世界上第一個(gè)AI設(shè)計(jì)的病毒問(wèn)世｜一周科技

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撰文 | 姚湧 小學(xué)森 廬州月

責(zé)編 |既來(lái)知

01 世界上第一個(gè)AI設(shè)計(jì)的病毒問(wèn)世

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人工智能（artificial intelligence，AI）的迅猛發(fā)展不斷顛覆著科學(xué)研究的范式。在生命科學(xué)領(lǐng)域，AI模型已經(jīng)可以生成DNA序列、蛋白質(zhì)和一些生命多聚物。但是，AI生成更為復(fù)雜的完整基因組仍充滿挑戰(zhàn)。近日，斯坦福大學(xué)化學(xué)工程系Brian L. Hie團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一個(gè)基因組語(yǔ)言模型Evo，并用超200萬(wàn)個(gè)噬菌體（能特異性裂解細(xì)菌的病毒）基因組對(duì)其進(jìn)行了訓(xùn)練。隨后，該團(tuán)隊(duì)以含有11個(gè)基因，5386個(gè)核苷酸的噬菌體ΦX174為設(shè)計(jì)模板，通過(guò)Evo生成具有真實(shí)遺傳結(jié)構(gòu)的全基因組序列。這些AI生成的基因組共產(chǎn)生了16種能穩(wěn)定進(jìn)化，并且在生長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)和裂解細(xì)菌方面比ΦX174更具適應(yīng)性的全新噬菌體！這些新病毒聯(lián)合起來(lái)可以感染并殺死三種原來(lái)ΦX174不能清除的大腸桿菌。這是世界上第一個(gè)用AI設(shè)計(jì)的病毒，展現(xiàn)出廣闊的臨床應(yīng)用前景，當(dāng)然也會(huì)引發(fā)人們對(duì)生物安全的擔(dān)憂......

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https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2025.09.12.675911v1

02 基因編輯治療遺傳性耳聾

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基因突變會(huì)引起遺傳性耳聾，其中POU4轉(zhuǎn)錄因子3基因(POU4F3)的突變導(dǎo)致常染色體顯性非綜合征性耳聾15(dominant non-syndromic deafness 15,DFNA15)，目前尚無(wú)有效的臨床治療方法。基因編輯技術(shù)有望精確修復(fù)突變的核苷酸，從而為遺傳性聽力損失提供潛在的治療方法。近日，東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院Renjie Chai團(tuán)隊(duì)通過(guò)Pou4f3WT/Q113*突變建立了小鼠DFNA15研究模型。研究人員通過(guò)將不同的腺嘌呤脫氨酶融合到Cas9上來(lái)開發(fā)和篩選針對(duì)Pou4f3Q113*等位基因的腺嘌呤堿基編輯器(adenine base editors,ABEs)。其中，SchABE8e在體外對(duì)sgRNA3進(jìn)行了高度精確和高效的編輯。團(tuán)隊(duì)成員通過(guò)腺相關(guān)病毒遞送SchABE8e-sgRNA3對(duì)新生Pou4f3WT/Q113*小鼠進(jìn)行聽力恢復(fù)治療。結(jié)果顯示，動(dòng)物的聽力幾乎完全恢復(fù)，治療效果持續(xù)了至少四個(gè)月，并且具有良好的生物安全性。該研究為治療DFNA15提供了新策略。

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https://www.nature.com/articles/s41467-025-63613-w

