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深度学习模型通过超声预测肝癌侵袭,为优化治疗方案开辟道路

对于肝细胞癌(HCC)患者来说,微血管侵犯(MVI)的存在是最重要的预后因素之一。已浸润到附近血管的肿瘤细胞会显著增加手术切除或消融后复发的风险。但MVI目前只能在手术后通过显微镜检查切除组织来确认——这已太晚,无法为初始治疗决策提供依据。 在中国23家医院开发的一种深度学习模型可能改变这一现状。该模型名为MAPUSE(MVI AI Prediction via Contrast-enhanced Ultrasound with Explainability),通过术前造影超声(CEUS)视频预测MVI,在多个验证队列中实现了0.835至0.978的AUC值。 这项于7月10日发表在《自然·通讯》(Nature Communications)上的研究(DOI:10.1038/s41467-026-74985-y),由中国人民解放军总医院、中国科学院自动化研究所及其他21个中心的研究人员领导。 用于超声的Transformer MAPUSE模型采用TimeSformer架构——一种完全基于Transformer、无卷积主干的视频模型——分析每段CEUS视频中的48帧图像,样本覆盖动脉期(0至45秒)、静脉期(45至120秒)和延迟期(180至190秒)。感兴趣区域包括肿瘤周围放大1.2倍的边界框及瘤周组织,其表现优于仅分析肿瘤区域。 研究团队从23家医院的1,716名HCC患者中收集了5,148段CEUS视频——这是为此目的收集的最大超声AI数据集之一。这些视频包含超过330万帧。训练使用了495名患者,内部验证使用了213名患者,保留测试使用了190名患者(使用两种不同的超声造影剂Sonovue和Sonazoid),并在两个独立队列中进行了前瞻性验证——一个在中国南方(广州),一个在中国北方(北京)。 各队列的表现 该模型的AUC范围从保留测试Sonovue组的0.835到训练集的0.986。在前瞻性验证中,南方队列的AUC为0.886,北方队列为0.847。 模型性能高度依赖于肿瘤大小。对于大于5厘米的肿瘤,AUC达到0.978。对于3至5厘米的肿瘤,AUC降至0.814,而对于小于3厘米的肿瘤——正是术前MVI评估临床价值最大的群体——AUC降至0.756。 生物学可解释性 该研究的重要贡献之一是其试图解释模型实际检测到的内容。超声热力图上的模型高注意力区域中,只有15%与微血管侵犯的实际物理位置重合——这意味着模型并非直接观察血管中的肿瘤栓子。相反,通过涉及批量RNA测序(203名患者)、单细胞RNA测序(12名患者,86,412个免疫细胞)和免疫组织化学(64名患者,160个注意力区域)的三重验证分析,研究团队证明高MVI风险评分与肿瘤微环境中CD8+ T细胞浸润减少相关。 “MVI高风险患者具有免疫荒漠表型,”作者写道。该模型似乎能检测到与免疫排斥相关的超声特征——对细胞毒性T细胞不利的肿瘤微环境——而这又与更高的血管侵犯可能性相关。 临床意义 在568名消融患者的独立队列中,被MAPUSE分类为MVI高风险并接受辅助免疫治疗的患者,其5年无病生存率显著优于未接受者(30.8%对14.6%;风险比0.61)。这表明该模型可能有助于识别消融后最有可能从免疫治疗中受益的患者——这一群体目前使用的筛选标准并不包括MVI状态。 作者强调,该模型并非旨在取代病理诊断,而是提供目前尚不存在的术前风险评估。MVI状态仍然是术后发现;MAPUSE在第一次切皮之前就提供了通往这一信息的窗口。 婷 翻译 来源: Pang, C., Ru, J., Liu, Y. 等。”Prediction of microvascular invasion in hepatocellular carcinoma using contrast-enhanced ultrasound and deep learning.”《自然·通讯》(2026). DOI:10.1038/s41467-026-74985-y

July 10, 2026 18:01 UTC
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阿尔茨海默病进入新时代:《细胞》里程碑式综述指引前进道路

