Author: Marie - 1ban.news

科学

肿瘤内部,一种古老的补体蛋白是免疫治疗的开关

几十年来,免疫蛋白补体C3一直被视为血液中的哨兵,是率先标记病原体以供清除的第一响应者。名古屋大学的一个团队如今证明,它在癌症治疗中最具决定性的作用可能完全发生在局部。决定检查点免疫治疗是否奏效的C3,并非由肝脏产生、在血液中循环的C3,而是肿瘤内部成纤维细胞制造的C3。这一区别极为鲜明:在小鼠中,消除89%的循环C3没有带来任何变化,而一种几乎未影响血液C3水平的基因缺失,却摧毁了治疗的效果。该研究由Yuki Miyai领导,Atsushi Enomoto担任通讯作者,于7月15日发表在《自然·通讯》(Nature Communications)上,其基础是2025年5月发布的一份预印本。 C3的出现早于循环系统:海绵和水母这类完全没有血液的动物也携带这一基因。它是三条补体通路的汇聚点;在哺乳动物体内,约90%的C3由肝细胞产生,以约每分升血浆100毫克的浓度循环。研究人员曾认为血液中的C3就是这种分子的舞台。组织自身制造的C3一直为人所知,但其功能却不清楚。这项新研究认为,由组织局部制造的C3一直在悄然运行着一套完全不同的程序。 小鼠实验清晰地确立了这种分离。团队使用接受抗PD-1抗体治疗的MC-38结肠肿瘤,比较了三种基因情境。肝细胞无法产生C3的小鼠,循环C3减少了89%,但对免疫治疗的反应与对照组完全一致(交互作用P = 0.762)。癌相关成纤维细胞无法产生C3的小鼠,这一缺失仅使循环C3降低约9%,却几乎丧失了大部分治疗反应(P < 0.0001),完全缓解的比值比为0.219,且生存期更短。在肿瘤旁注射C3转化酶抑制剂AMY-101,重现了同样的失败(P = 0.0093),证实治疗所需要的是局部补体激活,而非全身性的补体激活。 这一机制在肿瘤的免疫环境中运转。成纤维细胞制造的C3被裂解为名为iC3b的片段,与髓系细胞表面的补体受体3(CD11b/CD18整合素)结合。这种结合会触发依赖Syk的信号传导,阻止单核细胞黏附和迁移。进入肿瘤的单核细胞减少,分化成的免疫抑制性M2样巨噬细胞也随之减少,而正是这类细胞为肿瘤遮挡T细胞。一旦移除成纤维细胞产生的C3,大门便会敞开:对基因敲除小鼠肿瘤的单细胞分析显示,M2巨噬细胞与耗竭T细胞增多,治疗耐药随之出现。 人类数据指向同样的方向。在名古屋大学医院接受检查点抑制剂治疗的136名非小细胞肺癌患者中,应答者与非应答者的血清C3水平没有统计学差异。但在35份肿瘤标本中,基质(癌细胞周围的支撑组织)内C3的含量与M2巨噬细胞浸润呈负相关(Spearman r = -0.610,P = 0.0001)。肿瘤富含产生C3的成纤维细胞的患者,应答率远高于低C3组,据该校公告前者约半数应答、后者无一应答,且无进展生存期和总生存期均更长。一个收录接受免疫治疗患者的公开数据库也证实了这一生存关联(风险比0.75)。 这一发现在治疗上的含义是,阻断髓系细胞浸润可以挽救耐药肿瘤:在患有天然耐药肿瘤的小鼠中,用抗体清除CD11b阳性髓系细胞,或用部分激动剂ADH-503治疗,均恢复了对抗PD-1的敏感性并延长了生存期。但作者本人也发出了警示:ADH-503在针对已形成的晚期肿瘤患者的临床试验(NCT04060342)中宣告失败。时机或许就是一切;在肿瘤内部提升局部C3,而非在全身范围内追踪髓系细胞,或许才更忠实地再现了生物学的本来机制。 这一发现仍有若干局限。人类队列来自单一中心;生物标志物的划分标准(产生C3的成纤维细胞阳性阈值为20%)在能够指导治疗决策之前,还需在各癌种间实现标准化。《自然·通讯》上的版本为早期访问手稿,完整的分析最初以预印本形式发布。此外,小鼠遗传学证据具有因果性,而人类数据中的关联无论多么一致,仍属于相关性。 这项研究的价值在于提供了一种解读古老分子的新方式。C3在血液出现之前就已进化出来,这表明它最初的工作就是局部的,就地完成,一个组织接一个组织地进行。而在肿瘤中,这一古老的局部功能恰恰是决定检查点药物是否起效的开关。医生们使用了数十年的C3血液检测,测的其实是错误的那一部分。研究团队表示,下一步是弄清如何在肿瘤内部提高C3水平,以及何时着手。 婷 翻译 来源:Miyai, Y. et al. Local, but not circulating, complement C3 shapes immune checkpoint blockade efficacy by controlling myeloid cell infiltration. Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-75542-3. Preprint: bioRxiv 10.1101/2025.05.12.653608. Nagoya University press […]

