大学伯克利分校建立自己实验室时，研究的是视觉系统。“大概十四五年前，我开始关注睡眠方向，这也是我在SMART的主要研究方向，我们想回答两个最基本的问题：第一，睡眠是如何被调控的（How we sleep）；第二，为什么我们必须要睡觉（Why we sleep）。”Why和How，是她科研中常常反复追问的起点——从物理到生物，再到神经科学，每次跨越都不是简单转身，而是对“终极奥秘”的不断靠近。“虽然有点幼稚，但我上中学时就觉得，生命的奥秘，可能是最终极的奥秘（Ultimate mystery）。”但那时的生物课偏重死记硬背，“我又是那种老参加数学竞赛的小书呆子，身为物理学家的父亲，建议我可以先学物理，打好数理基础，以后再转也不迟。”转型发生在进入HHMI之后。HHMI是由霍华德·休斯在1953年创立的非营利性医学研究所，其资助科学家的理念是——support people not project——“你不用告诉我你做什么，只要你做得好、我觉得你有潜力，就会支持你。”机会难得，但丹扬足足想了一年多，才决定真正开始转方向，“我常开玩笑说，我是lost a lot of sleep to decide if I want to study sleep。（我用了很多睡眠的时间来思考是否要研究睡眠。）”这一年，她一方面继续实验室原有方向的研究，一方面花大量时间读文献，评估睡眠领域里的关键难题，并问自己：这个领域我能做出什么不同？我擅长什么？别人的实验室已经解决到什么程度？“事后看是勇气，但是回到当时，勇气其实很有限。”还好，丹扬始终保持对自己的清醒认识，“就像《孙子兵法》说的，知己知彼，如果跳进一个崭新领域，却用自己的短处跟别人竞争，是不理智的选择。”丹扬的优势，正是跨界。“跨越学科，毫无疑问是难的。但一旦克服这个困难，就会带来巨大好处——你的思维方式跟那个领域里大部分人不一样，你的想法比较奇特，你做事的方法与众不同，更容易打破常规、出奇制胜——出奇制胜，是我非常喜欢的方式。”物理训练带给她的，不只是数据能力，还有结构化思考、建模能力、整合视角以及技术手段，这些积累让她提出了“Motor Theory of Sleep Control”（睡眠控制的运动理论），一个重新定义睡眠的解释框架——睡眠可能并不是“累瘫了”，而是大脑主动关闭运动系统的行为。这个模型的提出，让丹扬获得了2024年彼得·西伯格综合神经科学奖（Peter Seeburg Integrative Neuroscience Prize），该奖项被认为是神经科学领域未来的风向标。颁奖词中评价“丹扬教授开创性地提出了这一重要理论，为理解睡眠—觉醒状态的脑状态调控提供了强有力的新概念框架。”开创性、新概念，这正是丹扬喜欢的——出奇制胜。02归来：Passion从未消退回国前，她在伯克利一切正盛：实验室成熟，经费充足，高水平论文不断，怎么看，都是一个科研人的梦想状态。她完全可以继续待在这里，继续发高水平文章，带出一拨又一拨博士后。但她选择在这个时候离开。“面对这种人生重大决定，我其实也列了一份很长的清单，应该回来的、不应该回来的，很多现实因素都要考虑。”但她清晰地知道，如果想要真正做出突破性的进展，就必须离开舒适区。“之前用小鼠做了十几年实验，很多基础机制基本已经搞清了。想往前一步，就得做非人灵长类动物的实验——在美国、欧洲几乎没可能，但在国内有非常独特的优势。”“国内对科研的重视，这几年真的非常不一样，机会也很多。”两年前，丹扬第一次来深圳，这座城市给她留下了年轻、高效、充满活力的深刻印象。SMART也是如此，效率是她感受最深的关键词：“我接触到的SMART的工作人员，都非常优秀尽职。不管什么问题，他们都会用有创造力的方式去解决。这样的环境让我能心无旁骛地专注科研。”除了政策给力、环境支持、科研能真正落地之外，还有一个促使丹扬回来的重要原因，是颜宁。“我第一次见到颜宁老师，是在HHMI的会议上，当时人很多，我们因为不在一个领域，也只是寒暄了几句。大概两年前，颜宁第一次和我深谈SMART时，我就有一种‘instant connection’（即时连接）的感觉，是一种共鸣，也是一见如故。”仿佛想到了什么，丹扬笑道：“虽然我在理智上还是考虑了很久，但我想，可能在那次谈话之后，我已经决定要回来了，只是自己不知道而已。”颜宁对SMART的Passion（激情），她旺盛的精力、极强的领导能力，都让丹扬由衷佩服：“你要去一个地方，一定是觉得这个地方会成功，你才会把你的未来押注在这里。和颜宁交流时我有强烈的感觉，SMART将来一定会成功！”在丹扬全职加入SMART的新闻下，有一句点赞很高的留言——“中国人终于可以睡个好觉了。”这是普通人对她研究方向的真情实感，也是某种误打误撞的精准。丹扬回国，的确是奔着研发新药来的：“我们已经找到了一些靶点，可能会对促进睡眠有好处，到SMART以后，我会在转化方面花更多精力。目前已经跟深圳湾实验室的团队建立了合作，正在共同研发新的促眠药。”丹扬的另一个身份，是担任神经调控与认知研究所（INC）所长。在被问到如何尽快将INC打造成世界顶尖研究所，丹扬系统对比了两种方式：一种是“hire the best people”，适合像HHMI或哈佛等本身有很强历史的机构；一种是挑一个特别关键的问题，找一批和这个方向相关、各有特长的年轻PI，互相支持补充。“对于一个全新的机构，尤其想在五年、十年内打响名声，后者更可能在一个方向上快速做出国际影响，我们想尝试这样的方式。”INC的招募正在热火朝天地进行，对于想加入INC的年轻人，她看重什么？“最重要的还是Passion，就是那种，觉得我一定要做科研的信念！像我小时候就觉得，如果不做科学，其他职业我都不想考虑。”“我每天早上醒来，第一反应是：今天有没有新的实验结果？会不会有人找到新的数据？会不会让我昨天对某个问题的理解有新的变化？不一定每天都有答案，但只要让我对一个问题的认识哪怕多前进一点，就是我最大的快乐。”科研是一种热情，也是一种意志力。不是每天都有结果，但你必须每天都愿意开始。这，大概就是Passion的真正含义。03成长：一支粉笔，叛逆到底时间倒退几十年，丹扬对世界的探索和最初的好奇心，来自父亲口袋里的一支粉笔。“小时候妈妈下干校，我跟着爸爸长大，我记得特别清楚，每天晚饭后他就牵着我一起散步，永远会带着一支粉笔，一边散步一边给我讲科学家的故事，走累了，就蹲在地上用粉笔给我讲数学题。”年少时父亲的教育带给丹扬两个深远影响：“我第一个知道的科学家就是居里夫人，是女性，所以我从小觉得女性可以做任何事；另一个是上小学前，我已经有了四年级数学的水平，不知不觉就比同龄人数学成绩好很多。”这使得丹扬从小就是数学竞赛专业户，“数学和其他学科不一样，它有非常严格的逻辑训练。”这也造就了她的性格底色——严谨。考上北大第一个星期，严谨的丹扬就被活泼的北大新生感染了，“刚去那会儿，到处都是社团招新海报，每天吃完午饭，新生们就往三角地跑，大家都跑疯了。”她笑，“虽然我最后根本没时间参加，但那种思维活跃的气氛，对年轻人的成长特别好。”后来在国外开始研究生物时，丹扬从思维活跃向思维独立迈进，真正感受到好奇心的重量，书本上的知识，可能几年后就会被推翻，“你不再去学习真相，而是要试着靠自己把真相找出来！”可独立探索并不总是一帆风顺，也有迷茫低落。那时，差几天才满29岁的丹扬，刚在伯克利拥有自己的实验室，常常忙碌一天精疲力尽，到晚上发现很多问题都没解决、也不知道该怎么解决，“但有一点我知道，第二天，太阳会照常升起。反正今天晚上也做不成什么事，那就去健身房，然后回家睡个好觉。休息好了，明天又是新的一天，接着奋斗！”除了科研，丹扬还喜欢音乐和文学，尤其喜欢看大师传记。“曾经有人用音乐家来形容科学家的风格，比如爱因斯坦和费曼，他们更像贝多芬，充满叛逆精神；而另外一些像巴赫，严格、细心、精准。”那你觉得自己是什么风格？丹扬想了想，“我觉得我是属于比较有叛逆精神的，研究领域换来换去，反正跟别人想法不太一样！”太阳照常升起，严谨的丹扬也照常叛逆，只是二者在她身上和谐统一，犹如离近看时，左耳轻盈的两个耳钉，闪烁着低调的张扬。“我最不喜欢浪费时间，极端要求效率优化，每天要做的事，我常会不自觉地掐时间，如果找到一个方法，把一件事从五分钟降到四分钟，我今天就会很得意；在实验室里，我最不喜欢等半年一年后才知道结果，总是想用最快最简单的方法找到答案。”但如果有一个问题，需要慢慢用一生探索呢？“意识是怎么回事”。半生归来，丹扬仍是那个和爸爸散步时，仰望星空的女孩。以好奇心为动力探索生命奥秘，走过的每一步路，都算数。04女孩：做给他们看！回国，从来不是简单的“归来”，是以数十年科研积累和思考为底气的再出发；这是一种面向未来的责任，也是带领年轻人向终极生命奥义启程的召唤。只是，很少人知道，今天看起来笃定、自信的丹扬，年轻时其实不是这样的。“我年轻时不算乐观，总是预设很多问题，容易犹豫。”这种性格的好处是不会盲目乐观，会提前做好规划，但过度了会造成不必要的压力、不敢做决定，“我后来慢慢意识到，要在谨慎和自信间找到平衡，要相信自己可以做到。如果穿越回去，我想对年轻的自己说——Be confident，you can do it。”因为这份自信，今天的丹扬，能够站在科研的前沿，也能看见许多女性科学家在国际舞台熠熠生辉，然而，现实中的偏见并未远去。当我们在采访最后抛出一个不在提纲里的问题——“如果有个女生跑来说，‘我可能不适合做科研，因为我是女孩子’，你会怎么回答？”丹扬脱口而出：“我小时候流行一句话‘妇女能顶半边天’，我从小觉得男女是一样的，而且我是老大，有几年是家里唯一的孩子，我爸爸从来都告诉我，你将来可以做居里夫人那样的科学家，只要努力，就可以做到。但后来慢慢社会上反倒有些偏见。上初中时，我数学竞赛得了第一，男生说‘不用担心她，她是女生，过几年就不行了。’我一开始也有点信，觉得是不是生理上真的会发生变化，学习就不行了？但还好，我是叛逆的人，我心里就想——我做给你们看一看！”“所以，女孩”，丹扬一字一顿地说，“如果现在有人这么说你，不要信！做给他们看一看！这就是我给你们的建议。”追求极致效率和出其不意，也愿意用一生解答意识之谜，这就是“叛逆”丹扬的科学之路，也是她给所有励志于科研的女孩的答案。