阿尔茨海默病研究在过去五年中经历了深刻的变革。历史上首次出现了能够改变疾病生物学进程而不仅仅是控制症状的治疗方法。血液检测可以在认知衰退前数年检测出病理变化。而对疾病驱动因素的理解——曾经局限于淀粉样蛋白和tau蛋白两种蛋白质——已经扩展到涵盖免疫系统、血管生物学和遗传学,这些正在重塑治疗管道。 7月9日发表在《细胞》杂志(DOI:10.1016/j.cell.2026.06.006)上的全面综述由圣路易斯华盛顿大学的Michelle D. Rudman、Jason D. Ulrich和David M. Holtzman撰写,对这一变革性图景进行了综合。这篇长达32页的综述确定了推动该领域发展的四个关键领域:敏感且特异的生物标志物、验证淀粉样蛋白假说的疾病修饰疗法、罕见保护性APOE变体的发现,以及先天性和适应性免疫系统均积极参与神经退行性过程的认识。 淀粉样蛋白:从假说到临床验证 最重要的变化是临床层面的。FDA批准lecanemab(Leqembi)和donanemab(Kisunla)——这两种抗淀粉样蛋白抗体可将认知衰退速度减缓27%至35%——代表了阿尔茨海默病首批疾病修饰疗法。经过数十年的临床试验失败,这些结果为淀粉样蛋白假说作为致病级联反应的启动机制提供了有力支持,同时也明确指出仅清除淀粉样蛋白不足以阻止或逆转已建立的疾病。 “淀粉样蛋白积累大约在认知障碍出现前20年就开始了,”作者指出。抗淀粉样蛋白抗体现在被认为在早期给药时效果最佳,即在明显的tau蛋白病理和神经退行性变形成之前。综述承认了治疗的局限性:淀粉样蛋白相关成像异常(ARIA-E和ARIA-H)仍然是重要的临床问题,而适中的效应量意味着患者仍会进展,只是速度较慢。 Tau蛋白:下一个治疗前沿 如果说淀粉样蛋白启动了疾病,那么tau蛋白就是疾病进展的驱动者。tau蛋白病理——过度磷酸化的tau蛋白聚集形成神经原纤维缠结——与神经退行性变和认知衰退的相关性比单独淀粉样蛋白负荷更为密切。该综述将抗tau疗法定位为阿尔茨海默病治疗的下一个主要前沿,tau蛋白免疫疗法、反义寡核苷酸和聚集抑制剂均处于不同的临床开发阶段。 淀粉样蛋白与tau蛋白之间的相互作用是当前模型的核心:淀粉样蛋白病理被认为会触发或加速tau蛋白病理,而在此级联反应的任何一点进行干预都可能带来益处。针对这两种蛋白的联合治疗被认为是最有可能获得最佳结果的途径。 神经炎症:超越小胶质细胞 该综述列举的最重要概念进展之一是对阿尔茨海默病中神经炎症的扩展认识。该领域已经远远超越了将小胶质细胞仅仅视为反应性细胞(清除碎片和响应病理)的观点,转而认识到活跃的免疫失调是核心疾病机制。 综述强调了先天性和适应性免疫系统的参与。TREM2(一种在小胶质细胞上表达的受体)已成为阿尔茨海默病中小胶质细胞功能的关键调节因子,TREM2激动性抗体是目前正在开发的免疫调节方法之一。适应性免疫系统——T细胞和B细胞——越来越被认为发挥了超越偶然浸润的作用。 APOE:保护性变体重写遗传规则 APOE基因中罕见保护性变体的发现——最著名的是基督城突变——具有变革性意义。APOE4是迟发性阿尔茨海默病最强的遗传风险因素,而理解保护性变体如何降低风险正在开辟全新的治疗策略。该综述讨论了通过遗传和药理学方法模拟这些保护效应的努力。 当前管道和未来方向 该综述将当前时代描述为疾病修饰疗法验证的时代。经过数十年的临床试验失败,该领域现在拥有了经过验证的靶点(淀粉样蛋白)、经过验证的模态(抗体)和经过验证的生物标志物框架(血浆p-tau217),用于患者选择和监测。 正在推进的方向包括具有改进安全性特性的第三代抗淀粉样蛋白抗体、tau蛋白免疫疗法、抗炎药物、从糖尿病领域重新利用的GLP-1受体激动剂以及抗tau反义寡核苷酸。作者还强调联合治疗是最有可能的前进道路——类似于癌症或HIV,在这些领域多靶点方法是标准做法。 “最大的希望之一,”作者总结道,”是阿尔茨海默病最终不仅变得可治疗,而且通过早期生物标志物筛查和临床前阶段的干预变得可预防。” 该综述可在CC BY-NC-ND 4.0开放获取许可下获取。 婷 翻译 来源: Rudman, M.D., Ulrich, J.D., & Holtzman, D.M. “Recent advances in Alzheimer’s disease: From molecular mechanisms to therapeutic strategies.” Cell 189(14), 4193-4224 (2026). DOI:10.1016/j.cell.2026.06.006