August 9, 2026 06:08 UTC
科学

人工智能设计的首批病毒问世,难题随之而来

基因组是一串核苷酸,而能够生成散文的那类人工智能,原则上也能生成基因组。斯坦福大学和Arc研究所的研究人员如今正是这样做的。他们利用基因组语言模型,即像聊天机器人以文字为训练对象那样以数十亿个核苷酸为训练材料的AI系统,从零编写完整的噬菌体基因组,合成了近300个基因组,并发现其中16个能产生可工作的病毒。研究结果发表于《科学》(Science)杂志,同期配发的一篇观点文章警告说,引导这一能力安全发展所需的治理机制尚不存在。 噬菌体是感染细菌的病毒,是检验基因组设计的便捷试验场。研究团队选择phi-X174作为模板,这是一种感染大肠杆菌(E. coli)的微小噬菌体,仅有5386个核苷酸和11个基因。它是弗雷德·桑格(Fred Sanger)团队于1977年测定的第一个基因组,也是克雷格·文特尔(Craig Venter)团队于2003年化学合成的第一个基因组。它的体积足够小,使经过病毒基因组训练的人工智能有现实的机会写出真正可用的新版本。 项目所用的人工智能系统是Evo 1和Evo 2,这是斯坦福大学布莱恩·希(Brian Hie)团队与Arc研究所开发的基因组语言模型。Evo 2拥有400亿个参数,以约9.3万亿个核苷酸为训练数据,是迄今公开发布的最大基因组模型。在本项目中,研究人员先用微病毒科(Microviridae)家族的14466条序列对模型进行微调,phi-X174即属于该家族,然后提示模型一次性从左到右生成完整基因组,像语言模型写出一句话那样写出整条序列,而不是拼接现有基因的片段。 整个流程包括筛选数千个候选基因组,根据预测特征选出约300个进行化学合成,并在实验室逐一测试。约5%的成功率绝对值虽低,但作为概念验证意义重大:16个合成基因组产生了能够感染并杀死大肠杆菌的功能性噬菌体。在生长竞争中,几个AI生成的噬菌体表现优于天然亲本菌株;由这16种噬菌体组成的混合制剂迅速制服了已对天然病毒产生抗性的大肠杆菌菌株,而单独的天然噬菌体做不到这一点。其中一个被命名为Evo-phi-36的生成噬菌体,纳入了来自进化关系遥远的噬菌体的DNA包装蛋白,这种组合在自然界中并不存在。 生物安全层面的考量,正是这篇论文配发了一篇措辞异常尖锐的评论文章的原因。约翰斯·霍普金斯大学健康安全中心(Johns Hopkins Center for Health Security)的汤姆·英格斯比(Tom Inglesby)和莫里茨·汉克(Moritz Hanke)在《科学》上撰文指出,用生成式AI编写病毒基因组的能力已经存在,而引导这种能力的治理机制却不存在。他们指出,AI设计的基因组可能编码现有对策无法遏制的病原体,而研究人员将感染人类、植物和动物的病毒排除在训练数据之外的决定,可以通过用病原体数据微调模型来部分绕过。他们呼吁以法律形式强制要求对合成DNA订单进行筛查,而不是依赖自愿性保障措施。 研究团队自身也指出了风险。作者们刻意将人类和动物病毒排除在训练之外,敦促他人咨询生物安全与安保专业人士,并强调这项工作是在生物安全监督下进行的。独立专家对威胁的严重程度看法不一。帝国理工学院(Imperial College)的汤姆·埃利斯(Tom Ellis)称这项研究令人印象深刻,但指出phi-X174是最小、最容易合成的基因组,并认为与对现有病原体进行功能获得性改造相比,AI完整设计危险基因组的威胁被夸大了。其他人则指出,约5%的成功率,以及天然进化打磨了半数功能性噬菌体这一事实,说明模型仍在生成大量无功能的序列,而这种缓冲可能随着模型的改进而消失。 这项工作的预印本于2025年9月发布,本次发表的是经同行评审的版本,并附有治理分析。这一区别很重要:序列由模型写出,但训练数据由人类选择,筛选条件由人类设计,合成哪些基因组由人类决定,测试也由人类完成。真正的创新在于,写作本身,也就是完整功能性基因组的生成,已经转移到了机器手中。 近期的前景是医学性的:杀死耐药细菌的噬菌体、运送基因的工程病毒、按需定制的生物工具。风险则是自合成生物学诞生以来一直伴随其左右的那些风险,如今又因让基因组设计变得廉价而普及的模型而加速显现。观点文章的作者表示,这项技术已经到来,问题在于,规则能否在这一能力扩散之前制定出来。 婷 翻译 来源:King, S.H., Driscoll, C.L., Li, D.B. et al. Generative design of bacteriophages with genome language models. Science 393, eaec2657 (2026). DOI: 10.1126/science.aec2657. Inglesby, T.V. & Hanke, M.S. AI-designed viral […]