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2025

一次奇思妙想，让免疫荧光技术造福人类

Mitchell Leslie | 撰文齐 萱 | 翻译1939年夏天，对许多人而言，是去海滩休闲、探访亲友或在国家公园徒步的好时机。而阿尔伯特·库恩斯（Albert Coons）却将时间花在了观察尸检上，思考着白血病以及当时细菌感染的常见并发症——风湿热等疾病。此时，这位27岁的年轻人刚在马萨诸塞州总医院完成了为期两年的实习医师工作，正等待前往波士顿市立医院担任助理住院医师。六个月的假期结束后，他前往柏林，他有一位朋友在当地的一家医院担任病理学家。两人经常聚在一起探讨科学和医学问题。库恩斯回忆说，他还将很多时间用于“阅读或沉思”。有一天，他开始思索风湿热患者心脏中生长的微小结节。医生们怀疑，当一种未知的细菌分子引发免疫反应时，这些结节就会形成。然而，要验证这一假设，他们需要确认引发反应的分子（即抗原）是否隐藏在病变组织中。库恩斯在医学培训期间研究过抗体，他灵机一动，想到可以用一种带有彩色分子的抗体来标记抗原。原发性免疫荧光的基本概念示意图库恩斯将这个想法告诉了他的病理学家朋友，但朋友对此不以为然。“我觉得他认为这不可行，”库恩斯回忆道。然而，这一灵感催生了一种名为免疫荧光的技术，该技术后来成为诊断和研究的主要支柱，当时在哈佛医学院的库恩斯也因此获得了1959年的阿尔伯特·拉斯克基础医学研究奖。免疫荧光技术涉及将荧光化合物附着在抗体上，从而创建出分子定位信标。抗体与抗原（通常是一种蛋白质）结合，并发出信号，表明其在细胞、组织或器官中的存在。“我们每天都在实验室使用这项技术，”密歇根大学医学院免疫组织学实验室的技术总监史蒂文·赫里卡伊（Steven Hrycaj）说道，该实验室每年分析约15万份患者样本。“它挽救了生命。”赫里卡伊表示，免疫荧光技术的基本原理几乎没有改变。“库恩斯所做的几乎与我们如今所做的完全一样。”但近年来，研究人员也为这项技术开发了新的应用，并拓展了其功能。例如，外科医生已利用免疫荧光技术来界定肿瘤的边界，使其更易于切除。现在免疫荧光技术不再局限于单一颜色，而是提供了一系列颜色选择，从而能够检测多种蛋白质。“我们可以在单个样本上检测60种不同的抗体，”匹兹堡大学的外科病理学家阿图尔·辛吉（Aatur Singhi）说道。科学家们也正在努力开发库恩斯这一创意的更多用途。神经母细胞瘤培养细胞的免疫荧光显微照片。荧光染料突出显示细胞核中的蛋白质（黄色）以及细胞骨架蛋白丝、微管蛋白（绿色）和肌动蛋白（蓝色）库恩斯称，他的这一见解“再明显不过了”。但斯坦福大学的免疫学家休·麦克德维特（Hugh McDevitt）曾撰写一篇对库恩斯职业生涯的赞赏文章，他表示，库恩斯低估了自己的成就。考虑到1939年科学家们对抗体了解甚少，“在抗体分子上添加可见标记的概念似乎既大胆又新颖。”然而，将这一概念转化为实用的实验室技术却并非易事，库恩斯在1939年晚些时候回到美国后便深有体会。一方面，他的临床工作占据了他大部分时间。库恩斯偶尔进入实验室时，他尝试将彩色分子与抗体结合的努力都失败了。在获得一个研究奖学金、摆脱临床工作后，他才开始取得进展。库恩斯成功地将彩色分子附着在抗体上，并用它们来标记细菌。但结果令人失望，因为“在显微镜下，这些生物体只是呈现出淡淡的粉红色，”他回忆道，“用这种强度的颜色，根本无法在组织中找到少量的抗原。”为了增强抗体的荧光效果，库恩斯联系了哈佛大学的一位有机化学家，后者建议他“‘下楼去和地下室里的两位研究人员谈谈，他们已经在将荧光化合物与蛋白质结合了。’”库恩斯与这两位研究人员合作，将一种在紫外光下发出蓝色荧光的分子附着在能识别某些细菌表面抗原的抗体上。当科学家们将标记的抗体添加到细菌样本中时，这些微生物“在紫外光下呈现出明亮的荧光，”库恩斯写道。1941年的一篇论文介绍了他们的研究成果。但这只是第一步，库恩斯希望能在患者样本中检测抗原。然而，在紫外光下，组织自然会产生一种蓝色荧光，掩盖了标记抗体的信号。为了解决这个问题，他和同事们换用了一种新的标记物——一种能发出绿色荧光的化合物，这种化合物能在人体自然的蓝色背景下脱颖而出。他们还请来了一位哈佛大学的化学专业研究生来合成这种化合物。在给抗体装备上这种分子后，研究人员表明，他们能够在小鼠组织中定位细菌。当他们取得这一突破时，美国已卷入了第二次世界大战。库恩斯很快以医生的身份加入了军队。他在横跨全国的火车上撰写了描述团队研究成果的论文，以便能够前往南太平洋执行任务。一位同事将论文提交给了一家期刊，但库恩斯承认，直到1943年，当期刊的副本“在澳大利亚布里斯班送到我手中时，我正准备登船前往北部的巴布亚新几内亚”，他才得知论文的发表情况。库恩斯在美国陆军担任了四年的病理学家和医院实验室服务主任。1946年回到哈佛后，他希望继续开展免疫荧光技术的研究。之前实验的试剂仍存放在校园的冰箱里，但由于他的化学同事都不愿意制作他所需的荧光标记物，他不得不自己学习合成。库恩斯与不同的研究人员合作，对这项技术进行了微调，并在1950年和1951年发表的研究中展示了其威力。例如，团队表明，免疫荧光技术可以检测小鼠体内的病毒。库恩斯很快转而研究人体如何产生抗体。在后来的岁月里，免疫荧光技术因其特异性、分辨率和简便性而在世界各地的诊断实验室中占据了一席之地。赫里卡伊表示，他的实验室每天对大约20个样本进行这项检测。赫里卡伊说，免疫荧光技术并非从组织样本中做出诊断的唯一选择。病理学家通常更喜欢一种名为免疫组织化学的类似技术——该技术涉及用与非荧光分子结合的抗体来标记抗原——因为它更快且更便宜。使用免疫组织化学技术，只需一台标准的明场显微镜即可观察组织样本的切片，而免疫荧光技术则需要更昂贵的荧光或共聚焦显微镜。尽管如此，免疫荧光技术仍是诊断某些肾脏和皮肤疾病等病症的首选方法。“当我们需要寻找非常敏感的东西，并且需要进行量化时，免疫荧光技术就大放异彩了，”辛吉说道。不过，他表示，免疫荧光技术成本较高且需要专门的设备，这使一些诊所望而却步。成纤维细胞的免疫荧光显微照片；细胞核呈紫色，微管呈红色最近的进展提高了免疫荧光技术的诊断价值。库恩斯和他的同事们一次只能检测一种抗原。一种名为多重免疫荧光的新技术于过去十年间问世，它可以使用不同的抗体同时定位多种抗原，每种抗体都带有独特的颜色。辛吉表示，这种能力对患者来说非常重要，因为病理学家可以从小的组织样本中提取更多信息。“免疫荧光的未来在于多重检测，”他说道。出于与临床医生相同的许多原因，科学家们也在工作中采用了免疫荧光技术。“在研究中，它是标准方法，”赫里卡伊说道。这项技术之所以具有启发性，是因为它可以确定特定蛋白质的位置、数量以及它们之间的相互作用——这些信息对于细胞生物学家、神经科学家、免疫学家、癌症生物学家和其他研究人员来说至关重要。与二维的免疫组织化学不同，免疫荧光技术可以使研究人员在三维空间中分析蛋白质的分布，从而更清晰地了解组织的结构和功能。范德比尔特大学医学中心的埃本·罗森塔尔（Eben Rosenthal）等研究人员为免疫荧光技术开发了新的应用。“我们已经将其推进到了下一个合理的阶段，那就是将其应用于患者，”同时也是头颈外科医生的罗森塔尔说道。大约20年前，罗森塔尔和他的团队开始测试注射荧光抗体是否可以通过标记肿瘤边缘来帮助外科医生，因为肿瘤边缘往往难以与健康组织区分开来。这些研究以及其他科学家的研究表明，这项技术可能有益。罗森塔尔表示，使用免疫荧光技术，“你可以在手术室实时识别癌症”，一些外科医生也使用这项技术来指导手术刀的操作。罗森塔尔和他的同事们目前正在努力确定免疫荧光技术是否可以帮助医生选择接受免疫检查点抑制剂治疗的患者，并微调这些基于抗体的癌症治疗的剂量。检查点抑制剂在十多年前首次获得美国食品药品监督管理局（FDA）的批准，得克萨斯大学MD安德森癌症中心的詹姆斯·艾利森（James Allison）因此获得了2015年拉斯克-德贝基临床医学研究奖，并分享了2018年诺贝尔生理学或医学奖。罗森塔尔表示，研究人员仍未确定这些治疗的最佳剂量。“令人惊讶的是，我们认为这是精准医疗，但我们给每个人都使用相同剂量的抗体。”他表示，确定最有效的剂量尤为重要，因为这些药物每剂的成本约为1万美元。尽管检查点抑制剂对20多种癌症有效，并能治愈一些患者，但只有约20%的接受者能从中受益。罗森塔尔和他的同事们希望提高这一比例。他们之前使用荧光标记抗体的研究表明，这些药物往往无法在肿瘤中均匀分布。“有些区域药物无法到达，”他说道。今年，研究人员启动了一项临床试验，以确定修改药物剂量是否能使药物分布更加均匀。参与者均为头颈部癌症患者，他们将接受不同剂量的检查点抑制剂帕尼单抗以及一种改良版的荧光标记抗体。在手术切除肿瘤后，罗森塔尔和他的同事们将测量样本中的荧光强度，以确定帕尼单抗在癌组织中的渗透程度，从而推断出最有效的剂量。罗森塔尔表示，如今患者接受的是他们所能承受的最高剂量，但这种药物“可能在最大耐受剂量的二分之一或三分之一时就能发挥作用”，这可能会减少副作用并提高治疗效果。麦克德维特指出，库恩斯性格腼腆，“对于自己的方法取得了如此广泛的成功，他仍感到有些惊讶，甚至有些尴尬。”库恩斯写道，他之所以能提出自己的标志性想法，是因为他做了大量的知识储备，并且有时间让“潜意识发挥作用”。他写道，通往创造性突破的道路是“首先，用事实充实头脑，并为之奋斗；然后是潜伏期；最后，突然领悟到解决方案。”原文链接https://laskerfoundation.org/albert-coonss-bright-idea/