July 10, 2026 13:49 UTC
科学

费米黄金法则在量子多体系统中的浮现与崩溃被直接观测

费米黄金法则是量子物理学中应用最广泛的公式之一。它给出了量子系统在弱微扰下状态间跃迁的速率,是所有物理学本科生必学的内容。但这一由恩里科·费米在20世纪40年代提出的法则,本质上是扎根于微扰论的近似。它假设微扰足够弱、系统足够大,以至于初始态的粒子数不会衰减。当这些假设不再成立时,法则也随之失效。 在强相互作用多体系统中,这一过程究竟在何时、如何发生,此前一直难以被直接观测,,直到现在。 由耶鲁大学Nir Navon教授领导的研究团队,在锂-6原子的强相互作用幺正费米气体中,实验性地测绘了费米黄金法则的浮现、有效和崩溃过程。他们的结果于7月9日发表在《自然·物理》上(DOI: 10.1038/s41567-026-03316-1),揭示了三个截然不同的动力学区间,以及系统从耗散热化行为转变为相干量子振荡的尖锐阈值。 多体系统作为自身的热库 实验始于约40万个锂-6原子在两种自旋态中的平衡混合物,它们被囚禁在均匀的光学盒状势阱中,温度约为费米能量的15%,处于深度简并状态。通过约690高斯的磁场将原子调至幺正点,此时s波散射长度发散,相互作用达到量子力学允许的最大强度。 随后,一个弱射频场将原子从一种自旋态驱动到第三种非相互作用态。通过在固定失谐(对应光谱响应的峰值)下测量作为时间函数的转移分数,研究人员能够观测费米黄金法则的浮现及其最终失效。 “我们本质上是将强相互作用气体用作自身的热库,”第一作者、Navon课题组的博士后研究员Jianyi Chen说。”射频探针让我们观察系统如何从早期时间的相干演化转变为真正的耗散,再转变为更强驱动下该耗散的崩溃。” 三个动力学区间 数据揭示出在射频驱动启动后的时间进程中,三个区间清晰有序地出现。 在最早的时间段,转移分数随时间的平方增长,,这是微扰论的普适短时间极限,此时系统尚未”发现”自身的状态连续体。对于理想气体,这种二次增长遵循一个简单的表达式;对于相互作用气体,斜率减少了团队测量为0.70(4)的因子。这个因子是准粒子残留量,来自朗道费米液体理论,它编码了相互作用如何重整化单粒子谱权重。 在中间时间段,转移分数与时间呈线性关系。这是费米黄金法则的标志:跃迁速率恒定,系统表现得如同耦合到一个真正的耗散环境。测得的速率在转移分数低于0.1、时间长达约12毫秒的范围内坍缩到一条普适曲线上。 在长时间段,转移分数趋于饱和,甚至可能反转。初始态被耗尽,微扰不再能被视为弱扰动,黄金法则失效。 临界阈值 除了在时间上测绘这三个区间外,团队还识别出驱动强度上的一个尖锐边界。在约普朗克常数乘以0.17倍费米能量的临界耦合以下,动力学保持单调和耗散,黄金法则框架仍然成立。在该阈值以上,相干拉比振荡出现,标志着微扰描述的完全崩溃。 该临界耦合与低功率谱宽之比约为0.7,与在更简单的原子-光子系统中观察到的值惊人地相似,表明该阈值可能是开放量子系统的一个普遍特征。 光谱学的警示 这项研究为实验物理学带来了一个实践性的警示。在常用的驱动条件下,提取出的谱宽可能将真实低功率极限高估50%或更多。黄金法则有效性的边界出现在低得惊人的功率水平:在共振条件下,驱动振幅必须低于费米能量的约1%,法则才能成立。 “阈值比我们许多人假设的要低得多,”共同第一作者Songtao Huang说。”我们的数据表明,即使看似合理的实验参数,也可能在提取的线宽等量中引入50%的系统误差。” 更深层的意义 三个区间的序列,,二次增长、线性耗散和饱和,,是有限量子系统热化的多体类比。二次区间代表普适的短时间相干演化。线性区间代表真正的耗散动力学,其中系统充当自身的热库。而拉比振荡的阈值则定义了热化行为与相干行为之间的尖锐边界。 结果还提供了准粒子残留量的直接测量,,费米液体理论的一个基本参数,,在相互作用最大的区间。测得的0.70(4)量化了在幺正极限下相互作用如何重整化单粒子响应。 “这为我们提供了一个严格的实验框架,用于理解线性响应理论何时适用于量子多体系统的光谱学,”Navon说。”它作为解读冷原子、凝聚态和量子模拟实验的蓝图。” 婷 翻译 来源: Chen, J., Huang, S., Ji, Y. 等。”Emergence of Fermi’s golden rule in a quantum many-body system.”《自然·物理》(2026). DOI: 10.1038/s41567-026-03316-1