August 9, 2026 04:19 UTC
科学

太阳光也能产生量子纠缠,无需激光

长期以来,量子技术界一直认为,纠缠这种支撑量子计算和安全通信的粒子间联系离不开激光。激光是相干的:其光波步调一致、颜色单一,这种有序性在过去看来是让非线性晶体把光子分裂成纠缠光子对的必要条件。如今,渥太华大学与马克斯·普朗克光科学研究所的一个团队以最直接的方式打破了这一假设:他们将一台太阳能聚光器对准天空,在户外用普通的太阳光生成了纠缠光子。 这项发表在期刊《Optica》上的实验,为罗伯特·博伊德(Robert Boyd)团队内部持续了十年的争论画上了句号:相干性其实并非必要条件。即使光在其他属性(如颜色和方向)上完全无序,纠缠仍可以寄居于光的某一属性,即偏振之中。该团队先用发光二极管(LED)证明了这一点,LED 是非相干光源,却能产生偏振纠缠光子。太阳光是更难的一关:它向四面八方发散,包含彩虹般的各种颜色,而该领域一些最知名的研究者甚至怀疑,太阳光驱动的非线性过程能否产生任何光子,更不用说纠缠光子了。 这套装置堪称一次”汇聚混乱”的练习。一块大小约相当于家用窗户的菲涅尔透镜收集直射阳光;由马克斯·普朗克研究所哈尼赫·法塔希(Hanieh Fattahi)团队制造的锥形玻璃聚光器,把光线导入一根粗细约如人发的光纤。汇聚后的太阳光在空间和时间上仍然高度不相干,经过偏振处理后进入一块周期性极化磷酸钛氧钾晶体,在那里,自发参量下转换把一个个泵浦光子分裂成在偏振上相互纠缠的光子对。 实验结果达到了真正量子纠缠的标准。量子态层析重建出的双光子态,共轭度(concurrence)为 0.905±0.053(该标度下 1 代表最大纠缠),相对理想贝尔态的保真度为 0.939。测得的 CHSH 贝尔参数为 2.54,超出经典极限值 2 约 2.5 个标准差,排除了任何局域隐变量解释。按泵浦功率归一化后的光子对产生速率与激光泵浦光源相当。 这项成果的意义一部分在于实用,一部分在于观念。激光器消耗数瓦电力,却只输出毫瓦级的光功率,量子系统的低温与真空基础设施还会带来更多能耗;信息与通信技术行业目前已占全球温室气体排放的几个百分点。除晶体的温度控制外,太阳光泵浦光源是第一种无需输入电能即可运行的纠缠光子源。研究者把目光投向卫星:卫星沐浴在未经滤除的太阳光中,目前为量子密钥分发搭载着激光器,改用太阳能光源可以省去大量配套硬件。同样的逻辑也适用于在不增加能源负担的前提下扩展量子计算的规模。 观念层面的意义更为微妙,也可以说更为重要。实验表明,光源在一个自由度上的相干性并不会限制其在另一个自由度上所能实现的纠缠。团队的设计使颜色和传播方向的差异不会影响光子的偏振;理论预测,如果纠缠只存在于偏振之中,那么起作用的便是泵浦光在振荡方向上的有序性,而非其方向或颜色。实验用自然光证实了这一预测。 这些局限是如实坦言的。实验在户外进行,天气和一天中的时段都会影响耦合功率;团队测到了泵浦功率的昼夜变化,在相关带宽内送入晶体的 100 至 200 nW,只是激光器所能提供功率的很小一部分。探测到的光子对速率并不高,约为每秒每毫瓦(mW)泵浦功率 1600 对,太阳光利用效率还受到晶体狭窄的相位匹配带宽制约。要把原理验证变成可部署的装置,还需要工程上的努力:提高光源亮度、拓宽相位匹配带宽。 与激光泵浦光源的比较需要更细致的辨析。按泵浦光谱带宽归一化后,太阳光驱动的光子对产生速率与基于激光的自发参量下转换(SPDC)相当;区别在于,激光把功率集中到一条狭窄的谱线上,而太阳光把能量铺展在宽光谱上,因此太阳光的绝对光子对速率要低得多。该团队的成就并不在于太阳光胜过激光,而在于它居然能够工作,并且纠缠质量这一对量子信息至关重要的属性与激光光源相当。在太空这样电力充沛且免费的场景中,这种取舍便有了吸引力:卫星的太阳能电池板早已存在,一台聚光器加一块晶体就能取代激光器及其配套电子设备。 这一成果还有一条历史脉络。同一个团队顶着整个领域的怀疑,花费多年论证非相干光也能产生纠缠:先是在理论上,然后用 LED,现在用太阳光。每一步都让演示从实验室走向现实世界;这套带有菲涅尔透镜和太阳跟踪器的户外装置,是一种真正不同类型的量子实验:它取决于天气。实验结果还厘清了相干性与纠缠之间的基本关系,表明两者在不同自由度上是解耦的,而此前的理论并未充分认识到这一点。 尽管如此,这项演示还是合上了量子光学的一章,而大多数研究者原本以为,这一章在翻开之前就已经合上了。团队当年遭遇的怀疑,连一些知名学者都质疑能否从太阳光驱动的下转换中探测到光子,反而让这项成果更显锋芒:纠缠的物理并不需要实验室里最昂贵的设备,阳光就足以让它运转。 婷 翻译 来源:Li, C., Brar, J., Küblböck, M., Upham, J., Fattahi, H. & Boyd, R.W. Generating quantum entanglement from sunlight. Optica 13, 1508 (2026). […]