03 膳食補(bǔ)充花生四烯酸會(huì)提高疫苗免疫效果

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疫苗接種主要通過(guò)誘導(dǎo)體液免疫，也就是產(chǎn)生抗體，來(lái)提供對(duì)傳染性疾病的最有效保護(hù)。疫苗接種效果受多種因素的影響。近日，清華大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院程功團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，膳食補(bǔ)充花生四烯酸(arachidonic acid,ARA)能顯著加速小鼠在接種狂犬病疫苗后產(chǎn)生中和抗體，并保護(hù)小鼠免受致命劑量的狂犬病病毒(rabies virus,RABV)感染。通過(guò)招募志愿者進(jìn)行臨床試驗(yàn)，研究人員發(fā)現(xiàn)，口服補(bǔ)充ARA可提高體內(nèi)中和抗體的表達(dá)，使其在初次免疫后一周內(nèi)達(dá)到足以預(yù)防RABV的水平。從機(jī)制上講，ARA在淋巴結(jié)富集，代謝轉(zhuǎn)化成免疫調(diào)節(jié)分子。其中的前列腺素I2(PGI2)通過(guò)環(huán)磷酸腺苷(cAMP)-蛋白激酶A(PKA)軸上調(diào)免疫共刺激分子CD86的表達(dá)，激活B細(xì)胞中活化誘導(dǎo)的胞苷脫氨酶(AID)，促進(jìn)抗體合成分泌。據(jù)了解，動(dòng)物內(nèi)臟、肉蛋和海鮮中的花生四烯酸含量比較豐富。

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https://doi.org/10.1038/s44321-025-00310-7

04 以后接種疫苗可能不用扎

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皮膚是一種柔軟且富有彈性的組織。在組織損傷時(shí)，皮膚機(jī)械感應(yīng)會(huì)促進(jìn)免疫防御并恢復(fù)穩(wěn)態(tài)。近日，英國(guó)倫敦國(guó)王學(xué)院生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)系Stuart A. Jones團(tuán)隊(duì)使用瞬態(tài)皮膚拉伸模型研究發(fā)現(xiàn)，單次皮膚張力改變會(huì)誘導(dǎo)膠原纖維重新定向、基質(zhì)細(xì)胞機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)、炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生和免疫細(xì)胞向皮膚的募集。同時(shí)，皮膚拉伸會(huì)通過(guò)打開毛囊增加皮膚滲透性，但不會(huì)損傷組織。此外，拉伸誘導(dǎo)的皮膚變化還能導(dǎo)致皮下樹突狀細(xì)胞暴露于皮膚微生物產(chǎn)生的化合物，進(jìn)而發(fā)生活化和遷移。更有趣的是，該團(tuán)隊(duì)利用急性皮膚拉伸實(shí)現(xiàn)了無(wú)針疫苗遞送，促進(jìn)了抗原在淋巴結(jié)中的積聚，并產(chǎn)生了比肌肉注射更好的免疫應(yīng)答效果。該研究通過(guò)分析皮膚的物理和免疫學(xué)變化為藥物輸送指明了一個(gè)新方向。

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https://doi.org/10.1016/j.celrep.2025.116224

05 普通光照下即可工作的水體消毒薄膜

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水是生命之源。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球仍有約44億人為飲水安全發(fā)愁，尤其是獲得沒(méi)有病原微生物污染的水。近日，中山大學(xué)化學(xué)學(xué)院Gangfeng Ouyang團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種能自主漂浮在水表面的光催化薄膜。這種薄膜在低強(qiáng)度自然陽(yáng)光（13-18 mW/cm2）照射下就能產(chǎn)生一種名為氧中心有機(jī)自由基(oxygen-centred organic radicals,OCORs)的活性物質(zhì)，在40分鐘內(nèi)對(duì)10升高度污染的水進(jìn)行強(qiáng)效滅菌。OCORs的主要特點(diǎn)是壽命很長(zhǎng)，可以在弱光照下不斷積累，保持消毒效率。此外，這種光催化薄膜的穩(wěn)定性也超強(qiáng)，能重復(fù)使用50次以上，可以說(shuō)極具性價(jià)比。簡(jiǎn)而言之，這種光催化薄膜以其低能耗和高穩(wěn)定性在水體消毒領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。相關(guān)論文于9月15日發(fā)表在《自然·水》(Nature Water)雜志。

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https://doi.org/10.1038/s44221-025-00500-0

06 讓細(xì)胞起死回生，促進(jìn)組織修復(fù)