July 10, 2026 10:25 UTC
科学

统一数学框架连接意见动态、疾病传播与统计物理学

意见动态、疾病传播和统计物理学看似是截然不同的领域。一个研究信念如何通过社会影响演变。另一个追踪感染如何在人群中传播。第三个描述了许多相互作用的粒子系统如何集体行为。但在表面之下,它们共享一个共同的数学骨架:具有二元状态的个体或粒子,在两个竞争机制之间做出选择。 物理学家Arkadiusz Jędrzejewski(波兰弗罗茨瓦夫科技大学)和Jose F. F. Mendes(葡萄牙阿威罗大学)的一篇新预印本使这个骨架变得明确。他们的论文提交给《Chaos, Solitons & Fractals》,并于7月7日发布在arXiv上(arXiv:2607.06803),推导出一个单一的数学条件——”平衡条件”——它决定了这些模型何时在数学上等价,无论底层人群的异质性如何。 平衡条件 作者考虑了每个个体具有二元选择(状态A或B)并在两个竞争更新机制之间进行选择的系统,这两个机制标记为X和Y,其转换率取决于处于状态A的个体比例。平衡条件是对这些转换率的约束:在任何给定的人口组成下,从A切换到B和从B切换到A的速率之和在两个机制中必须相等。 当这个条件成立时,会产生三个结果: 1. 退火动态和淬火动态变得等价:无论个体偏好随时间变化还是保持不变,群体层面的方程仅依赖于平均偏好,而不是完整的分布。 2. 任何异质群体都可以被同质群体替代:偏好分布的详细形状无关紧要;只有平均值才重要。一些个体始终遵循机制X而其他个体始终遵循Y的人群,其行为与每个个体以相同平均概率使用X的人群完全相同。 3. 振荡不会出现:系统简化为一个一维流,排除了极限环或振荡收敛。 如果平衡条件被违反,淬火动态可能会产生对分布敏感的行为,包括持续振荡。 三个领域,一个框架 作者在三个领域展示了该框架。在统计物理学中,它连接了具有竞争自旋翻转动力学的动力学伊辛模型——例如,不同温度下的格劳伯动力学,或竞争的格劳伯动力学和川崎动力学。在意见动态中,它包含了具有反从众和从众行为的非线性投票者模型、多数投票模型、Sznajd模型等。在流行病学中,它简化为经典的SIS(易感-感染-易感)模型,其中感染和恢复是两个竞争机制。 该论文利用这个框架来解释人口多样性何时重要、何时不重要。将复杂异质群体替换为更简单同质群体的建模者会得到完全相同的宏观行为——只要平衡条件得到满足。 意义与局限 理论意义具有实用性。许多现实世界的系统——社交网络、流行病接触网络、物理自旋系统——涉及具有不同偏好、易感性或交互规则的异质个体。知道何时可以在不损失精度的情况下忽略这种异质性,可以简化建模和分析。 该框架有明确的边界。它仅针对充分混合(完全连接)的人群和二元状态系统推导。真实的社会和流行病网络既不是完全连接的也不是二元的,作者指出网络结构——例如低平均度或无标度拓扑——可能会定性地改变结果。分析也是严格的平均场分析,没有处理有限大小波动或随机效应。将该框架扩展到两个竞争机制之外或多状态系统仍是未来的工作。 披露:基于尚未经过正式同行评审的预印本(arXiv:2607.06803)。 婷 翻译 来源: Jedrzejewski, A. & Mendes, J.F.F. “Unified Framework for Binary-Choice Dynamics: Analysis and Applications.” arXiv:2607.06803 (2026). https://arxiv.org/abs/2607.06803