August 9, 2026 04:05 UTC
科学

巨噬细胞向自然杀伤细胞传递脂质,调节免疫应答

都柏林圣三一学院发表在《自然·通讯》(Nature Communications)上的一项研究显示,巨噬细胞可在接触过程中直接将脂质递给自然杀伤细胞,而转移过去的脂肪会抑制杀伤细胞产生干扰素-γ。该研究识别出一条代谢回路:一种免疫细胞无需细胞因子信号即可抑制另一种免疫细胞。 自然杀伤细胞是固有免疫的快速反应部队,能在遭遇受感染或恶性细胞后数小时内将其杀死。它们的活性与自身代谢紧密相关,但人们对邻近免疫细胞如何塑造这种代谢状态知之甚少。由戴维·芬利(David Finlay)领导的都柏林研究团队发现,经脂多糖(一种模拟感染的细菌分子)刺激的巨噬细胞会在自然杀伤细胞内部诱导脂质蓄积。其表现是脂滴(细胞的脂肪储备)肿胀,并抑制mTORC1(细胞生长与功能的主调控因子)以及干扰素-γ的产生。 蓄积在自然杀伤细胞中的脂肪酸是在巨噬细胞内部合成的,并非从环境中摄取。遗传学和药理学实验表明,这种转移需要直接的细胞间接触,并与脂肪酸转运体CD36在细胞间的移动有关。这一过程被称为胞啃作用(trogocytosis),即一个细胞获取另一个细胞膜碎片的现象。巨噬细胞在此扮演补给者的角色,把靶细胞将要用到的分子传递过去,其效果则是给杀伤细胞踩下刹车。 这一因果链条得到了严格验证。仅在巨噬细胞中阻断脂肪酸合成,即可阻止自然杀伤细胞内的脂质蓄积,并恢复mTORC1活性与干扰素-γ的产生。去除接触、阻断合成,抑制效应随之消失。该研究定义了一条反馈回路:接触细菌产物的巨噬细胞蓄积脂质并将其传递给自然杀伤细胞,后者随即减少干扰素-γ的产生,而干扰素-γ这种细胞因子同样作用于巨噬细胞,从而可能使回路闭合。 这些发现与过度炎症相关:在过度炎症中,让巨噬细胞抑制自然杀伤细胞活性的机制可能是机体试图踩下刹车的一部分。发现也与免疫治疗相关:阻断脂质转移或许有助于杀伤细胞在肿瘤微环境中保持活跃。 作者指出了实验背景。核心发现来自共培养体系和体内模型,尽管效应的方向是明确的,但该通路相对于调节自然杀伤细胞的细胞因子信号究竟有多大的定量重要性,仍有待确定。该研究考察的是经细菌产物刺激的巨噬细胞;其他激活状态或其他髓系细胞是否采用同样的机制,仍是一个悬而未决的问题。 这项研究加入了学界对免疫细胞通讯更广泛的重新思考。该领域长期以来把分泌型蛋白、细胞因子和趋化因子视为主要的通讯语言,但越来越多的研究表明,直接接触同样重要,途径是相对细胞表面上的受体配对,而且细胞之间还可以交换物质、膜碎片、蛋白质乃至细胞器。都柏林团队的研究把脂质加入这份交换清单,并表明这种转移具有功能性后果:接收细胞会改变自身的产物。代谢不仅仅是单个细胞的属性,更是一条细胞间相互影响的渠道。 婷 翻译 来源:Keane, C., Mayock, S., Corkish, C. et al. Macrophages tune NK cell IFNγ production through direct lipid transfer. Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-76444-0.