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12/06

2025

刘如谦：希望个性化基因治疗帮助1000名患者

导读刘如谦是博德研究所核心成员、基因编辑先驱，同时担任理查德.默金教授（Richard Merkin Professor ）及默金医疗转化技术研究所所长。 除博德研究所的职务外，他还担任哈佛大学托马斯 ・ 达德利 ・ 卡伯特自然科学教授及霍华德 ・ 休斯医学研究所（ HHMI ）研究员。 作为碱基编辑技术和先导编辑技术的发明人，刘如谦提出了一个框架，有望在 2030 年前利用个性化基因编辑疗法治疗 1000 名患者。潘展 | 翻译2025年5月，研究人员宣布，一名出生时无法正常代谢膳食蛋白质的男婴K・J・马尔登（K.J.Muldoon）成为首位接受定制化基因编辑疗法治疗的患者。该疗法基于博德研究所核心成员刘如谦实验室研发的技术，是一系列新型药物中首个进入测试阶段的疗法——这类药物通过修复患者特有的基因拼写错误来治疗罕见病。治疗马尔登的团队由费城儿童医院和宾夕法尼亚大学（U.Penn）的医师科学家基兰・穆苏努鲁（Kiran Musunuru）与丽贝卡・阿伦斯-尼克拉斯（Rebecca Ahrens-Nicklas）共同领导。马尔登所接受的治疗部分疗法基于碱基编辑技术——这是刘如谦团队于2016年开发的一种基因编辑技术，可直接将单个DNA碱基对转换为另一种碱基对。另有部分疗法则采用先导编辑技术——刘如谦团队2019年率先研发出该技术，能够实现各类小型DNA修正。目前，这两类技术已进入至少19项临床试验，其中7项试验已公布临床结果。所有结果均显示，碱基编辑或先导编辑为患者带来了获益。如今，马尔登的健康状况良好，刘如谦及该领域的其他研究者希望能复制这一成功。他们计划借助科学、医学、监管及生产领域的创新，实现马尔登所接受的这类按需基因疗法的规模化生产，使其成为危及生命的罕见遗传病的标准治疗方案。为深入了解相关情况，刘如谦进行了对话。问：能否介绍一下男婴马尔登的情况？您实验室的研究对此有何贡献？刘如谦：马尔登出生时患有一种严重的遗传病，病因是单个碱基的基因突变导致肝脏无法正常清除血液中的氨，进而使氨蓄积至有毒水平，甚至可能致命。患有这种疾病的婴儿中，约有一半无法存活过婴儿期，即便存活，也往往会遭受长期脑损伤。治疗马尔登的工作是一场众人协作的攻坚战，涉及众多研究者，由基兰・穆苏努鲁（Kiran Musunuru）和丽贝卡・阿伦斯-尼克拉斯（Rebecca Ahrens-Nicklas）共同牵头。我实验室的贡献在于研发了碱基编辑技术——正是这项技术使修正马尔登的基因突变成为可能；同时，我们还向基兰和丽贝卡推荐了碱基编辑器的特定组件，这些组件最终被用于治疗马尔登。我们之所以能研发出碱基编辑技术，离不开美国国立卫生研究院（NIH）的关键资助，以及哈佛大学和博德研究所的研究者与合作者提供的资源、支持和专业知识。参与治疗的团队展开了一场与时间赛跑的壮举，他们在不到7个月的时间里完成了以往可能需要7年才能完成的工作。这一史无前例的成就包括：诊断出马尔登的特定基因突变、构建该疾病的小鼠模型、确定最优碱基编辑器、进行全面的安全性分析、与丹纳赫公司合作生产治疗药物、开展毒性研究，以及获得美国食品药品监督管理局（FDA）对该试验的批准。治疗结果堪称重大成功。在接受碱基编辑器注射（该编辑器修正了其肝细胞中单个碱基的拼写错误）后，马尔登的血氨水平降至婴儿正常范围的上限。如今，他已能耐受膳食中的蛋白质，并且达到了该疾病患者通常无法实现的发育里程碑。尽管医生们对过早使用“治愈”一词持谨慎态度，但这对马尔登的家人及所有参与者而言，都是一场胜利。问：您实验室研发的另一项基因编辑技术——先导编辑，近期是否取得了成功？刘如谦：是的。在近期另一项令人振奋的医学里程碑事件中，我参与联合创立的先导医学公司的科学家宣布，首次使用先导编辑药物治疗了一名人类患者。该患者是一名18岁青年，因DNA中缺失两个碱基而患有免疫缺陷。研究人员利用先导编辑技术，将缺失的两个碱基插入其造血干细胞中，再将这些干细胞移植回他的骨髓。治疗成功恢复了他免疫系统中缺失的功能，目前第二名患者也已接受治疗，且编辑效率更高（达90%）。碱基编辑与先导编辑技术共同构成了强大的工具，有望为更多患者带来基因治疗方案。问：马尔登并非首位接受碱基编辑疗法的患者，为何他的病例意义重大？又为何其治疗方案难以复制？刘如谦：确实，2022年，艾莉莎・塔普利（Alyssa Tapley）成为首位接受碱基编辑疗法的人类患者，该疗法用于治疗她危及生命且对其他治疗无响应的T细胞白血病。医生提取了捐赠者的T细胞，对其进行了三次精准的碱基编辑，改造后的T细胞能够攻击白血病细胞，同时不损伤健康细胞。在输注编辑后的细胞后，治疗迅速清除了她体内的癌细胞，如今她已保持无癌状态超过三年。该疗法做为“现成可用型”的治疗方案，在同一试验中，对其他T细胞白血病患者也显示出潜力。而马尔登的情况则不同，他携带一种独特的基因突变，导致肝细胞功能异常，因此需要一种个性化的、独一无二的疗法。此外，该疗法需直接递送至其体内的肝细胞，这一目标通过将碱基编辑器包裹在脂质纳米颗粒中实现，这种递送系统的原理与为数十亿人递送新冠疫苗的系统类似。他所接受的定制化治疗，源于多个团队前所未有的协作与协同，但该疗法是为修正马尔登的特定突变而设计的，可能永远不会用于治疗其他人。对于全球每年出生的1000万名患有罕见遗传病的婴儿而言，这种“全力以赴”的治疗模式目前既不可行，也不具备商业可行性。问：我们如何才能跳出这种“英雄式”的单次治疗模式，让个性化基因治疗成为标准治疗方案？刘如谦：首先，有一点必须铭记，所有这些进展都源于公共资金对基础科学的投入。没人能预料到，对细菌中重复DNA序列的研究，最终会催生出能挽救婴儿生命的药物——但事实确实如此。要充分发挥这些发现的潜力，我们必须继续这类投入。目前正在进行的19项碱基编辑和先导编辑临床试验中，在美国境外开展的试验数量超过了美国境内——尽管这些核心编辑技术均诞生于美国。这在一定程度上反映出其他国家对这些技术的投入力度更大，且启动临床试验的监管壁垒更低。当前的挑战在于，即便科学层面取得成功，也无法保证存在一条经济可行的路径将这些新药送达有需要的患者手中。但我相信，凭借合理的框架和适当的支持，到2030年，我们至少能利用个性化基因治疗帮助1000名患者。这不仅能改变患者的生活，还能为医疗体系节省数十亿美元。这些资金原本用于控制症状，而通过修复疾病根源，这些症状完全可以得到缓解。要实现这一目标，我们需要一套全新的药物研发与审批体系。问：这套体系可能具备哪些特征？刘如谦：我们中部分人提议建立国家介入遗传学中心——这是一类获得FDA认证的卓越中心，其建立需要大量的组织协调与支持。这类中心应包含五大核心部分：用于识别并优化基因编辑工具及其递送载体的快速诊断与治疗研发平台；可快速运作且适用于小规模生产的化学、生产与控制（CMC）能力；用于开展细胞、啮齿动物、非人灵长类动物或虚拟毒理学评估的平台；重要的是，针对仅涉及少数患者的临床试验，需基于“适应性监管”原则——即根据现有数据和获益-风险比，制定简化的临床试验审批路径。最后，用于共享上述资源、以及由此产生的宝贵临床前和临床数据所需的资源与数据共享平台。全球每年有1000万名婴儿出生时患有10000种罕见遗传病中的某一种，从原理上讲，其中许多疾病如今已可通过基因药物治疗。我们应当能够构建一个模块化系统，将个性化基因编辑打造为可扩展的基础设施。这是实现终极目标的重要一步，让每一位被诊断出患有罕见遗传病的患者都能及时获得挽救生命的治疗。通过这一努力所获得的洞见，将推动未来多轮治疗领域的创新，同时也有助于在可预见的未来巩固美国在基因医学领域的领先地位。原文链接https://www.broadinstitute.org/news/qa-one-scientists-bold-vision-make-demand-treatments-routine-life-threatening-rare-genetic

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2025

陈列平、潘多加等5位华人，当选美国国家医学院院士

潘展 | 整理最近，美国国家医学院（National Academy of Medicine, NAM）在2025年度会议上宣布，本次共选举产生90名常规成员和10名国际成员。当选该学院成员被视为健康与医学领域的最高荣誉之一，以表彰那些在专业领域取得杰出成就并致力于服务社会的个人。美国国家医学院院长维克多・J・邹（Victor J.Dzau）表示：“我非常荣幸地欢迎这些杰出的健康与医学领域领导者及研究者加入美国国家医学院。他们在应对公共卫生挑战、引领重大科学发现、改善医疗服务、推进卫生政策以及解决健康公平问题方面展现出卓越能力，这将极大增强我们共同应对当下最紧迫健康挑战的实力。”新成员由现任成员通过特定评选流程选出，该流程旨在表彰那些为医学科学、医疗服务和公共卫生事业发展作出重大贡献的个人。此次新当选成员加入后，美国国家医学院的总成员人数已超过2500人，其中包括200 多名国际成员。值得一提的是，新增选的100人中共有5位华人或中国人，包括陈列平、潘多加等。陈列平（Lieping Chen），医学博士、哲学博士，康涅狄格州纽黑文市耶鲁大学免疫生物学、肿瘤内科学与皮肤病学教授，表彰其在癌症免疫学与免疫治疗领域的基础性贡献，深化了对癌症如何逃避免疫监测的理解。他直接参与了开创性临床试验，这些试验确立了PD-1通路抗体阻断剂在癌症治疗中的基石地位。潘多加（Duojia Pan），哲学博士，得克萨斯州达拉斯市得克萨斯大学西南医学中心福阿德・A・与瓦尔・伊姆・巴绍尔生理学杰出讲席教授、生理学系成员，霍华德・休斯医学研究所研究员，表彰其发现调控组织生长的Hippo信号通路。他的实验室阐明了Hippo通路的关键组成部分，并证实该通路在器官大小控制、肿瘤发生及组织再生中的保守性功能。此外，他还阐明了调控雷帕霉素靶蛋白（TOR）的TSC1与TSC2的功能。丁燕萍（Alice Y.Ting），哲学博士，加利福尼亚州斯坦福市斯坦福大学遗传学系、生物学系教授，化学系兼任教授。表彰其在开发用于检测、操控与发现活细胞内生化事件的分子技术方面发挥的领导作用。她开创了邻近标记技术，该方法可在活体样本中以纳米级精度绘制空间蛋白质组与转录组图谱。此外，丁燕萍还研发了电子显微镜标记物、工程化荧光素连接酶及钙整合器。汪立宏（Lihong Wang），哲学博士、理学硕士，加利福尼亚州帕萨迪纳市加州理工学院布伦医学工程与电气工程教授，安德鲁与佩吉・陈医学工程领导力讲席教授，安德鲁与佩吉・陈医学工程系及电气工程系医学工程执行主任。表彰其在3D 光声断层扫描技术的研发、临床转化与商业化方面的开创性工作。该技术实现了从细胞器到生物体的高分辨率多尺度成像，推动了癌症、脑部疾病等人类疾病的研究、诊断与术中检测，对生物医学研究与临床实践产生重大影响。赫捷（Jie He），医学博士、哲学博士，中国北京市国家癌症中心主任，中国医学科学院肿瘤医院院长，中国科学院院士。表彰其在癌症研究、公共卫生与临床诊疗领域的变革性贡献：这些贡献显著改善了全球四分之一人口的癌症预后，为全球肿瘤学设定新基准。在其领导下，中国癌症五年生存率从21世纪初的30.9% 提升至2021年的43.7%，在人类历史上人口最多的时期实现了癌症防治（预防、诊断、治疗）领域的空前进步。美国国家医学院前身为1970年由美国国家科学院设立的医学研究所，其核心使命是解决健康、科学、医学及相关政策领域的关键问题，并推动各领域采取积极行动。该学院与美国国家科学院、美国国家工程院携手合作，为美国提供独立、客观的分析与建议，同时开展各类活动以解决复杂问题、为公共政策制定提供参考。此外，美国国家科学、工程与医学院还致力于推动教育与科研发展、表彰在知识领域作出杰出贡献的个人、提升公众对科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）及医学（Medicine）（简称STEMM）领域的认知。新当选成员需承诺自愿参与该学院组织的各项活动。原文链接：https://nam.edu/news-and-insights/100-new-members-elected-2025/