July 10, 2026 08:32 UTC
科学

环境科学家同样需要伦理培训,PNAS观点文章指出

环境科学家接受过数据收集、模型运行和假设检验的训练。但一篇新的PNAS观点文章指出,他们并未被常规训练去认识自己的科学何时建立在价值判断之上,以及如何应对他们所提供信息的决策中的伦理维度。 这篇题为”Why environmental scientists need ethics training more than ever before”的文章于7月1日发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上(DOI: 10.1073/pnas.2525403123)。文章呼吁以计算机科学领域近期的努力为蓝本,将正式的伦理课程纳入环境科学教育。 环境科学家面临的充满价值判断的决策 作者认为,伦理问题并非环境科学的边缘议题,而是其核心所在。”即使是根本性的问题,比如什么是’健康的’生态系统以及如何衡量它,其本质都是关于利益相关者重视什么的决策,”他们写道,并引用了哲学家Rohwer和Marris的研究。 他们强调的具体决策包括: 保护分诊。 当资源有限时,哪些物种或生态系统应获得优先考虑?这些选择不仅涉及生态数据,还涉及对不同生命形式相对价值、未来世代权利以及文化意义权重的判断。 地球工程伦理。 全球规模气候干预的新兴技术引发了关于谁有权做出具有全球后果的决策的问题。全球范围内的可接受风险与实验室或地方背景下的风险有着根本区别。 去灭绝技术。 复活灭绝物种涉及对自然过程的操纵、对灭绝物种的义务以及有限保护资源分配等问题。 土著知识整合。 文章强调了将土著知识体系与西方科学方法相结合的重要性,引用了文化焚烧实践以及旺格努伊河被承认为具有”自然权利”的法律人格等例子。 重新定义保护教条。 作者引用自己早期挑战长期持有的保护假设的研究——包括是否让北方白犀牛灭绝或使用先进生殖技术进行干预的辩论。 来自计算机科学的模式 文章指出计算机科学领域近期的成功,嵌入式伦理模块已成为许多大学课程的标准组成部分。Horton及其同事(2022年、2024年)描述的项目将伦理学家直接纳入计算机科学课程,确保学生在接受技术培训的同时接触到伦理框架。 “环境科学也需要同样的做法,”Ferraro告诉1ban.news。”环境科学家每天都在做出影响生态系统、社区和未来世代的决策。他们应该拥有能够识别这些决策何时涉及伦理权衡以及如何严谨思考这些问题的工具。” 文章类型与范围 这篇文章被归类为PNAS观点文章,这是一种”前沿论文”形式,呈现新颖的想法或提议,并在发表前由至少一位NAS成员或专家审阅。它既非社论(未经同行评审),也非完整研究论文(须经两位或更多独立审稿人进行外部评审)。与所有PNAS观点文章一样,它带有标准免责声明:研究结果和结论仅代表作者本人,未经美国国家科学院认可。 文章基于Dale Jaimeson组织的跨学科研讨会”New Thinking in Conservation”,涵盖了生态学、哲学、土著研究和计算机科学伦理等多个视角。 更广泛的背景 这一提议正值环境科学日益政治化之际。保护决策影响土地利用、资源开采、碳市场和国际发展。气候政策建议涉及关于贴现率、代际公平和可接受风险的隐性判断。Ferraro和Thresher认为,如果没有正式的伦理培训,环境科学家可能要么无法认识到这些维度,要么天真地处理它们。 文章并未规定具体的课程,而是指出现状——伦理培训是可选、非正式或缺失的——已不再足够。 来源: Ferraro, K.M. & Thresher, A.C. “Why environmental scientists need ethics training more than ever before.” Proceedings […]