August 9, 2026 02:13 UTC
科学

新型带状疱疹疫苗在2.6万人试验中有效性达91.6%

发表在《自然·通讯》上的一项3期临床试验显示,LZ901疫苗对带状疱疹的有效性为91.6%。该试验共纳入26018名40岁及以上成人。各年龄组之间的保护效果并不均衡:在40至69岁成人中,有效性达到93.9%,而在70岁及以上人群中降至66.9%。 该试验注册号为ChiCTR2300076253,是在中国开展的一项多中心、随机、双盲、安慰剂对照研究。共有13010名受试者接种疫苗,13008名受试者接受安慰剂。每名受试者间隔30天接受两剂肌肉注射,并随访12个月。在此期间,疫苗组出现15例确诊带状疱疹病例,安慰剂组为178例,两者之差即得出91.6%这一主要有效性数据,其95%置信区间为86.3%至95.3%。 LZ901是一种重组亚单位疫苗,由一种融合蛋白构建而成。该融合蛋白将水痘-带状疱疹病毒的糖蛋白E与人抗体恒定区的一个片段相连,并使用氢氧化铝佐剂配制。该设计旨在诱导针对gE蛋白的强效抗体和T细胞反应,gE蛋白是病毒在细胞间传播所必需的蛋白质。它与带状疱疹减毒活疫苗不同,与现有含佐剂重组疫苗同属亚单位技术路线,但抗原结构和递送理念不同。 最具临床意义的发现涉及带状疱疹后神经痛(PHN),即在皮疹痊愈后仍可持续数月或数年的慢性神经痛。疫苗组15例带状疱疹病例中有1例出现PHN,安慰剂组187例病例中有24例出现。这相当于对PHN的95.5%有效性,由于事件数量较少,置信区间较宽,为63.9%至99.9%。 总体而言,安全性数据良好。接种疫苗的受试者在第一周内报告的注射部位反应和全身反应较多,这是任何激活免疫系统的疫苗都会出现的预期情况。3级反应在LZ901组中占0.3%,在安慰剂组中占0.4%,在统计学上没有显著差异。没有严重不良事件被归因于该疫苗。 年龄梯度对公共卫生意义重大:免疫反应随年龄增长而减弱,在较年轻成人中效果良好的疫苗往往在最高龄受试者中效果不佳,而这一人群正是带状疱疹及其并发症风险最高的人群。70岁及以上人群66.9%的有效性来自相对较少的病例数,其置信区间为14.6%至89.2%,因此应谨慎解读。现有含佐剂重组疫苗在其关键性试验中已在老年人中显示出较高的有效性,因此需要在该年龄组中对这两种亚单位疫苗进行头对头比较。 该试验由中国国家级研究计划资助,由北京绿竹生物技术股份有限公司研发,研究者来自中国省级疾控中心网络和学术机构。12个月的随访回答了短期保护这一直接问题;持续数年的持久性以及是否需要加强接种的问题仍有待确定。 婷 翻译 来源:Jin, P., Quan, Y., Gao, X. et al. The efficacy, immunogenicity and safety of the LZ901 vaccine for herpes zoster virus in adults 40 years of age or older: a multicentre, randomised, double-blind, placebo-controlled, phase 3 trial. Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-76313-w.

August 9, 2026 00:44 UTC
科学

50岁起,大脑常驻免疫细胞开始让位

大脑拥有自己的免疫系统,在人生的大部分时间里,它由发育早期便抵达并一直留驻的细胞所构成。这项针对人类海马体(记忆中枢)的新研究显示,大约从50岁起,这批长期留驻的细胞开始被新来者取代:这些新来者带有血液来源免疫细胞的炎症特征。这一转变只有在将基因表达数据与表观遗传及三维基因组数据结合时才能显现,它或许有助于解释为何阿尔茨海默病的风险在中年阶段开始急剧攀升。 这项研究发表在《科学》杂志上,由加州大学圣迭戈分校的Nathan Zemke牵头,纽约基因组中心的Bing Ren和加州大学欧文分校的Xiangmin Xu共同参与。研究对40名神经系统健康、年龄在20岁至95岁之间的成年人的死后海马组织进行了分析。对每位捐赠者,研究团队利用单细胞核技术,在超过29.5万个细胞核上,针对同一细胞类型测量了四个分子层面:基因表达、染色质可及性、DNA甲基化以及三维基因组结构。 最核心的发现与小胶质细胞有关,这是大脑的常驻免疫细胞。教科书把小胶质细胞描述为胚胎期起源的常驻细胞,终其一生在原地自我更新,而新数据表明这一假设并不完整。通过分析保存了细胞起源记录的DNA甲基化,研究人员识别出两种不同状态的小胶质细胞。在较年轻的成年人中,海马体以稳态小胶质细胞为主;在最年长的捐赠者中,几乎所有小胶质细胞都呈现另一谱系的特征,即带有促炎性、单核细胞样身份的血液来源免疫细胞。这一转变大约在50岁至75岁之间逐步发生。 仅凭基因表达无法揭示这一点。这两个数据层面回答的是不同的问题:表达测量显示细胞当下在做什么,而表观遗传标记承载着细胞起源与历史的更长久记忆,正是甲基化记录暴露了谱系的切换。大脑的免疫环境显然并非如人们曾经以为的那样一成不变。 小胶质细胞的变化伴随着更大范围的重组。星形胶质细胞是支持突触并维持血脑屏障的星状细胞,在数据集中,其数量随年龄下降的幅度超过任何其他细胞类型,这一损失已通过海马组织的免疫染色得到证实。其机制似乎涉及NRF1,一种调控线粒体能量产生的转录因子:随着年龄增长,NRF1结合位点的可及性下降,线粒体基因表达下调,衰老的星形胶质细胞出现自噬性细胞死亡的迹象。衬在血管内壁的内皮细胞同样减少,这可能与血脑屏障随年龄增长而瓦解有关。 研究还发现三维基因组结构出现全局性侵蚀。染色质是DNA的包装形态,随着年龄增长,多种细胞类型中的染色质都会失去有序的区室化结构,这些结构破坏与基因调控及细胞身份的变化紧密同步。基因组的物理组织本身是衰老过程的一部分,而不只是旁观者。 小胶质细胞发生切换的时机,正是这一发现与痴呆研究相关的关键所在。衰老是阿尔茨海默病最大的单一风险因素,而中年正是大脑开始积累病理变化的时期,这一过程早于症状出现数年。在这一时间窗口内,海马体中的促炎性免疫环境很可能是日后易损性的促成因素之一,不过这项研究无法证明其中的因果关系。 这项研究存在明显的局限。数据来自死后组织,是对生命终点的一瞬间快照,而非对同一批大脑的纵向观察;捐赠者均为神经系统健康者,因此与阿尔茨海默病的关联只是依据风险因素出现时机的推断,而非直接观察。40个大脑对这一类深入的多组学研究而言是较大的样本,但对流行病学研究来说仍然偏小。这些血液来源细胞究竟是主动造成损害,还是其他衰老过程的结果,目前仍不得而知。 这一发现也让大脑免疫豁免的概念变得更加复杂。长期以来,大脑被描述为具有免疫特殊性,受到血脑屏障的保护而与外周免疫系统隔绝,并由自身的常驻细胞占据。如果血液来源的免疫细胞进入衰老的海马体并定居下来,这幅图景就将改变:血脑屏障以及大脑免疫与身体免疫之间的界限,在中年和老年时期似乎比教科书所描述的要动态得多。这些细胞究竟是从血液中穿越而来,还是经由另一条发育途径产生,是作者为未来研究列出的问题之一。 这项研究为大脑衰老提供了一种新的描述:一场协同进行的重编程,在这一过程中,海马体的免疫细胞群体改变身份,支持性细胞流失,基因组结构逐渐崩解,而这一切都始于中年。这项工作属于美国国立卫生研究院(NIH)共同基金“4D核组”(4D Nucleome)项目的一部分,该项目研究基因组的三维组织如何塑造发育、衰老与疾病。如果小胶质细胞的转变被证实是年龄相关易损性的驱动因素而非仅仅是标志物,研究人员就将获得一个具体的细胞靶点,可用于开展旨在保护晚年大脑功能的干预。 婷 翻译 来源:Zemke, N.R., Lee, S., Mamde, S. et al. Epigenetic and 3D genome reprogramming during the aging of the human hippocampus. Science 393, eadt8307 (2026). DOI: 10.1126/science.adt8307. Preprint: bioRxiv 10.1101/2024.10.14.618338.