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組織損傷的本質(zhì)是細(xì)胞的死亡崩解。如果能將細(xì)胞從瀕臨死亡的邊緣“拽”回來(lái)，必將促進(jìn)組織的修復(fù)。近日，印度科學(xué)與創(chuàng)新研究院Santosh Chauhan團(tuán)隊(duì)用誘導(dǎo)細(xì)胞死亡的親溶酶體藥物，如L-亮氨酸-L-亮氨酸甲酯(LLOMe)，處理死亡早期的細(xì)胞后驚奇地發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞竟然恢復(fù)了活力。在細(xì)胞恢復(fù)的初始階段，研究人員檢測(cè)到與胚胎發(fā)育、再生、干性和炎癥相關(guān)的基因和信號(hào)上調(diào)。隨后，控制代謝、細(xì)胞器生物合成、膜運(yùn)輸、物質(zhì)運(yùn)輸和細(xì)胞骨架重塑的重要途徑被激活，最終導(dǎo)致細(xì)胞完全更新。通過(guò)一系列動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，該團(tuán)隊(duì)證實(shí)，LLOMe可以增強(qiáng)小鼠皮膚傷口和角膜堿燒傷的愈合，促進(jìn)黑腹果蠅的造血祖細(xì)胞/干細(xì)胞產(chǎn)生，誘導(dǎo)青蛙的“尾巴”重現(xiàn)，并介導(dǎo)秀麗隱桿線蟲的神經(jīng)軸突再生。從機(jī)制上講，NF-κB信號(hào)傳導(dǎo)對(duì)LLOMe誘導(dǎo)的細(xì)胞復(fù)蘇和再生至關(guān)重要。

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https://doi.org/10.1038/s44318-025-00540-y

07 紅斑狼瘡治療新突破

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紅斑狼瘡是一種常見的慢性、反復(fù)發(fā)作的自身免疫性疾病，臨床癥狀包括皮膚癥狀（如面頰部出現(xiàn)蝶形紅斑、皮膚潰瘍等）、心臟癥狀、肺臟癥狀、腎臟癥狀、血液系統(tǒng)癥狀以及神經(jīng)系統(tǒng)癥狀等。近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)附屬第一醫(yī)院風(fēng)濕免疫科陳竹團(tuán)隊(duì)在難治性系統(tǒng)性紅斑狼瘡治療方面取得新突破。該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出一種能將CD19 mRNA直接靶向遞送到CD8+ T細(xì)胞的脂質(zhì)納米顆粒HN2301。體外實(shí)驗(yàn)顯示，HN2301能將CAR T細(xì)胞進(jìn)行重編程，殺傷自體B細(xì)胞。由5名紅斑狼瘡患者參與的臨床試驗(yàn)結(jié)果表明，HN2301輸注能使患者體內(nèi)的B細(xì)胞明顯減少，CAR T細(xì)胞激活，紅斑狼瘡疾病活動(dòng)度指數(shù)下降，并且沒(méi)有引起明顯的不良反應(yīng)。詳細(xì)數(shù)據(jù)于9月17日發(fā)表在《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》(NEJM)。

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https://doi.org/10.1056/NEJMc2509522

08 全球人口頭疼流行程度分析

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平日里我們或多或少都有過(guò)頭痛的經(jīng)歷。頭痛，特別是偏頭痛和緊張型頭痛(tension-type headaches,TTHs)，已經(jīng)成為一項(xiàng)全球性的公共衛(wèi)生問(wèn)題。近日，全球疾病負(fù)擔(dān)2021頭痛協(xié)作團(tuán)隊(duì)(GBD 2021 Headache Collaborators)對(duì)204個(gè)國(guó)家和地區(qū)的頭痛患病率和傷殘損失壽命年(years lived with disability,YLDs)進(jìn)行了最新的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。2021年，全世界約有20億人患有緊張型頭痛，12億人患有偏頭痛。雖然緊張型頭痛更為常見，但偏頭痛給身體帶來(lái)的傷殘程度更高。值得注意的是，1990~2021年間，頭疼的年齡標(biāo)準(zhǔn)化患病率保持穩(wěn)定，預(yù)計(jì)由于人口增長(zhǎng)，這一趨勢(shì)仍將繼續(xù)下去。從性別、年齡角度分析，30-44歲女性的頭疼患病率較高，健康所受影響也較大。相關(guān)論文于9月18日發(fā)表在《細(xì)胞報(bào)告·醫(yī)學(xué)》(Cell Reports Medicine)雜志。

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https://www.cell.com/cell-reports-medicine/fulltext/S2666-3791(25)00421-5