July 10, 2026 08:15 UTC
科学

环状RNA疗法首次恢复杜氏肌营养不良症患者的抗肌萎缩蛋白

一种RNA编辑疗法首次进入杜氏肌营养不良症的临床试验,早期数据表明它有效。 这种名为LEAPER 2.0的疗法,以LE051作为候选药物递送,利用环状RNA招募人体自身的RNA编辑酶,跳过抗肌萎缩蛋白基因中的致病突变。在7月9日发表于Cell(DOI: 10.1016/j.cell.2026.05.030)的一项研究中,来自北京大学、昆明理工大学和上海儿童医学中心的研究人员报告了非人灵长类动物以及一项涉及三名杜氏症男童的首个人体试验的数据。 结果显示剂量依赖性外显子跳跃、可检测的抗肌萎缩蛋白恢复以及功能改善这些改善超出了仅凭适度蛋白质水平所能预测的范围。 从线性到环状 LEAPER平台(Leveraging Endogenous ADAR for Programmable Editing of RNA的缩写)于2019年首次被报道。原始版本使用线性RNA来招募ADAR酶,将目标信使RNA中的腺苷转化为肌苷。核糖体将肌苷读作鸟苷,从而有效改变剪接信号并诱导外显子跳跃。 2.0版本引入了一个关键的结构变化:招募RNA被环化。环状RNA能够抵抗核酸外切酶的降解,使其在细胞内具有更强的稳定性。结果是编辑效率比线性前身提高了大约三倍,同时脱靶编辑更低。此外,环状RNA似乎通过双重机制发挥作用既通过ADAR依赖性方式编辑剪接调控元件,又通过ADAR非依赖性方式物理阻断剪接体的组装。 “我们发现环状结构不仅持续时间更长,而且以不同的方式与剪接体相互作用,”北京大学生物医学前沿创新中心的通讯作者魏文胜教授说。”这种双重机制可能解释了为什么即使适度的编辑水平也能产生不成比例的功能益处。” 非人灵长类动物数据:单次给药,获益持续18个月 研究人员首先在携带外显子50中7个碱基对缺失的非人灵长类动物模型中测试了LE051它靶向抗肌萎缩蛋白基因的外显子51,适用于约13%的杜氏症患者。通过肌肉亲和的AAV衣壳变体MyoAAV 4E单次静脉注射给药后,第8周股四头肌的外显子跳跃率达到31%,肱三头肌达到62%。 肌肉组织中的抗肌萎缩蛋白达到野生型水平的约3%至7%,低于通常认为临床有意义获益所需的15%至20%的阈值,然而运动改善至少持续了18个月。步行距离增加,步态改善,动物从俯卧和仰卧位起身更快。未检测到抗抗肌萎缩蛋白免疫应答,这是相较于AAV微型抗肌萎缩蛋白基因疗法的一个关键优势后者已在一些患者中引发免疫反应。 首个人体数据:三名男童,早期功能改善 首个人体试验(NCT06900049)是一项由研究者发起的、在上海儿童医学中心进行的研究,招募了三名年龄在4至8岁、患有杜氏症且突变适合外显子51跳跃的男童。两名患者接受了每公斤2×10¹³个载体基因组的低剂量;第三名患者接受了每公斤5×10¹³ vg/kg的较高剂量。 第8周时,高剂量患者的肌肉活检通过质谱分析显示抗肌萎缩蛋白恢复超过2%。两名低剂量患者表现出较低水平的外显子跳跃。未发生剂量限制性毒性。所有不良事件均为1级且为一过性头痛、腹痛、恶心、呕吐无临床显著的肝酶升高。 从功能上看,结果令人瞩目。三名患者在6个月时的北极星步行评估(NSAA)中均显示出8分的改善,其中两人达到最高分。改善在6至12个月的随访中得以维持。六分钟步行测试平均提高了96米。在高剂量患者中,肌肉损伤标志物肌酸激酶水平下降了60%。心肺功能(用力肺活量、峰值VO2)的早期改善也有记录。 “功能性改善与我们在大块组织中检测到的抗肌萎缩蛋白恢复水平不成比例,”该试验的主要研究者、上海儿童医学中心的王继文医生说。”这可能反映了异质性表达即小簇具有较高抗肌萎缩蛋白水平的肌纤维驱动了功能拯救。” 竞争格局 LEAPER 2.0进入了一个拥挤的杜氏症治疗领域。反义寡核苷酸(如eteplirsen和casimersen)需要每周静脉输注,最多只能产生适度的获益。基于AAV的微型抗肌萎缩蛋白基因疗法递送截短形式的抗肌萎缩蛋白基因,但一直受到抗抗肌萎缩蛋白免疫应答和所表达蛋白质大小上限的困扰。基于CRISPR的方法则存在脱靶DNA编辑和细菌核酸酶免疫原性的担忧。 LEAPER 2.0避免了其中的几个陷阱。由于它依赖内源性ADAR酶,因此不递送外来蛋白质,降低了免疫原性。环状RNA载荷比全长抗肌萎缩蛋白编码序列更小,允许高效的AAV包装。而且由于该疗法编辑的是RNA而非DNA,任何非预期效应都是暂时的。 未来之路 正在进行的1期试验共招募最多12名患者,预计于2026年12月完成。该Cell论文明确讨论了扩展到其他外显子以及开发能够同时跳跃多个外显子的组合型arRNA的可能性,表明存在一个后续候选药物管线。 然而,样本量小(仅三名患者)以及抗肌萎缩蛋白恢复水平有限意味着这些早期功能改善需要在更大规模的对照试验中得到重复。在人体中超过12个月的持久性也仍然未知,尽管长达18个月的非人灵长类动物数据令人鼓舞。大约87%的杜氏症患者具有不适合外显子51跳跃的突变,需要开发靶向其他外显子的额外LEAPER候选药物。 总部位于北京、负责该平台商业化的衍生公司Leaper Bio Inc.尚未披露正式的2期或3期开发计划,但作者指出,外显子跳跃效率与载体拷贝数几乎完美相关,在高水平下接近100%且无毒性,表明通过优化剂量或改进AAV衣壳有进一步提高的空间。 婷 翻译 来源: Guo, W., Tang, H., Yi, Z. et al. “Long-term reversal of Duchenne muscular dystrophy via […]