August 8, 2026 23:06 UTC
科学

NIH在距项目完成仅数周之际终止匹兹堡衰老研究

塔玛拉·杜博维茨(Tamara Dubowitz)针对匹兹堡低收入社区黑人居民认知衰老的研究已接近完成。这项为期五年、总额960万美元的拨款来自美国国家老龄化研究所,已支出约700万美元,研究对象是一个由约600名以非洲裔美国人为主的居民组成的队列,通过访谈和健康指标进行跟踪,完成日期近在眼前。2026年8月4日,NIH院长杰伊·巴塔查里亚(Jay Bhattacharya)致函匹兹堡大学,称该拨款将被全面终止。 此次取消是美国国立卫生研究院针对健康差异研究的新一轮终止行动的一部分。巴塔查里亚在信中援引了他公开宣称的优先事项,即可衡量的健康结果和以解决方案为导向的方法,认为该研究依赖主观的问卷调查和访谈数据,而且其考察的社区压力因素(失业、受教育机会、安全)均不属于生物医学研究的影响范围。NIH认定,该拨款不会带来可落地的医疗干预措施,而且除非彻底改变研究内容,否则无法修改。 第二位匹兹堡研究者与埃默里先例 匹兹堡大学的第二位研究者安·科恩(Ann Cohen)面临同样的命运。她的拨款同样来自美国国家老龄化研究所,研究认知衰退中的健康和社会经济因素,采用血液检测和脑成像方法,预计总额960万美元中已支出520万美元。她尚未收到终止信,但美国卫生与公众服务部(HHS)已按照2026财年NIH拨款法案中提前三个工作日通知的规定,通知参议院拨款委员会其拨款正在被取消。 这一波行动始于内加尔·法尼(Negar Fani)在埃默里大学的拨款。这是一项由美国国家心理健康研究所资助的研究,考察种族歧视对亚特兰大220名黑人志愿者大脑的影响,于2024年12月获批。2026年7月中旬,NIH发出第二份拨款通知将其终止,机构消息人士称这是计划中更多终止行动的第一例。NIH的RePORTER系统现已将该拨款列为依据部门权力终止。 法律与法规依据 NIH的法律论证依据是2025年10月1日之后授出的拨款中包含的新条款,该条款允许在拨款不再符合机构优先事项时予以取消。该机构如今在信函中详细说明其理由,这与早前几轮招致司法批评的做法有所不同。 早前的行动提供了背景。2025年初,NIH取消了超过1700项涉及疫苗犹豫、DEI、跨性别健康及其他政治敏感话题的拨款;其中约一半后来在联邦法官认定这些终止决定武断且反复无常后得到恢复。《美国医学会杂志》(JAMA)的一篇研究快报统计,2025年2月下旬至4月初期间,NIH的26个研究所中有24个共有694项拨款被终止,总额达18.1亿美元,其中NIMH和NIMHD损失最多。参议员帕蒂·默里(Patty Murray)、塔米·鲍德温(Tammy Baldwin)和众议员罗莎·德劳罗(Rosa DeLauro)后来援引数据称,至少有2370项在执行的拨款被终止,波及超过210家机构和49亿美元;STAT的统计则将2025年总数定为超过2600项拨款、89亿美元。 2025年8月,美国最高法院以5比4的裁决中止了下级法院的恢复命令,认为对拨款终止提出的质疑很可能应提交联邦索赔法院审理。2026年7月,新泽西州诉管理与预算办公室(OMB)一案的裁决认定,各机构不能依据拨款授出之后才采纳的优先事项来终止拨款,这一裁决在技术上不适用于NIH,但预示着法律的方向。 人的代价 对研究者而言,时机是更为残酷的细节。两位匹兹堡研究者都于2026年6月20日收到了拖延已久的年度拨款,如今却被告知资金只能用于收尾自己的项目。他们认为,终止行动浪费了已经投入的数百万美元,将导致裁员,并且违背了要求NIH的阿尔茨海默病研究必须涉及健康差异的联邦法律。匹兹堡大学估计,被终止的NIH拨款迄今已使其损失4000万美元。研究者已向国会申诉,并正在探讨法律途径,但由于项目已接近完成,最紧迫的问题是已经收集的数据以及提供这些数据的居民将面临什么。 婷 翻译 来源 Science(ScienceInsider),《NIH院长巴塔查里亚再终止多项健康差异拨款》,2026年8月5日。DOI:10.1126/science.zvq4uwd Science(ScienceInsider),《NIH再次终止特朗普政府不喜欢的拨款》,2026年7月24日 匹兹堡邮报(Pittsburgh Post-Gazette),2026年8月6日 NIH RePORTER记录:5R01AG072652(杜博维茨)、5R01AG072641(科恩)、5R01MH138893(法尼) JAMA研究快报(Liu等人),2025年5月 美国参议院拨款委员会(少数党),2025年6月9日 Inside Higher Ed,2026年7月21日;Dorsey & Whitney客户通报,2026年7月27日