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2025

观舌象，识疾病：中国学者开发舌象表型AI平台

近日，《表型组学（英文）》（Phenomics）在线发表了中国科学院上海营养与健康研究所汪思佳、彭倩倩团队、张国庆团队和北京中医药大学陈建新团队题为“TonguExpert: A Deep Learning-Based Algorithm Platform for Fine-Grained Extraction and Classification of Tongue Phenotypes”的研究论文。该研究开发了一种基于深度学习的舌象表型自动化分析平台TonguExpert，可实现舌图片中舌体的精准识别、分割以及细粒度的舌象表型提取与分析，并构建了当前最大的公开舌象数据集，为舌诊的客观化研究和临床应用提供了重要工具。研究背景舌头的各种表型与人体健康状态息息相关。在中医理论中，舌质、舌苔、舌裂纹、舌齿痕等舌象表型被认为可以反映人体脏腑的气血盛衰变化，现代研究中也发现舌象与多种疾病密切相关。客观、精细地表征舌象，对于理解舌象与疾病的关联具有重要意义。传统的人工舌诊依赖医师经验判断，存在主观性强、特征描述粗糙等问题，因此，有必要开发客观、定量的舌诊方法。目前已有一些方法实现了舌色、舌裂纹等舌象的自动分类，但还存在一些局限性：首先现有技术的预测结果精度有限，且大多只关注了颜色、形态、纹理等特征中的一种或少数几种，不利于临床舌象的全面定义。其次，多基于小样本数据集或患者人群开发，往往只针对单一表型，限制了模型的泛化能力。此外，当前缺乏公开可用的舌象数据集，这限制了舌象自动化模型的比较和改进。针对上述问题，本研究基于5992例中国大规模健康人群数据，开发了一套舌表型自动识别和分类框架TonguExpert，该框架融合了多种深度学习算法，实现了全自动、细粒度的舌象表型提取，形成了一套通用的表型库，可推广到独立数据集中新舌象样本的预测。本研究还开发了一个在线分析平台(https://www.biosino.org/TonguExpert)，支持舌象图像的自动分析与表型提取，并提供研究中使用的数据集与表型结果下载，促进舌象研究的标准化与共享。研究结果本研究开发了一套舌表型自动识别和分类框架，以舌象图片为输入，可实现从预处理到表型输出的一站式分析。如图1所示，TonguExpert首先识别图片中的舌体区域并从背景中分割出来。舌体区域图像经过反光点去除、苔质分离后，分别提取舌苔、舌质和全舌这三个全局表型的颜色、形状、纹理、以及神经网络特征。对于舌裂纹、舌齿痕等局部表型，则是先筛选出有裂纹或齿痕的舌体区域图像，再进行舌齿痕目标识别或舌裂纹目标分割，得到目标局部图像后，提取局部的颜色、形状、纹理、以及CNN网络特征。利用上述特征，结合感兴趣的舌象人工标签（如舌苔的白/浅黄/黄）和可解释的机器学习模型，可进一步预测分类舌象特征。图1 TonguExpert 分析全流程本研究首先提取了763个表型，包括355个全舌、舌质和舌苔的特征和408个舌裂纹和舌齿痕的特征。考虑到临床医生可能关注特定区域的舌象，研究还额外提供了5个舌区域（舌尖、舌中、舌根、舌两侧）的580个特征用于未来研究。最终，TonguExpert可从一张图片中提取多达1353个表型。这些表型构成了一套精确量化舌象的通用表型库。为评估这些表型在传统舌象分类任务中的预测性能，本研究以舌色、苔色、舌裂纹及舌齿痕的人工标注标签为对照，构建模型对相应分类进行预测。结果显示，该系统在所有四类舌象的预测中均表现出优异的性能（AUC范围为0.91至0.99），且所提取的特征具备良好的可解释性，支持其在中医舌诊客观化与标准化研究中的应用潜力。图2 舌色、苔色、舌裂纹和舌齿痕4种舌象的分类预测结果为了评估这套表型提取框架的泛化能力，研究人员在一个独立的舌腻苔数据集中用TonguExpert提取了表型并预测舌腻苔这一新舌象表型。结果显示该模型在预测非腻苔/腻苔/厚腻苔任务中均表现出了良好的效果（AUC=0.95/0.84/0.91）。这一结果说明TonguExpert构建的表型库具有良好的可迁移性与扩展性，具备作为未来新舌象识别与表征基础的潜力。图3 舌腻苔的分类预测结果最后，本研究开发了一个易于使用的在线分析平台(https://www.biosino.org/TonguExpert)，支持用户在线上传舌图像并自动完成舌象表型的分析。同时，平台公开了研究所使用的训练集原始图像及表型数据集，便于其他研究者进一步利用与验证。研究结论本研究所构建的TonguExpert深度学习分析框架，能够高效、准确地从舌图像中提取舌象特征，并预测多种临床常见的舌象表型。所提取的高精度、细粒度表型特征不仅有助于更全面地刻画现有舌象，也具备支持未来新舌象定义与分类的能力。借助开放共享的数据资源和用户友好的在线平台，TonguExpert有望在舌象的精准化分析、标准化研究及其潜在的生物学机制探索中发挥重要作用。中国科学院上海营养与健康研究所李婷博士、北京中医药大学博士研究生左玲为该论文的共同第一作者，中国科学院上海营养与健康研究所汪思佳研究员、彭倩倩副研究员、张国庆研究员和北京中医药大学陈建新教授为本文的共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发项目和国家自然科学基金等多项基金支持。AbstractTongue analysis holds promise for disease detection and health monitoring, especially in traditional Chinese medicine. However, its subjectivity hinders clinical applications. Deep learning offers a path for automated tongue diagnosis, yet existing methods struggle to capture subtle details, and the lack of large datasets hampers the development of robust and generalizable models. To address these challenges, we introduce TonguExpert (https://www.biosino.org/TonguExpert), a free platform for archiving, analyzing, and extracting phenotypes from tongue images. Our deep learning framework integrates cutting-edge techniques for tongue segmentation and phenotype extraction. TonguExpert analyzes a massive dataset of 5992 tongue images from a Chinese population and extracts 773 phenotypes including five predicted labels and their probabilities, 355 global features (entire tongue, tongue body, and tongue coating) and 408 local features (fissures and tooth marks) in a unified process. Besides, 580 additional features for five tongue subregions are also available for future study. Notably, TonguExpert outperforms manual classification methods, achieving high accuracy (ROC-AUC 0.89-0.99 for color, 0.97 for fissures, 0.88 for tooth marks). Additionally, the model generalizes well to predict new phenotypes (e.g., greasy coating) using external datasets. This allows the model to learn from a broader spectrum of data, potentially improving its overall performance. We also release the largest publicly available dataset of tongue images and phenotypes, which is invaluable for advancing automated analysis and clinical applications of tongue diagnosis. In summary, this research advances automated tongue diagnosis, paving the way for wider clinical adoption and potentially expanding the applications in the future.

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2025

80岁的诺奖得主去世，晚年利用诺奖光环在中国“敛财”饱受争议

2006年诺贝尔物理学奖获得者乔治・斯穆特罗伯特・桑德斯 | 撰文潘展 | 整理01诺奖得主乔治.斯穆特逝世最近，天体粒子与宇宙学实验室（APC）发布公告称，知名物理学家、2006年诺贝尔物理学奖获得者乔治・斯穆特（George Smoot）9月18日在巴黎因心脏病发作逝世，享年80岁。斯穆特生前担任加州大学伯克利分校物理学荣誉退休教授，同时也是劳伦斯伯克利国家实验室的荣誉退休资深科学家。自2009年起，他还担任巴黎城市大学物理学教授，并隶属于天体粒子与宇宙学实验室。02宇宙微波背景辐射的探索者斯穆特的学术生涯以宇宙微波背景辐射（CMB）研究为核心，其成果为宇宙大爆炸理论提供了关键实证，直接推动宇宙学成为精确科学。1977年，他带领团队将灵敏辐射仪搭载于退役U2高空侦察机，首次探测到宇宙微波背景辐射的各向异性现象，证实了银河系相对宇宙背景的运动状态，测量出约100万英里/小时的运动速度。这一发现为后续研究奠定了方法基础，被视为宇宙结构研究的重要起点。斯穆特与DMR模型真正让他斩获诺奖的是COBE（宇宙背景探测者）卫星项目。1989年，他主导设计的差动微波辐射计（DMR）随卫星升空，通过三个特定射电波长的高精度测量，于1992年成功捕获到宇宙微波背景辐射中百万分之六的温度起伏。这些微小的温度波动是早期宇宙物质密度不均匀的直接体现，成为星系形成的“种子”证据，完美印证了大爆炸宇宙学的预言。2006年，他与约翰・马瑟（John C. Mather）共享诺贝尔物理学奖，表彰理由是发现了宇宙微波背景辐射的黑体形式及其各向异性，诺奖委员会评价该成果让宇宙学步入精确科学时代。已故物理学家斯蒂芬・霍金称其为“本世纪最伟大的科学发现”。斯穆特向霍金宣传他所领导的伯克利宇宙物理中心此外，斯穆特还曾获爱因斯坦奖章、格鲁伯宇宙学奖、美国能源部颁发的劳伦斯奖、NASA杰出科学成就奖章等。他还是美国国家科学院院士，其学术足迹横跨粒子物理与宇宙学两大领域，著作与论文被全球学界广泛引用。03科学兴趣的源头斯穆特1945年出生于佛罗里达州。他的父亲是美国地质调查局的水文学家，母亲则是一名科学教师兼学校校长。其童年有一段时间是在阿拉斯加度过的，正是这段经历让他发现了一种与自然更直接相连的全新生活方式，引导他走上了探索宇宙的道路。斯穆特毕业于麻省理工学院（MIT），主修数学与物理学双学位，并于1970年在该校获得实验基本粒子物理学博士学位。随后，他以博士后研究员的身份加入伯克利实验室，师从诺贝尔奖得主、加州大学伯克利分校物理学教授路易斯・阿尔瓦雷斯（Luis Alvarez）参与高空粒子物理实验（HAPPE）—— 一项利用平流层气象气球探测宇宙射线中反物质的研究。项目虽然未获成功，斯穆特由此正式开始参与宇宙学相关实验。乔治·斯穆特（右）和约翰·马瑟（左）在诺贝尔博物馆的椅子上签名04诺奖光环下的争议斯穆特是一位非常活跃的科学家与社会活动家。2007年，他从自己的诺贝尔奖奖金中拿出50万美元，助力设立伯克利宇宙学物理中心的捐赠基金。除了科研与教学工作，他常以科学相关议题的演讲者和评论员身份周游世界。他还曾在热门情景喜剧《生活大爆炸》中客串出镜，并在益智节目中拿到100万美元大奖。自2015年起，斯穆特将工作重心转向中国商业市场，他成立了斯穆特（中国）科技有限公司，宣称将高端物理技术转化为医疗健康产品。但斯穆特产品既无物理学原理与健康功效的关联论证，也没有所需的机构认证。同时，他还在教育、社交等陌生领域频繁出镜。他是中国大型论坛的常客，话题从医学、人工智能到中医。斯穆特似乎是全能的通才，为中国各行各业的发展“指明方向”。作为国际知名的天体物理学家，其跨领域站台行为因缺乏科学支撑引发广泛质疑，也由此在中国和国际上落下了“利用诺奖名声敛财”的不良名声。参考链接https://news.berkeley.edu/2025/09/29/nobelist-george-smoot-whose-satellite-experiments-validated-the-big-bang-theory-dies-at-80/

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2025

越来越缺乏专业性，美国CDC主任上任一月即遭解职

潘展 | 整理近日，美国国会就备受瞩目的前疾病控制与预防中心（CDC）主任苏珊・莫纳雷斯（Susan Monarez）遭解职及CDC高层集体辞职事件再次召开了听证会。听证会就莫纳雷斯解职原因、疫苗政策的分歧和科学独立性进行了激烈的交锋。1上任一月即遭解职在听证会上，莫纳雷斯为自己在这家深陷困境的公共卫生机构的短暂任期进行了辩护。她作证称，自己被解职的原因是拒绝屈从卫生部长罗伯特・F・肯尼迪二世的两项要求：一是要求疫苗面向公众的建议需经其预先批准，二是要求解雇资深职业科学家。然而，肯尼迪则表示他之所以解雇莫纳雷斯，是因为她“并非可信之人”。莫纳雷斯与肯尼迪的激烈冲突缘于8月末一场气氛紧张的会议，当时两人就后者针对疾控中心ACIP（免疫实践咨询委员会，该委员会负责发布疫苗相关建议）的重组计划与儿童疫苗接种时间表的调整产生分歧。早在今年6月，肯尼迪解雇了由17人组成的ACIP全体成员，此后他挑选和任命的新成员中不少人有过批评疫苗的过往。莫纳雷斯在证词中提到，肯尼迪曾要求她与艾伦・西里会面。西里是一名专门处理疫苗诉讼案件的出庭律师，且与肯尼迪合作密切，他曾呼吁美国食品药品监督管理局（FDA）撤销脊髓灰质炎（脊灰）疫苗的批准。此外，肯尼迪要求莫纳雷斯将儿童疫苗接种时间表将从 9 月起开始调整，且要求她必须配合。莫纳雷斯的拒绝最终激怒了肯尼迪，成为莫纳雷斯被解职的直接原因。2两党政治凌驾于专业之上这场听证会的一大特点是，莫纳雷斯与委员会中的共和党议员爆发了多轮激烈交锋。莫纳雷斯当初获得任命时曾得到共和党的广泛支持，她是首位经参议院正式批准任命的疾控中心主任，肯尼迪本人也曾评价她“拥有无可指摘的科学资历”。听证会上，共和党议员一方面抨击莫纳雷斯雇佣曾代理起诉特朗普总统案件的律师，另一方面对她陈述的事件经过提出了质疑。而民主党人对莫纳雷斯证词的态度，则与其提名听证会上的反对立场形成了鲜明对比。3持续的动荡，以牺牲CDC公信力为代价听证会再次凸显出疾控中心目前的持续动荡。肯尼迪解雇领导层中多名资深职业科学家、重新审查疾控中心的科学结论，其一系列改革使得领导层俨然成了部长决策的橡皮图章，进而导致领导层集体辞职。 当这些岗位上没有资深公共卫生专业人士来提供政策建议、维护科学完整性时，如何维护公众对公共机构的信任？此次听证会召开之际恰逢ACIP下次会议的前夕，预计该委员会将重新评估儿童乙型肝炎（乙肝）疫苗、麻腮风水痘联合疫苗（MMRV疫苗）以及新冠疫苗的接种时间表。会议结果或许能为CDC的科学使命走向何方提供些启示。参考资料https://www.npr.org/sections/shots-health-news/2025/09/17/nx-s1-5544143/cdc-director-susan-monarez-testimony-rfk