July 10, 2026 08:12 UTC
科学

新公式表明,仅用实数量子力学就能完美运作

量子力学能否没有虚数?几十年来,物理学家们一直认为答案是否定的,即理论核心的复数不仅是为了方便,而且是根本必需的。发表在《物理评论快报》上的一项新分析表明了相反的观点。 海因里希·海涅大学(HHU)杜塞尔多夫的博士研究员佩德罗·巴里奥斯·伊塔与达格玛·布鲁斯教授以及德国航空航天中心(DLR)的同事合作,证明了量子力学可以完全用实数来表述,同时再现了标准理论的所有可实验验证的预测。 这篇论文于6月18日作为编辑推荐发表在《PRL》136,240202(DOI:10.1103/4k13-sdjh)上,并非从头重写量子力学。它识别并放宽了一个关于量子系统如何组合的特定数学假设,从而为不需要虚数的一类理论打开了大门。 关于字母”i”的十年之争 复数对量子理论是否必不可少的问题可以追溯到20世纪60年代,当时瑞士物理学家恩斯特·施图克尔贝格首次勾勒出实希尔伯特空间表述。但这场争论在2021年变得紧迫起来,当时由奥地利科学院研究人员领导的一个团队在《自然》杂志上发表论文,声称任何保留标准张量积(用于描述多粒子复合系统的数学规则)的实数表述,都会产生与标准量子力学不同的实验预测。2022年的实验证实了这些预测,似乎排除了任何实数替代方案。 “2021年的结果似乎解决了这个问题,”巴里奥斯·伊塔在新闻稿中说。”但我们注意到,他们使用的公设之一,复合系统形成的方式,可以在不违反任何物理原理的情况下放宽。” 放宽张量积 张量积是一种纯粹的数学构造:它规定了组合系统的希尔伯特空间如何由其各部分的希尔伯特空间构建而成。巴里奥斯·伊塔及其同事用一个有物理动机的局域性原理取代了它:对一个子系统的局域操作不应影响另一个独立准备的子系统。 在这个放宽的规则下,每个量子系统都带有一个小的辅助元素,一个”标志”,来追踪虚数单位原本会编码的信息。当粒子相互作用时,在纸面上不同但产生相同物理结果的标志配置被视为等价。这一步再现了标准张量积通过复数运算自动处理的相位关系。 其结果是一个完全一致的实数量子理论,能够再现所有已知的多部分量子实验。”两种框架对任何可想象的实验都产生相同的预测,”布鲁斯说。 该公式说明了什么,没有说明什么 准确理解这一结果意味着什么,以及它不意味着什么,这一点很重要。 该公式并未将复数从量子力学的运算数学中消除。物理学家将继续在计算中使用复数,因为它们要方便得多。它所表明的是,这些数字是方便与否的问题,而非必要与否的问题。复数将相位和振幅同时编码在一个单一对象中,但同样的物理内容原则上可以在实数框架中表达。 该公式也没有产生任何与标准量子力学不同的、新的可检验预测。这是有意为之:其全部意义在于表明实数量子力学无法在实验上与复数版本区分开来。”实数值量子力学无法被证伪,”作者写道,这意味着复数是一个可选的数学框架,而非自然界的强制性特征。 先前的工作与新意问题 称此模型为”首个”实数量子模型的标题必须谨慎看待。实希尔伯特空间表述已经存在了几十年。巴里奥斯·伊塔结果的真正新颖之处在于,它是第一个通过所有多部分实验一致性检验的此类表述,直接反驳了2021年《自然》论文所做的特定证伪主张。早期的尝试要么无法再现某些纠缠态预测,要么依赖于特设的数学构造,而这次的公式则为修改组合规则提供了有物理动机的正当理由。 局限性 目前的公式仅适用于有限维量子系统,即具有有限数量量子态的系统。扩展到无限维系统(在连续变量设置中很常见,如量子光学)仍然是一个未解决的问题,其他小组已经在研究。该构造还依赖于关于单系统表示和独立准备保存的额外假设;从纯粹物理第一原理出发的完整推导尚未实现。局域性原理能否一致地应用于不可区分粒子(其中组合通过二次量子化而非张量积处理)也仍不清楚。 巴里奥斯·伊塔告诉记者,他将转而探索如何将纠缠等量子特性用作资源,将实数框架的扩展留给其他人。 视角的转变,而非革命 这篇论文最好被理解为不是对量子力学的挑战,而是对其逻辑结构的澄清。复数仍然是量子计算最有效的工具,没有人建议放弃它们。这一结果澄清的是,它们是方便而非形而上学的必然。事实证明,只要有正确的物理原理来支配其各部分如何组合,量子理论就可以仅建立在实数之上。 来源: Barrios Hita, P., Trushechkin, A., Kampermann, H., Epping, M., & Bruss, D. “Quantum Mechanics Based on Real Numbers: A Consistent Description.” Physical Review Letters 136, 240202 (2026). DOI:10.1103/4k13-sdjh 婷 翻译