August 7, 2026 17:26 UTC
科学

赝能隙,那个奇异金属态,终于有了实验画像

高温超导体有一个困扰凝聚态物理学数十年的阴影态。冷却铜氧化物材料时,在它变得超导之前,会经历一个奇异的相,材料表现得像金属,但缺少了某种东西:低能激发中出现了一个本不该存在的能隙。30 年来,这个赝能隙相一直被推断、争论和建模,但始终只能间接进行,因为真实材料过于复杂,难以控制。 哈佛大学的一个团队如今逐原子地重现了这一状态。在《自然》杂志上,由马库斯·格赖纳(Markus Greiner)领导的研究人员报告了对费米-哈伯德模型中赝能隙金属的首次实验表征。费米-哈伯德模型是对晶格上相互作用电子的极简理论描述,也是铜氧化物物理的基础。他们用光学晶格中的超冷原子构建了这一模型。借助一种量子气体显微镜,他们可以放置、成像并操控单个原子,并将系统冷却到足以观察赝能隙出现。 实验 费米-哈伯德模型描述电子在晶格位点之间跳跃,当两个电子占据同一位点时产生相互作用能。掺杂的莫特绝缘体是与铜氧化物相关的参数区间,由于所需温度极低,一直难以进行实验研究。2025 年在低温中性原子模拟器方面的一项进展,为哈佛团队带来了所需的数倍温度降低。 该团队对冷原子模拟器进行了热力学和光谱学测量。在冷却过程中,压缩率(系统吸收粒子的难易程度)在中等掺杂处出现最大值,这是状态方程中的一个拐点。追踪该最大值随相互作用强度的变化,揭示出一条热力学反常线,在大相互作用下将欠掺杂金属与过掺杂金属分隔开来。欠掺杂区间的晶格调制光谱显示低能响应有所缺失,尤其是在布里渊区的反节点区域,这正是赝能隙的特征。由此,他们构建了跨越相互作用和掺杂的赝能隙相图。 赝能隙是什么 在普通金属中,费米面上的电子可以以任意小的能量被激发。在赝能隙相中,这些低能激发被部分抑制,形成了一个并不完全闭合的能隙,因此得名。在铜氧化物中,赝能隙位于与高温超导相邻的掺杂区间,理解它一直被视为解释这些材料为何能在任何传统理论都无法预言的温度下实现超导的核心。 哈伯德模型是捕捉这一物理的最小理论,冷原子模拟器如今为其提供了直接的实验窗口。这些测量证实了赝能隙金属在该模型中的存在,刻画了它在相图中的位置,并提示了与电荷有序的关联,可在未来的研究中进一步探索。 意义 这是量子模拟兑现其承诺的一个案例:利用可控的量子系统,回答关于另一个更难控制的系统的问题。冷原子平台无法复制铜氧化物的全部复杂性,它是一个模型系统,而非真实材料,但这恰恰是关键所在。通过隔离哈伯德模型的行为,该实验检验了赝能隙究竟是模型本身的特征,从而构成铜氧化物难题中真实的一块拼图,还是真实材料复杂性带来的产物。 该团队的数值对比(动力学量子蒙特卡洛和小团簇上的精确对角化)支持了实验结果。赝能隙出现在模型中,出现在正确的位置,带有正确的光谱特征。接下来的问题已经清晰可见:赝能隙是否与电荷有序相关,同一台模拟器能否被推入超导本身出现的区间。赝能隙,这个长期以来的阴影,如今有了面孔。 婷 翻译 Sources Kendrick, L.H., Kale, A., Gang, Y., Deters, A.D., Lebrat, M., Young, A.W., Greiner, M. “Pseudogap in a Fermi-Hubbard quantum simulator.” Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10875-z Xu et al., Nature 642:909-915 (2025)