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论文有误为何15年后撤销：是研究者的错，还是《科学》杂志的错？

潘 展 | 编 译近期，美国《科学》杂志撤销了一篇颇具争议的论文。15年前，也就是2010年《科学》发表了一篇论文，该论文称“与其他已知生命形式不同，在加利福尼亚莫诺湖荒凉水域中发现的一种微生物可以使用砷生长”，科学家将该生物命名为GFAJ-1。它是一种由时任美国宇航局天体生物学研究所和美国地质调查局研究员的费利莎·沃尔夫-西蒙 （Felisa Wolfe-Simon） 收集的细菌。代号为GFAJ-1的微生物在一份新闻稿中，研究者称这一发现“拓宽了我们对其他星球上存在生命可能性的思考，可能会重写生物学教科书”。当时，美国宇航局资助了这项研究，进而广为宣传，但随后其他研究人员试图复制这一研究都遭到了失败，由此论文引起了广泛的争议。此次《科学》杂志撤销这篇15年前激起人们争议的论文，引发了关于何时应该正式“纠正科学记录”的新辩论。数位长期批评该研究的学者对此次撤销表示赞赏。加州大学洛杉矶分校遗传学家列昂尼德·克鲁利亚克 （Leonid Kruglyak）表示，此举向读者发出信号，表明这篇论文存在“严重缺陷”。后续研究表明，GFAJ-1微生物的生长确实像其他已知生命一样需要磷酸盐，尽管该微生物可以耐受砷，但它并没有明显地将该元素掺入 DNA 中。对于撤稿，这项研究的作者抗议了这一决定以及期刊编辑给予的理由包括对数据有缺陷的指控。他们表示对论文结论的争议是“科学过程的正常组成部分”、“我们完全拒绝对重大缺陷的说法，” 亚利桑那州立大学地球化学家阿里尔·安巴尔是这篇论文作者之一，他表示“如果有更多关于 GFAJ-1 如何使用砷的数据，那就太好了。“其他的学者则质疑撤稿的时间，为何是在论文发表 15 年后，且就在《纽约时报》报道了作者的丑闻几个月后撤稿。openRxiv 的首席科学理查德·塞弗 （Richard Sever） 认为 Science 的举动是合理的，但同样的质疑为什么以前没有这样做。“撤回观察”联合创始人伊万·奥兰斯基（Ivan Oransky）也表达了类似的观点“这是否需要一家新闻媒体，呼吁一家期刊做正确的事情？”在这篇撤稿通知随附的一篇博文中，《科学》主编霍尔顿·索普和《科学》系列期刊执行主编瓦尔达·文森强调，GFAJ-1 论文中没有主观犯错迹象。他们指出随后的研究表明该论文的一些发现源于污染，而不是细菌使用砷，“这篇论文的关键结论是基于有缺陷的数据，撤稿有助于防止其他科学家浪费努力”。《科学》杂志在撤稿声明中表示。“《科学》对论文有缺陷的同行评审和编辑承担责任”，索普表示，“杂志应该寻找具有更广泛专业知识的审稿人”、“多年来，我们已经撤回了大量类似错误的论文，我们也不会对《科学》杂志的过刊进行全面审查”。原文链接https://www.science.org/content/article/fifteen-years-later-science-retracts-arsenic-life-paper-despite-study-authors

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2025

美国科研的“霸主地位”还能维持多久？

导读在全球各国的科研竞争中，美国常年霸榜第一。然而，随着国际竞争的加剧，美国在科学领域的霸主地位正面临前所未有的挑战，尤其是来自中国的强劲竞争。近年来，中国在科研投入、科研人员数量、科研成果产出及专利数量等方面均取得了显著进步，部分领域甚至已经超越了美国。美国科学界开始担忧，美国是否正在将科学研究的领先地位拱手让给其他国家。齐 萱 | 撰文1美国凭借强大的科研实力，常年霸榜一直以来，美国在基础科学领域占据霸主地位，获诺贝尔奖的数量远超其他国家总和，这一辉煌战绩自二十世纪中叶以来便一直延续至今。在过去的五年里，美国科研更是取得了举世瞩目的成就。2020年，两家美国制药公司携手研发出新冠疫苗，为全球抗疫做出了巨大贡献，并以此研究获得诺奖。两年后，一家来自加利福尼亚的初创公司推出了革命性的人工智能工具ChatGPT，再次展示了美国在科技创新方面的实力。 今年，美国在研发领域的投入预计将高达一万亿美元，这一数字远超其他国家，足以显示美国对科学研究的重视与投入。 美国的实验室更是全球研究者的梦之所向，来自世界各地的顶尖人才汇聚于此，其中外籍科学家占据了美国科学、技术、工程和医学（STEM）领域博士学位持有者的43%。2中美科研竞赛白热化，美国对国际人才吸引力下降然而，近期美国科学界开始担忧，美国是否正在将科学研究的领先地位拱手让给其他国家，尤其是中国。在许多关键的科学指标上，中国已经超越了美国。华盛顿特区美国国家科学院院长Marcia McNutt在6月的一次演讲中坦言：“美国科学正在失去全球STEM领域领导地位的感知和现实。” 美国科学界面临的担忧多种多样。从研发资金的限制到科学研究的日益政治化，再到移民问题的激烈辩论，这些问题共同营造了一种“美国对外国人日益敌视”的氛围。 美国国家科学院、工程院和医学院（NASEM）在8月的一份报告中警告称，美国“再也不能想当然地认为它会继续成为世界顶尖人才的首选目的地”。这些学术机构呼吁政府采取全面措施，吸引和留住国际人才，并改善国内的STEM教育。 科研的驱动力是资金，美国长期以来在科学技术领域占据领先地位，很大程度上得益于其科研投入远超其他国家，仅2022年，美国花费了9230亿美元，约占全球研发支出的30%。然而，随着中国经济的腾飞，其研发支出也随之飙升，达到8120亿美元。按购买力平价调整后的数额，中国在2022年已经接近美国的水平，照此趋势，中国在2030年前将与美国并驾齐驱。 在科研人员数量、科研成果产出及专利数量方面，美国已失去领先地位。2016年，中国成为科学与工程领域论文的最大生产国。2019年，中国在科学与工程领域授予的博士学位数量超过了美国。而根据美国国家科学基金会（NSF）3月发布的一份报告，2021年，中国在国际专利申请方面跃居首位。 尽管如此，一些研究科学指标的学者仍认为，中国在科研成果质量方面仍落后于美国。然而，这一局面也在发生改变。根据Web of Science数据库的数据，2020年，中国在全球被引次数最高的1%论文中所占份额超过了美国，这是衡量高影响力工作的一项指标。虽然被引次数统计是衡量影响力的不完美指标，但中国科研成果质量的提升已显而易见。去年，中国在权威期刊上发表的论文数量超过了美国。 3保持合作和开放，或成美国科研守擂关键哥伦布俄亥俄州立大学的研究政策专家Caroline Wagner表示，被引次数最高的论文均出自美国、中国和欧洲研究人员的联合研究。因此，保持国际合作和开放的科学交流对于美国科学的未来发展至关重要。由于美国严重依赖国际人才来推动其科学引擎的发展，一个关键问题是，美国是否仍将是全球研究人员学习和工作的首选之地。美国越来越依赖海外研究人员：去年颁发的科学和工程博士学位中，超过三分之一授予了国际学生（持临时签证者），计算机科学领域的这一比例高达59%。 纽约约克敦海茨科技巨头IBM的研究主管、现任美国国家科学基金会监督机构美国国家科学委员会主席达Darío Gil表示：“在依赖外国人才方面，我们达到了前所未有的高度。” 如果美国无法继续吸引和留住全球顶尖人才，其科学领域的领先地位将难以维持。 在这个关键时刻，美国需要采取全面措施来应对挑战。政府应加大对科研的投入，确保科研资金充足并得到有效利用。同时，应积极推动国际合作和交流，加强与其他国家在科研领域的合作与互动。参考资料The US is the world’s science superpower — but for how long?https://www.nature.com/articles/d41586-024-03403-4