July 10, 2026 07:30 UTC
科学

多模式衰老时钟:Cell预览文章描绘生物年龄测量的下一个前沿

测量生物年龄,一个人的身体实际有多老,而不是他们最后一个生日蛋糕上有多少根蜡烛,已成为衰老研究最活跃的领域之一。但可用的工具在很大程度上是单模式的:基于DNA甲基化的表观遗传时钟、由血液蛋白质构建的蛋白质组学时钟,或追踪小分子谱的代谢组学时钟。每种方法都捕捉了衰老的一个维度,使更广泛的图景不完整。 7月9日发表在Cell(DOI:10.1016/j.cell.2026.06.018)上的一篇新的预览文章,由科隆大学的Seda Koyuncu、Dunja Petrovic和David Vilchez撰写,审视了该领域的现状,并突显了一项最近具有里程碑意义的研究,该研究超越了单模式方法,转向测量人类衰老的综合多模式框架。 三层框架 该预览聚焦于同一期Cell上由Li、Jiang及其同事发表的一篇配套研究文章,一项针对2,019名年龄在18至91岁之间的中国个体的大规模研究,该研究引入了一个三层的衰老测量系统。该框架包括基于临床生理衰退的核心能力时钟(CC-clock)、整合临床数据与多组学和器官相关特征的多模式时钟(MM-clock),以及测量个体组织中衰老速率的器官特异性时钟。 原始研究的关键发现:血液中凝血因子的积累成为多器官衰老和系统性炎症的驱动因素,这是通过多模式框架本身识别出的因果通路。 为什么多模式很重要 该预览文章认为,人类衰老本质上是一个异质性的多系统过程,在分子、组织和生理层面上以不同方式展开,而且这种异质性不仅存在于个体之间,也存在于个体内部。同一个人的不同器官以不同的速度衰老。肝脏在40岁左右达到关键的衰老转折点,而大脑的衰老在50岁左右加速。 单模式时钟,无论是表观遗传、蛋白质组学还是代谢组学,各自捕捉了这一图景的一部分,但忽略了系统之间的相互作用。整合了临床表型组学、多个组学层和器官特异性特征的多模式方法不仅可以捕捉一个人何时在衰老,还可以捕捉不同系统中何处以及多快在衰老。 面临的挑战 该预览并未回避该领域的局限性。现有的单一组学时钟提供了不完整的视图,而验证多模式时钟在多样化人群中的有效性仍然是一个主要挑战,Li等人的时钟是在中国人群队列上构建的,人群特异性是已知的问题。协调多个队列的标准化数据收集是困难的。而也许最根本的是,区分驱动衰老的分子变化与仅仅与之相关的分子变化仍然是一个开放性问题。 转化差距也很大:从时钟预测,无论多么准确,转向可操作的临床干预是一个单独的挑战,该领域才刚刚开始应对。 未来的框架 该预览将多模式时钟定位为现有工具的补充层而非替代品。作者写道,将临床、分子和器官特异性数据整合到统一框架中代表了”生物年龄测量的下一个前沿”,这一前沿最终可能让临床医生跨尺度测量生物年龄,识别特定个体中哪些器官系统正在最快衰老,并据此针对性地进行干预。 来源: Koyuncu, S., Petrovic, D., & Vilchez, D. “Bridging omics and physiology to build multimodal clocks of human aging.” Cell 189(14), 4190-4192 (2026). DOI:10.1016/j.cell.2026.06.018 引用研究: Li, Jiang et al. “Multimodal clocks of human aging.” Cell (2026). DOI:10.1016/j.cell.2026.04.025 婷 翻译

July 10, 2026 06:53 UTC
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