August 7, 2026 16:22 UTC
科学

36摄氏度化学解法让蒸发法太阳能电池媲美溶液法同类产品

效率最高的钙钛矿/硅叠层太阳能电池由溶液法工艺制成,这种方法在实验室中行之有效,但在工业化生产线上却步履维艰,因为生产线更看重均匀性和可靠性,而不是一个创纪录的数字。热蒸发是半导体行业早已熟悉的技术,本应是可规模化的路线,但它始终撞上一堵墙:赋予钙钛矿最佳性能的甲脒碘化物会在蒸发所需的温度下分解。 由新加坡国立大学太阳能研究所(SERIS)牵头、天合光能担任产业合作伙伴的团队拆掉了这堵墙。他们在《自然》杂志上报告,合成了一种基于甲脒的低共熔物,将甲脒碘化物的有效蒸发温度平均降低36摄氏度,使其低于分解阈值。结果是在无热损伤的情况下实现稳定蒸发,薄膜结晶度提高、成分在原子尺度上均匀,并在商用硅片上首次制成热蒸发大面积钙钛矿/硅叠层电池。 关键数字 小面积器件在1平方厘米上达到31.5%的稳态效率。在商用200平方厘米半切G12硅片上,叠层电池达到30.0%。从1平方厘米放大到200平方厘米的代价是3.99%的相对效率损失,这是钙钛矿叠层电池中报告的最低值,也是蒸发工艺固有薄膜均匀性的直接回报。 可靠性历来是钙钛矿的短板,这次在应力测试中经受住了考验:器件在85摄氏度、相对湿度85%的条件下经过2000小时湿热老化后,仍保持初始效率的95%,户外运行两个月后功率损失可忽略不计。作者指出,这一里程碑的意义不仅在于效率,更在于证明一种与产业兼容的沉积方法能够承载这样的效率。 低共熔物为何是关键 甲脒碘化物是赋予甲脒基钙钛矿优异热稳定性和带隙的A位阳离子,其蒸发温度很高,在能够干净蒸发之前就会分解。低共熔物是一种熔点低于任一单独组分的混合物,它改变了热力学条件。通过形成甲脒基低共熔物,团队将有效蒸发温度降低了36摄氏度,使材料在沉积过程中保持在分解阈值以下。 材料的选择并非随意。这项工作顺应了向甲脒铯金属卤化物钙钛矿推进的大趋势,也基于这样一个观察:高温运行下的挥发性损失和阳离子偏析是稳定性的主要威胁。团队从源头解决了蒸发问题,使其余工艺环节(薄膜生长、界面工程、电池集成)表现得像一项成熟的制造技术。 意义何在 其意义在于工业层面。溶液法钙钛矿/硅叠层电池近年屡创头条效率,但生产线偏爱蒸发法,后者已用于成熟的光伏和显示行业,并且在大面积上能实现更好的厚度控制。这篇论文表明,两条路线之间的性能差距可以弥合,而且蒸发路线在面积放大方面具有优势。 叠层设计将钙钛矿电池叠放在硅电池之上,以捕获更多太阳光谱。在商用尺寸硅片上实现30%的效率,湿热稳定性达到2000小时,这项技术已经跨过阻碍钙钛矿叠层电池量产的三道门槛中的两道(性能和耐久性)。第三道门槛是大规模量产成本,而这正是蒸发法最受益于其工业成熟度的地方。 这项工作汇集了新加坡、中国和美国的研究者,包括新加坡科技研究局(A*STAR)旗下材料研究与工程研究院(IMRE)、北京大学、电子科技大学、中国科学院高能物理研究所、苏州大学,以及尹万健课题组进行的与加州理工学院相关的计算。论文以早期访问手稿形式发表,意味着在正式发表前还将进行最终编辑。 婷 翻译 来源 Luo, C., He, R., Ran, L., Hu, J., Wang, Y. et al. “Thermally evaporated perovskite/silicon tandems via formamidinium eutectic.” Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10970-1

August 7, 2026 15:53 UTC
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