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2025

刘光慧等团队最新Cell：发现运动抗衰的关键分子

运动作为生命活动的生物学基础，是公认高效且低成本的健康促进与抗衰干预策略。然而，其深层分子机制尚未完全阐明。核心科学问题包括：不同运动模式对机体健康的增益效应有何差异？长期运动如何系统性重塑多器官稳态？其相较于急性运动刺激的核心生物学差异是什么？能否研发具备口服活性、靶点清晰的小分子“运动模拟物”以复现运动有益效应？解析这些关键问题，不仅将揭示运动益寿的分子基础，更将为抗衰药物研发及精准健康干预策略奠定理论基础。2025 年 6 月 25 日，北京干细胞与再生医学研究院/中国科学院动物研究所刘光慧研究员、曲静研究员、宋默识研究员联合国家生物信息中心张维绮研究员及首都医科大学宣武医院王思研究员团队，在 Cell 杂志上发表了题为“Systematic profiling reveals betaine as an exercise mimetic for geroprotection”的研究论文。研究团队历时六年，首次系统解析了人体对急性单次运动与长期规律运动的分子-细胞动态响应谱，揭示肾脏是运动效应的关键应答器官——其内源代谢物甜菜碱（betaine）作为衰老延缓的核心分子信使，通过靶向抑制天然免疫枢纽激酶 TBK1，协同阻遏炎症并缓解多器官衰老进程。该发现不仅为"运动即青春之泉"的古老认知提供分子注脚，更开创了基于"运动模拟药物"实现系统性抗衰干预的全新策略。DOI: 10.1016/j.cell.2025.06.00101跨物种研究：从动物到人类的探索在漫长进化历程中，不同物种应对环境压力发展出各异的生存策略，其运动响应的分子机制显著分化。系统开展跨物种联合研究，剖析人类与常用模式生物（如小鼠）在运动效应与机制层面的异同，对于揭示运动促进健康的普适规律至关重要。基于此，研究团队于 2019 年同步启动了运动影响小鼠与人类健康的研究项目。2023 年，团队取得阶段性进展，领先美国国立卫生研究院下属“体育活动分子传感器联盟”，系统刻画了年轻及年老小鼠 14 种器官组织对长期有氧运动的细胞分子响应特征，在时空尺度上解析了器官间协同响应的动态网络，精准阐明了运动通过重塑节律因子调控网络、激活血管新生信号、抑制多器官慢性炎症等核心通路从而延缓机体衰老的整合机制，为理解运动系统性延缓衰老提供了新视角。这一发现为后续深入解析运动对人类健康的复杂效应及开发靶向干预策略奠定了前期基础。02从静息到长期运动的纵深解析该研究招募了 13 名健康男性志愿者，开展了设计严格的自身对照试验。试验分为三个阶段：第一阶段为 45 天的“静息”基线期，利用严格标准化流程控制运动变量及饮食/睡眠等混杂因素；第二阶段为一次性 40 分钟 5 公里跑步的急性运动期；第三阶段为 25 天的长期规律运动期，从隔天一次逐渐过渡到每天一次的 5 公里跑步。研究人员通过采集志愿者在不同时间阶段的血液和粪便样本，并结合健康体检数据，运用多组学分析手段，包括血液单细胞转录组学、血浆蛋白质组学、血浆代谢组学以及肠道微生物组学和代谢组学，构建了多模态数据耦合分析框架。借助这一框架，研究人员首次将运动适应性反应这一复杂的系统生物学问题解构为一个可量化的多组学动态网络。进一步结合"人-鼠"跨物种验证体系，系统解析了单次急性运动与长期规律运动后的生理适应表现与机制。03运动延缓衰老的机制：跨维度全面解析（1）急性与长期运动的差异化效应首次解析了急性与长期运动的分子分界：急性运动激发“生存应激型”代谢风暴与氧化损伤，而长期运动则驱动健康导向的代谢-免疫稳态重塑，并建立以代谢重编程、免疫年轻化、表观遗传维稳及抗氧化能力提升为支柱的多维适应体系。长期运动同步重塑肠道菌群结构，抑制病原共生菌丰度，协同调控机体能量代谢。（2）长期运动重塑 T 淋巴细胞年轻态长期运动从三方面延缓了 T 细胞衰老：增强外周免疫细胞基因组与表观遗传稳定性；激活 NRF2 通路抑制炎症因子及免疫抑制受体表达；促进 T 细胞存活、增殖与分化能力。机制研究表明，转录因子 ETS1 在运动促进 T 细胞年轻化中发挥核心调控作用。（3）运动诱导肾脏甜菜碱内源合成在小鼠运动模型基础上，研究发现长期运动可显著上调肾脏甜菜碱水平。甜菜碱的合成依赖线粒体胆碱的两步氧化代谢，胆碱脱氢酶（CHDH）作为关键限速酶，在运动小鼠肾脏中诱导表达，可能是内源性甜菜碱生成的关键调控节点。图：长期运动提升小鼠肾脏髓质 CHDH 表达量，对照组（左）；运动组（右）（4）甜菜碱模拟运动延缓多器官衰老甜菜碱能精准模拟长期运动的益处。体外实验表明，以运动诱导剂量的甜菜碱处理，可显著改善多种人类二倍体细胞（肾上皮细胞、血管内皮细胞、间充质基质细胞、巨噬细胞）的衰老表型。老年小鼠口服干预实验表明，甜菜碱延长健康寿命并显著改善五大功能指标：代谢能力增强、肾功能提升、运动协调性改善、抑郁样行为减少及认知功能提高。病理组织学与单细胞转录组的整合分析，进一步证实甜菜碱具有延缓多器官衰老的功效，尤以肾脏与骨骼肌为著。（5）甜菜碱靶向抑制 TBK1 激酶活性化学生物学研究揭示，天然免疫激酶 TBK1 是甜菜碱的直接作用靶点。甜菜碱特异性结合 TBK1 并抑制其激酶活性，进而阻断下游 IRF3/NF-κB 信号通路激活，抑制促炎因子表达。在感染性炎症及自然衰老的模型中，口服甜菜碱显著降低多组织 TBK1 磷酸化水平，有效减少免疫细胞浸润并抑制促炎因子释放。图：口服甜菜碱有效减缓老年小鼠肾脏纤维化，对照组（左）；干预组（右）04从分子开关到抗衰新策该研究构建了多模态时空动态分析框架，系统地揭示了“运动悖论”的分子调控机制。研究发现，急性运动激活 IL-6/皮质酮轴，触发以生存为导向的炎症应激反应；而长期运动则通过肾脏-甜菜碱-TBK1 抑制轴，推动系统性抗炎稳态的重建。这一成果动态全景式地绘制出运动代谢重编程的轨迹——从急性期的氨基酸耗竭型“代谢混沌态”，逐步演进至长期适应期的甜菜碱协调型“多器官稳态期”。研究进一步将运动效应解码为可靶向的化学通路，证实天然代谢物甜菜碱是介导运动保护信号的关键介质。通过抑制 TBK1 激酶，甜菜碱传递健康效应，并构建了“靶点识别-机制验证”的化学生物学闭环。这些发现为“运动即良药”提供了跨尺度（分子-细胞-器官）、跨物种、多层级的科学证据，为开展主动健康干预衰老研究提供了重要的理论支持。在转化应用层面，甜菜碱被确立为首个机制明确的内源性“运动模拟物”。其低剂量有效性和良好的安全性，为无法耐受长期高强度运动的老年群体提供了一种潜在的抗衰替代策略。更重要的是，该研究开创了“内源性代谢物介导运动效益”的研发新范式，将复杂的生理效应转化为可量化、可操作的化学语言，为基于代谢重编程的衰老干预开辟了新的路径。图：运动健康效益及其分子机制05未来展望：运动干预的精准转化之路该研究借助纵向人群队列分析，首次精准锚定运动诱导系统性抗炎程序激活的关键时间窗口，深度剖析运动时序与代谢重塑的分子关联。然而，要实现运动干预的精准转化，需攻克以下核心挑战：基础机制深化方面，需构建最小有效运动剂量量化模型，着重解析年龄、性别对甜菜碱诱导效应的差异化调控机制；深入探究甜菜碱-TBK1 互作的分子结构基础，为靶向干预筑牢理论根基；同时拓展多组学平台，挖掘潜在运动模拟物。临床转化推进方面，应加速老年慢病人群甜菜碱药代动力学研究，搭建体液水平与衰老表型的定量关联桥梁；通过多中心临床试验，验证干预的普适性，并整合 TBK1 磷酸化等标志物，构建精准评估体系；此外，探索甜菜碱协同用药策略，开发高选择性衍生物，以增强抗炎抗衰功效。推动这些方向的发展，将促使运动干预从经验性方案迈向精准医学，助力抗衰管理从宏观表型评估升级为分子量化监测，为新型运动模拟药物研发提供全方位技术支撑。总体而言，该研究系统性地剖析了运动重塑人体生理、延缓衰老的关键分子枢纽。“运动模拟物”甜菜碱不仅能精准模拟运动的抗炎与衰老保护效应，还能规避运动相关损伤风险，为老年群体开辟新型健康增益策略。尽管仍有一些关键科学问题亟待攻克，但这些发现已深化对运动健康益处的认知，开拓了科学抗衰的新路径，为推进健康老龄化研究提供了重要的科学依据。北京干细胞与再生医学研究院/中国科学院动物研究所刘光慧研究员、曲静研究员、宋默识研究员，国家生物信息中心张维绮研究员，首都医科大学宣武医院王思研究员为论文的共同通讯作者。

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为什么总是吃不饱？华人学者张召最新Science揭示大脑纤毛发挥了关键作用

在节食与意志力之间苦苦挣扎的人们，或许并未意识到，控制食欲的关键，可能藏在大脑神经元上的一根细小纤毛里。2025年6月5日，德克萨斯大学西南医学中心张召团队在Science杂志发表研究，发现一种名为GPR45的G蛋白偶联受体，在调控进食行为中发挥关键作用。研究显示，GPR45 并不直接传递信号，而是负责把一个关键的信号分子“送”到正确的位置——大脑神经元的初级纤毛（primary cilia）。这个定位过程一旦失效，饱腹信号链条随之中断，大脑便误以为身体仍处于饥饿状态，从而触发持续进食，最终导致肥胖。该论文题为：GPR45 modulates Gαs at primary cilia of the paraventricular hypothalamus to control food intake，由寻禹与蒋怡翱为共同第一作者。研究起始于一项基于随机诱变的大规模小鼠正向遗传学筛选。在两个独立的突变谱系中，研究人员观察到极端的肥胖表型。通过自动化连锁分析（automatic meiotic mapping），两个致病点突变均被定位至Gpr45基因。Gpr45基因敲除小鼠重现了同样的肥胖表型，然而，GPR45缺失并未显著改变小鼠的能量消耗或活动水平，但进食量明显增加。配对喂养（pair-feeding）实验显示，通过控制食物摄入量，这些突变小鼠的体重可以恢复正常，表明食欲失调是导致肥胖的直接原因。进一步研究发现，GPR45蛋白在下丘脑室旁核（PVH）中高度表达。该区域是调控摄食的关键神经中枢，富含MC4R等经典信号通路的核心因子。值得注意的是，GPR45 并不均匀分布在神经元表面，而是精准定位于初级纤毛之上。初级纤毛被认为是神经元的信号接收平台，多个调控摄食的关键通路（如MC4R-ADCY3）都在这里定位，但调控其功能的分子机制并不清楚。机制层面显示，GPR45 并不直接激活任何下游信号分子，而是作为转运因子，将 Gαs蛋白引导进入纤毛。Gαs是一个重要的信号传递分子，位于MC4R的下游，能够激活腺苷酸环化酶 ADCY3，产生cAMP 并抑制进食。GPR45 缺失后，Gαs无法进入纤毛，ADCY3 不能被激活，饱腹信号链路中断，导致大脑“误判”身体处于饥饿状态，进而驱动持续进食。而之前发现的两个GPR45点突变（S214P 和 Y287C），虽然并未影响蛋白本身的表达，但均破坏了其进入纤毛和转运Gαs的能力。这类突变也同样无法恢复小鼠的正常摄食行为，进一步证明 GPR45 的“定位功能”而非信号转导本身，是其调控食欲的关键。尽管本研究尚未直接检测 GPR45 在人类组织中的表达或功能，但从序列高度保守性和下丘脑区域的功能对比推测，这一机制在人类中可能同样存在。考虑到 GPCR 是当前药物开发中最成熟的靶点家族，而最近广受关注的 GLP-1 类减肥药也属于该类受体，GPR45 作为一种以“空间定位”而非激活信号为核心功能的受体，为开发新型抗肥胖疗法提供了新思路。这项工作带来的启发不仅仅是一条新的信号通路，更是一种理解中枢调控的方式转变。大脑对能量状态的判断，依赖一整套复杂而精密的分子组织系统，而这些系统的正常运作，或许只需要某一个分子“准确地出现在它该在的位置上”。而当这种“空间错位”发生，即便通路本身并未被破坏，也足以引发系统性失调。也因此，这根被长期忽视的纤毛，开始在代谢研究中扮演越来越核心的角色。它既是神经元的信息中转站，也可能是饥饿与饱腹、节制与冲动之间的关键转折点。未来针对中枢性肥胖的治疗，也许不只是刺激或阻断某一通路，而是重新建立那些在微观尺度上“错位”的连接。从神经元的纤毛出发，这项研究连接了分子定位、信号传导与行为调控三大层次，为理解肥胖的中枢机制打开了一条新的通道。在科学探索“吃不饱”的问题背后，我们看到的其实是大脑内部一次精准而脆弱的信息传递，而一根纤毛，或许正是这套系统能否正常运行的关键。原文链接https://doi.org/10.1126/science.adp3989

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09/05

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公开同行评议内容，Nature全面推行透明评审

导读近日，在学术出版界发生了一件大事，全球顶级学术期刊Nature进行了一项重大变革，将全面推行透明同行评审，所有新提交至《自然》并最终发表的研究论文，都将附上审稿人报告和作者回复。在一篇论文最终发表前，同行评审（Peer Review）一直扮演着至关重要的角色，它就像一位严谨的“把关者”，确保每一篇发表的论文都经得起推敲。一篇研究论文的成功发表，是作者、审稿人在编辑的牵线下进行反复推磨、广泛交流的成果。这些讨论可能持续数月之久，这个极其重要过程在过去往往被“隐身”。此次Nature的带头示范，或许将让科学出版更为透明，让参与其中的审稿人获得更多的认可。齐 萱 | 编译01Nature的最新动作2024年6月16日，《Nature》宣布了一项重大变革：即日起所有新投稿并最终发表的研究论文，将“自动附上审稿人报告与作者回复”。这意味着，读者不仅能阅读论文结论，还能见证科学成果背后的“锻造过程”。实际上，Nature自2020年起就试行“透明同行评审”，允许作者自愿公开评审文件；其子刊Nature Communications更早于2016年便已推行这一政策。从该政策推行以来，就有不少论文开始公开评审报告，如2021年Nature发表的974篇文章中，就有447篇附有匿名的评审报告。而此次改革标志着，透明评审从“可选公开”变为“默认公开”，科学出版透明化迈入新阶段。 一篇论文的最终成文，远非印刷页面上那般平静——它往往历经数月甚至数年的打磨，凝结了作者、审稿人与编辑的反复交锋。然而，这些可能改变研究走向的关键对话，一直以来却被锁在编辑部的保密档案中。 Nature在直言，此次的公开决定旨在“揭开科学生产的‘黑箱’”。02何为同行评审同行评审是科学研究领域中保障学术质量的核心机制，指由同一领域具备专业知识和经验的专家，对学术论文、科研项目或科研成果进行系统性评估的过程。其核心功能在于通过专家评审，筛选高质量研究、提升成果严谨性，并维护学术诚信。这一制度贯穿于科学研究的各个环节，从论文发表前的质量把关到科研基金的评审分配，均发挥着不可替代的作用。同行评审能够提升论文质量。作者与审稿人之间的交流应该被视为科学记录的重要组成部分，就如同它们是开展和传播研究的关键环节一样。Nature直到1973年才开始要求所有发表的研究文章都必须经过同行评审。03从“封闭”评审到“开放”是趋势然而，在大多数领域，同行评审交流的内容被视为机密。这意味着大家很少有机会了解这些讨论的内容。此次，Nature推行透明同行评审，引领科学出版从“结果导向”转向“过程透明”，不仅是展现科学结论背后的思辨过程，更是对科学精神的一次全面有力弘扬。对初入学术圈的科研人员而言，公开的审稿报告就像“大师课”，能获益颇多。公开评审也能增强对科学流程的监督，让社会更理解科研的“自我纠错”机制。 当然，Nature并非独自在努力，从eLife的“预印本+开放评审”模式，到F1000Research的“发表后评议”，越来越多期刊正尝试打破“评审保密”的百年惯例。这场变革背后，是科学共同体对开放、协作精神的回归——正如Nature所言：“作者与审稿人的交流，本身就是科学记录的重要部分。”或许，当我们能清晰看到一篇论文如何被质疑、修正直至完善时，科学的公信力与生命力才真正得以彰显。 参考资料1.Transparent peer review to be extended to all of Nature’s research papershttps://www.nature.com/articles/d41586-025-01880-92.Nature is trialling transparent peer review — the early results are encouraginghttps://www.nature.com/articles/d41586-022-00493-w

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最新PNAS论文：睡眠不足，会加重牙周炎病

当今社会，由于学习压力、工作压力等原因，睡眠不足已成为常见现象。口腔牙周炎是最常见的慢性炎症性疾病之一，会导致患者牙齿缺失，甚至影响全身健康，对患者生活质量造成显著影响。已发现，睡眠不足与牙周炎疾病之间具有关联性。探究睡眠不足影响口腔牙周炎疾病的具体机制，对于睡眠不足的牙周炎患者的干预治疗至关重要。近日，同济大学口腔医学院孙瑶教授团队，联合复旦大学生命科学院张智副研究员团队、河南大学抗体药物实验室李霞教授团队在PNAS发表题为Sleep Deficiency Exacerbates Periodontal Inflammation via Trigeminal TRPV1 Neurons的研究论文。该研究揭示，睡眠不足会通过神经-血管-免疫轴，造成口腔牙周炎疾病加重，这为缺乏睡眠的牙周炎病人的干预治疗提供新的理论基础。 睡眠是维持整体健康至关重要的基本生物活动，然而，全球有超过30%的成年人存在睡眠不足 (sleep deficiency) 的问题【1】。睡眠不足与多种炎症性疾病有关，其中包括口腔牙周炎。口腔牙周炎 (periodontitis) 是最常见的慢性炎症性疾病之一，会导致牙齿脱落、甚至全身性健康稳态失衡。临床研究表明，睡眠不足会增加重度牙周炎的风险【2,3】。尽管有研究表明，严重缺乏睡眠会影响全身免疫系统，完全的睡眠剥夺会加重牙周组织炎症反应【4,5】。 但睡眠不足引发的牙周局部炎症级联反应加剧，及导致牙周组织破坏加重的确切机制仍然不清楚。这一知识空白对治疗睡眠不足相关的牙周炎带来了挑战。研究人员首先通过分析National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES) 数据库人群数据，结合小鼠动物模型，证明睡眠不足会显著加重牙周炎牙周组织破坏和促进牙周局部免疫细胞浸润。进一步，通过逆行神经示踪实验技术、钙离子成像等实验，发现支配牙周组织的三叉神经元主要为TRPV1神经元，且睡眠不足会提高TRPV1神经元的敏感性。通过化学消融方式去除三叉神经节的TRPV1神经元，有效减轻睡眠不足对牙周炎的加重作用，证明TRPV1神经元在睡眠不足加重牙周炎疾病中发挥重要作用。机制研究表明，睡眠不足促进牙周炎小鼠三叉神经TRPV1神经元P物质（substance P, SP）的合成与牙周释放，SP作用于血管内皮细胞（endothelia cells, VECs）表面的NK1R (neurokinin 1 receptor,NK1R) 受体，促进局部血管形成并提高血管通透性，导致浸润免疫细胞增加，加重牙周炎疾病（图1）。图1 睡眠不足加重牙周炎机制示意图该研究揭示了“神经元-血管-免疫”调控轴在睡眠不足加剧慢性炎症中的核心作用，不仅为牙周炎治疗提供了新思路，更为慢性炎症性疾病的神经调控机制及其干预策略带来了全新认知。同时，该研究为理解睡眠相关神经调控如何影响全身健康及慢性炎症发病机制作出重要贡献。同济大学口腔医学院孙瑶教授、复旦大学生命科学院张智副研究员和河南大学抗体药物实验室李霞教授为论文共同通讯作者，同济大学口腔医学院博士研究生李俊辉为论文第一作者。原文链接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2424169122 参考文献： 1. Y. Liu et al., Prevalence of Healthy Sleep Duration among Adults--United States, 2014. MMWR. Morbidity and mortality weekly report 65, 137-141 (2016). 2. M. Iwasaki et al., Sleep duration and severe periodontitis in middle-aged Japanese workers. J Clin Periodontol 49, 59-66 (2022).3. M. Romandini et al., The association between periodontitis and sleep duration. J Clin Periodontol 44, 490-501 (2017). 4. D. Sang et al., Prolonged sleep deprivation induces a cytokine-storm-like syndrome in mammals. Cell 10.1016/j.cell.2023.10.025 (2023). 5. T. Nakada, T. Kato, Y. Numabe, Effects of fatigue from sleep deprivation on experimental periodontitis in rats. Journal of periodontal research 50, 131-137 (2015).

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中山大学最新Cell：过度抑制糖代谢，反而加剧癌症转移？

7月15日晚，中山大学生命科学学院邝栋明教授、魏瑗副教授团队在《细胞》（Cell）期刊发表题为“Glucose Restriction Shapes Pre-Metastatic Innate Immune Landscapes in Lung through Exosomal TRAIL”的研究论文。研究系统揭示了葡萄糖限制通过外泌体-免疫调控轴影响肺部转移前微环境的机制，并提出了代谢与免疫联合干预的潜在治疗策略。葡萄糖代谢是支撑肿瘤快速增殖的核心能量来源。近年来，抑制糖代谢（如低碳水化合物饮食）逐渐成为一种被广泛关注的潜在抗肿瘤策略。然而，在肿瘤治疗中，仅控制肿瘤生长并不能有效改善患者预后，远处转移才是导致高死亡率的根本原因。葡萄糖剥夺对细胞而言是一种重要的代谢应激。一个关键问题是：在限制葡萄糖代谢的过程中，是否可能诱导肿瘤细胞向更具侵袭性的表型演化？ 近年来研究提示，靶向葡萄糖代谢不仅影响肿瘤能量供给，也可能激活多种应激反应，改变肿瘤微环境组成，特别是影响免疫调控机制。然而，目前尚缺乏系统研究探讨糖代谢干预对远端免疫环境和转移前生态位形成的影响。1葡萄糖代谢缺陷与转移风险升高相关研究首先分析了15种肿瘤类型的大规模患者数据，发现葡萄糖代谢活性较低的患者术后两年内复发风险显著升高。在肝癌患者中，术后发生肺转移者的肿瘤组织葡萄糖代谢显著低于未转移者。在多种小鼠肿瘤模型中，研究者进一步证实，无论是通过低碳水化合物饮食还是遗传干预降低肿瘤糖代谢水平，均显著增强肺转移倾向。需要强调的是，转移增加并非由于葡萄糖剥夺增强了肿瘤细胞自身的迁移能力，而是葡萄糖代谢缺陷的细胞通过“旁观者效应”促进邻近代谢正常肿瘤细胞的转移能力。2TRAIL介导的免疫耗竭促进转移前生态位形成研究显示，葡萄糖剥夺诱导肿瘤细胞内质网应激，激活E3泛素连接酶HRD1，促进TRAIL在K63位点的泛素化修饰，并通过ESCRT复合体将其包装入外泌体。该类外泌体携带的TRAIL释放至肺部后，可诱导PVR⁺巨噬细胞极化，进而通过PVR–TIGIT轴耗竭肺部NK细胞功能，从而建立有利于肿瘤定植的免疫微环境。在多个动物模型中，阻断TIGIT可显著降低肺部转移负担，且对原位肿瘤生长亦有抑制作用，提示TIGIT可能成为代谢应激相关转移的干预靶点。3外泌体TRAIL作为预测转移的潜在生物标志物研究还发现，血浆外泌体中TRAIL的表达水平可作为预测肝癌术后肺转移的有效生物标志物，其敏感性和特异性优于传统的AFP及肿瘤体积指标，未来有望应用于转移高风险患者的早期筛查与精准管理。4研究意义与展望该研究从临床现象出发，结合多组学与体内实验证据，系统揭示了葡萄糖限制可通过外泌体-免疫轴重塑远端免疫环境、促进转移的机制，并提出TIGIT通路作为联合干预靶点，具有重要的基础研究价值和临床转化潜力。该研究结果提示，在肿瘤治疗或预防中，应谨慎评估代谢干预的系统性影响。对于肿瘤患者而言，过度“控糖”可能带来转移风险；对于尚未确诊但存在潜在病灶的个体而言，极端的低碳水饮食亦可能为肿瘤转移创造条件。中山大学生命科学学院邝栋明教授、魏瑗副教授为文章通讯作者，吴财源博士、黄春祥博士、中山大学肿瘤防治中心劳向明主任医师为共同第一作者。海军军医大学东方肝胆外科医院陈磊教授、中国科学技术大学刘连新教授、中山大学郑利民教授等为该研究提供了重要支持。相关论文信息https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.06.027

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2025

北京脑中心最新Neuron：首次系统鉴定人脑-血液交换代谢物

脑是哺乳动物器官中结构和功能最复杂的器官之一，具有高能量需求、代谢旺盛的特点。尽管人脑体积相对较小（约占体重的2%），但能消耗全身近20%的葡萄糖和氧气。大脑的生命活动，如生长发育、衰老，各种神经活动以及功能维持，都离不开特定的生化物质，包括用于能量供应的“燃料”、构成结构的氨基酸和脂质、神经网络中的特异性递质以及各种信号分子等。大脑的新陈代谢非常活跃，且极易受到缺氧和灌注不足的影响。神经环路的持续活动、食物匮乏和体力消耗等环境压力可以造成各种能量负担，脑细胞对此能产生适应性反应。然而，迄今为止，生理和病理情况下大脑调节新陈代谢的细胞学和分子生物学机制仍然不清楚，许多科学问题仍未得到解决。例如，大脑究竟从血液中摄取什么物质？释放哪些物质到血液循环中？了解大脑的代谢物输入与输出有望为研究神经生物学和神经精神疾病提供新的思路。图1 人脑动静脉对比分析示意图2025年3月26日，北京脑科学与类脑研究所/北京协和医学院戈鹉平与首都医科大学附属北京天坛医院王伊龙、莫大鹏团队在Neuron上发表题为Comprehensive characterization of metabolic consumption and production by the human brain的论文，首次成功高通量系统鉴定人脑净吸收和净释放的代谢物和脂质。图2 本研究主要发现脑-血净交换1365种代谢物和140种脂质研究人员前期收集了人脑静脉窦(出脑的汇集静脉)、股静脉（出腿部组织汇集静脉）和股动脉的血浆样本，并进行了代谢组学和脂质组学的测定。在这些样本中，通过比对动脉和人脑静脉窦血液样品，检测到了5384种代谢物，其中1365种代谢物被人脑显著吸收或释放（738种吸收，627种释放），占比25.3%。通过比对动脉和腿部静脉血液样品，1,508种代谢物被腿部显著吸收或释放（737种吸收，771种释放），占比28.0%，其余代谢物在动静脉之间的浓度接近。图3 本研究采血点示意图在人脑动静脉代谢组数据中，研究团队发现，大脑对葡萄糖的净摄取绝对量最高（656.47 μM），次黄嘌呤（hypoxanthine）为净吸收率最高的代谢物，动脉中48.4%被大脑摄取。谷氨酸（味精的主要成分）也在本研究中显示为人脑净吸收，对于一个成年男性而言，其大脑平均每天可以净吸收5g谷氨酸。谷氨酰胺（glutamine）为脑部净释放量最高的代谢物（439.18 μM），丙酮酸（pyruvate）也被显著释放，提示葡萄糖代谢副产物的外排机制。研究者在人脑动静脉脂质组数据中检测到654种脂质，其中140种脂质被大脑显著吸收或释放（63种吸收，77种释放），甘油三酯（triacylglycerols, TAG）是大脑消耗最显著的脂质类别，与能量储存相关；磷脂酰乙醇胺（PE）、磷脂酰肌醇（PI）和游离脂肪酸（FFA）是大脑释放最显著的脂质类别，与膜结构成分相关。图4 人脑代谢物及脂质净吸收与释放的火山图分析图5 不同代谢物在人脑中的绝对摄取/释放量和相对摄取/释放百分比随后，研究者比较了脑静脉狭窄（CVSS）与脑静脉血栓（CVST）患者的脑-血代谢交换差异，CVSS患者的大脑消耗了更多的葡萄糖和乳酸，并释放了更多葡萄糖代谢副产物（如丙酮酸、琥珀酸和苹果酸），表明其葡萄糖利用增加，但线粒体氧化磷酸化减少。CVST患者则消耗了更多的色氨酸（tryptophan）、TAG50:3(16:2)和TAG54:4(16:0)，并释放了更多的柠檬酸（citrate），但消耗的葡萄糖和乳酸较少。图6 脑静脉窦血栓（CVST）与脑静脉窦狭窄（CVSS）患者脑吸收及释放差异物质的通路分析研究者进一步探讨了年龄对人脑代谢的影响，分析了年龄与脑部代谢物摄取和释放的相关性，鉴定出8种代谢物和15种脂质的血脑交换特性与年龄相关。随着年龄增长，大脑对葡萄糖的摄取减少，反映出大脑代谢活性的降低。大脑对TAG 48:3(18:1)的消耗随年龄增长而增加，大脑释放的天冬酰胺（asparagine）、胆绿素（biliverdin）和溶血磷脂酰胆碱（LPC）随年龄增长而增加。图7 人脑-血液代谢交换随年龄的改变；葡萄糖脑吸收和释放与年龄的关系本研究为人脑代谢研究提供了全新的高通量数据，首次系统测定了人脑摄取与释放的代谢物和脂质。研究结果拓展了我们对大脑能量代谢的理解，还为衰老、神经系统疾病的代谢机制研究提供了新的理论基础和有效的技术手段。北京脑科学与类脑研究所/首都医科大学/协和医学院联合培养博士研究生周乐波、首都医科大学-北京脑科学与类脑研究所联合培养研究生王楠和博士后邱宝山为本文共同第一作者。北京脑所生物质谱中心的李溱教授、孙祥丽博士、于晓倩工程师为本工作提供了技术支持。本研究也得到首都医科大学吉训明教授的帮助与支持。北京脑所的姚迪、贺淼清、李桐、谢毓峰、毕湛迎、博士俞杰在本课题中也作出了重要贡献。原文链接https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(25)00175-8

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北京脑中心最新Neuron：首次系统鉴定人脑-血液交换代谢物

脑是哺乳动物器官中结构和功能最复杂的器官之一，具有高能量需求、代谢旺盛的特点。尽管人脑体积相对较小（约占体重的2%），但能消耗全身近20%的葡萄糖和氧气。大脑的生命活动，如生长发育、衰老，各种神经活动以及功能维持，都离不开特定的生化物质，包括用于能量供应的“燃料”、构成结构的氨基酸和脂质、神经网络中的特异性递质以及各种信号分子等。大脑的新陈代谢非常活跃，且极易受到缺氧和灌注不足的影响。神经环路的持续活动、食物匮乏和体力消耗等环境压力可以造成各种能量负担，脑细胞对此能产生适应性反应。然而，迄今为止，生理和病理情况下大脑调节新陈代谢的细胞学和分子生物学机制仍然不清楚，许多科学问题仍未得到解决。例如，大脑究竟从血液中摄取什么物质？释放哪些物质到血液循环中？了解大脑的代谢物输入与输出有望为研究神经生物学和神经精神疾病提供新的思路。图1 人脑动静脉对比分析示意图2025年3月26日，北京脑科学与类脑研究所/北京协和医学院戈鹉平与首都医科大学附属北京天坛医院王伊龙、莫大鹏团队在Neuron上发表题为Comprehensive characterization of metabolic consumption and production by the human brain的论文，首次成功高通量系统鉴定人脑净吸收和净释放的代谢物和脂质。图2 本研究主要发现脑-血净交换1365种代谢物和140种脂质研究人员前期收集了人脑静脉窦(出脑的汇集静脉)、股静脉（出腿部组织汇集静脉）和股动脉的血浆样本，并进行了代谢组学和脂质组学的测定。在这些样本中，通过比对动脉和人脑静脉窦血液样品，检测到了5384种代谢物，其中1365种代谢物被人脑显著吸收或释放（738种吸收，627种释放），占比25.3%。通过比对动脉和腿部静脉血液样品，1,508种代谢物被腿部显著吸收或释放（737种吸收，771种释放），占比28.0%，其余代谢物在动静脉之间的浓度接近。图3 本研究采血点示意图在人脑动静脉代谢组数据中，研究团队发现，大脑对葡萄糖的净摄取绝对量最高（656.47 μM），次黄嘌呤（hypoxanthine）为净吸收率最高的代谢物，动脉中48.4%被大脑摄取。谷氨酸（味精的主要成分）也在本研究中显示为人脑净吸收，对于一个成年男性而言，其大脑平均每天可以净吸收5g谷氨酸。谷氨酰胺（glutamine）为脑部净释放量最高的代谢物（439.18 μM），丙酮酸（pyruvate）也被显著释放，提示葡萄糖代谢副产物的外排机制。研究者在人脑动静脉脂质组数据中检测到654种脂质，其中140种脂质被大脑显著吸收或释放（63种吸收，77种释放），甘油三酯（triacylglycerols, TAG）是大脑消耗最显著的脂质类别，与能量储存相关；磷脂酰乙醇胺（PE）、磷脂酰肌醇（PI）和游离脂肪酸（FFA）是大脑释放最显著的脂质类别，与膜结构成分相关。图4 人脑代谢物及脂质净吸收与释放的火山图分析图5 不同代谢物在人脑中的绝对摄取/释放量和相对摄取/释放百分比随后，研究者比较了脑静脉狭窄（CVSS）与脑静脉血栓（CVST）患者的脑-血代谢交换差异，CVSS患者的大脑消耗了更多的葡萄糖和乳酸，并释放了更多葡萄糖代谢副产物（如丙酮酸、琥珀酸和苹果酸），表明其葡萄糖利用增加，但线粒体氧化磷酸化减少。CVST患者则消耗了更多的色氨酸（tryptophan）、TAG50:3(16:2)和TAG54:4(16:0)，并释放了更多的柠檬酸（citrate），但消耗的葡萄糖和乳酸较少。图6 脑静脉窦血栓（CVST）与脑静脉窦狭窄（CVSS）患者脑吸收及释放差异物质的通路分析研究者进一步探讨了年龄对人脑代谢的影响，分析了年龄与脑部代谢物摄取和释放的相关性，鉴定出8种代谢物和15种脂质的血脑交换特性与年龄相关。随着年龄增长，大脑对葡萄糖的摄取减少，反映出大脑代谢活性的降低。大脑对TAG 48:3(18:1)的消耗随年龄增长而增加，大脑释放的天冬酰胺（asparagine）、胆绿素（biliverdin）和溶血磷脂酰胆碱（LPC）随年龄增长而增加。图7 人脑-血液代谢交换随年龄的改变；葡萄糖脑吸收和释放与年龄的关系本研究为人脑代谢研究提供了全新的高通量数据，首次系统测定了人脑摄取与释放的代谢物和脂质。研究结果拓展了我们对大脑能量代谢的理解，还为衰老、神经系统疾病的代谢机制研究提供了新的理论基础和有效的技术手段。北京脑科学与类脑研究所/首都医科大学/协和医学院联合培养博士研究生周乐波、首都医科大学-北京脑科学与类脑研究所联合培养研究生王楠和博士后邱宝山为本文共同第一作者。北京脑所生物质谱中心的李溱教授、孙祥丽博士、于晓倩工程师为本工作提供了技术支持。本研究也得到首都医科大学吉训明教授的帮助与支持。北京脑所的姚迪、贺淼清、李桐、谢毓峰、毕湛迎、博士俞杰在本课题中也作出了重要贡献。原文链接https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(25)00175-8

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猪肝变人肝！窦科峰团队在Nature发表国际首个异种肝脏移植研究工作

肝移植作为终末期肝病的根治性疗法，面临供体器官严重短缺的全球性难题。基于猪源器官的生理结构近似性和基因编辑技术的突破，异种移植已展现革命性潜力。既往研究虽在心脏和肾脏异种移植中取得阶段性成果，但肝脏因其独特的代谢功能与免疫特性，始终未能实现人体内移植。仅有一国外科研团队在2024年首次尝试体外猪肝辅助治疗并发肝衰竭的脑死亡患者，为技术突破奠定基础。2025年3月26日，空军军医大学西京医院肝胆外科窦科峰院士团队在Nature发表题为Gene-modified pig-to-human liver xenotransplantation 的研究论文，报道了六基因编辑猪肝脏经异位辅助移植到脑死亡患者体内后的效果。研究团队选用了一头六基因编辑的巴马小型猪作为供体。通过流式细胞术和免疫组化等手段确认了相关基因编辑的成功，包括超急性排斥相关基因GGTA1、B4GALNT2和CMAH敲除，人类补体调节蛋白CD46和CD55，以及人类血栓调节蛋白TBM过表达。同时，猪内源性逆转录病毒（PERV）和猪巨细胞病毒（PCMV）在受体中未被检测到，微嵌合现象也未出现。研究团队采用了异位辅助性肝移植的方式，在保留供体自身肝脏的同时，将异种肝脏安置于下腹部。供肝在移植后即刻产生金黄色胆汁，术后第10天胆汁量增加至66.5毫升。猪源性白蛋白分泌量在术后持续增加。丙氨酸转氨酶（ALT）水平保持在正常范围内，天门冬氨酸转氨酶（AST）水平在术后第1天短暂升高后迅速下降。此外，碱性磷酸酶（ALP）水平保持正常，胆红素和γ-谷氨酰转肽酶（GGT）在研究后期有所升高。以上肝功能指标表明供肝损伤轻微，开始发挥功能。在血流动力学方面，供肝动脉、门静脉和肝静脉的血流速度均保持在可接受水平，门静脉血流量在整个研究期间稳定。受体的凝血酶原时间（PT）维持在正常水平。血小板数量在术后早期有所下降，活化部分凝血活酶时间（APTT）早期升高，但最终都恢复正常水平。表明移植后凝血功能受到一定影响，但整体可控。研究团队采用的免疫抑制方案包括他克莫司、麦考酚酯、依那西普、利妥昔单抗和甲泼尼龙等，有效抑制了移植后的免疫反应。C反应蛋白（CRP）和降钙素原（PCT）水平在术后初期升高后迅速下降，表明炎症反应得到了良好控制。组织学分析显示，移植后的猪肝在术后出现了轻微的血窦充血和炎症细胞浸润，但未见明显的补体和免疫球蛋白沉积。在术后第10天可观察到肝细胞和血窦内皮细胞增殖，未见星状细胞激活。以上结果表明异种肝脏未受到严重的免疫损伤，状态良好。本研究在异种移植领域取得重大突破，首次在人体中证实了基因编辑猪肝脏的临床应用可行性及生物安全性。创新性建立的异位辅助肝移植技术体系，不仅为急性肝衰竭患者和等待同种肝源患者提供了新型过渡性桥接治疗方案，更通过突破性实践为未来实施原位异种肝移植奠定了重要的理论基础并积累了宝贵的临床经验。后续研究将聚焦异种移植关键科学问题，重点突破跨物种免疫排斥机制，优化多基因编辑策略及个体化免疫调控方案，通过系统性基础研究向临床转化医学迈进，为终末期肝病患者开辟全新的生命希望。值得一提的是，该手术是在诊断为脑死亡的人身上进行，以评估移植器官在10天观察期内的表现（The procedure was carried out in a person diagnosed with brain death to evaluate the performance of the transplanted organ over a 10-day observation period.）。 西京医院肝胆外科窦科峰院士、王琳教授，麻醉科董海龙教授为该论文的共同通讯作者，肝胆外科陶开山教授、杨诏旭副教授、张玄医师、张洪涛医师为论文的共同第一作者。

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轻寻科技通过ISO9001:2015质量管理体系认证

日前，杭州轻寻科技有限公司正式通过了ISO9001：2015质量管理体系认证，标志着我们在文档翻译质量管控、技术研发流程、用户服务体系建设等方面取得阶段性认可。感谢广大用户长久以来的使用和反馈，是你们的帮助让轻寻科技、让翻译狗文档翻译不断进步，我们一定会再接再厉，为您提供更便捷的服务。

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