AI诊断精准度高于医生

2019-09-10 07:22
科海故事博览·上旬刊 2019年2期
关键词:碱基胶质编辑器

AI诊断精准度高于医生

谷歌健康研究部门和美国西北大学医学院等机构的科学家们带来一款人工智能系统,它能够根据胸部CT扫描,对恶性肺结节进行检测分析,从而对肺癌进行早期诊断。与放射医学专家相比,它的准确性甚至要更为优越。可疑肺结节的生长速度是恶性肿瘤的重要指示,为了让AI在无人类参与的情况下学会预测肺结节的恶性程度,研究者在训练AI时不仅准备了患者初次确诊时的CT扫描作为输入,还使用了更早之前的CT扫描进行比对。AI不仅要看当前的CT扫描,还要比对先前的扫描结果,因此理论上讲,这是一种“4D”扫描。

在6716个测试病例中,这套深度学习模型的准确性接受了检验。结果显示,它能够以94%的准确率发现极小的恶性肺结节。同时,AI与6名平均有8年临床经验的放射科医师进行了“较量”,表现亮眼。在无先前CT扫描图像的情况下,AI的表现甚至超越所有6位放射医学专家,假阳性减少11%,假阴性减少5%。高灵敏度和低漏检率意味着,如果在临床环境使用,可以减少不必要的随访带来的额外负担,同时还能更少错过肿瘤。

这支“铅笔” 删改基因更精准

哈佛大学麻省总医院的一个研究小组報告指出,近年来开发的几种CRISPR碱基编辑器会导致靶标DNA以外的RNA大范围脱靶。同时该研究小组还研发了一种工程化新碱基编辑器,能显著降低RNA编辑的发生率,提高靶标DNA编辑的精确度。

2017年,哈佛大学刘如谦课题组首次创新性地基于CRISPR/Cas9系统,开发出第一代碱基编辑器BE1。第一代单碱基编辑器BE1问世后,领域内大多数科学家专注于两个方面的改进:第一是提高碱基编辑器的单碱基替换活性,使得这支“铅笔”使用起来效率更高;第二是提高碱基编辑器修饰DNA分子的位点特异性,最大程度减少DNA脱靶发生,确保“铅笔”只在DNA需要的目的碱基进行涂改。发现碱基编辑器普遍存在RNA脱靶的缺陷后,基思博士团队对原有CBE碱基编辑器进行了重新设计,从16种突变蛋白中筛选得到了2个改良的“新铅笔”——碱基编辑器“BE3-R33A”和“BE3-R33A/K34A”。与原始的CBE编辑器相比,改良后的碱基编辑器具有同等的DNA编辑活性,但RNA水平的编辑频率至少分别降低了390倍和3800倍。

抗高血脂药物有望治疗阿尔茨海默病

中国科学院昆明动物研究所姚永刚课题组在阿尔茨海默病的治疗研究上取得重要突破,该研究从分子、细胞和小鼠动物模型等多个层次开展了系统的研究。在细胞层面,该研究发现吉非罗齐(FDA批准用于治疗高血脂的药物)和匹立尼酸作为PPARA的激动剂,可激活自噬从而对β-淀粉样蛋白进行清除。在阿尔茨海默病小鼠模型层面,吉非罗齐和匹立尼酸能够有效诱导星型胶质细胞和小胶质细胞活化,聚集在斑块周围,进一步显著增强星型胶质细胞和小胶质细胞对β-淀粉样蛋白的吞噬和降解功能,从而改善β-淀粉样蛋白病理生理学特征,并且该效应与自噬的发生紧密联系在一起。最终,吉非罗齐和匹立尼酸可显著改善阿尔茨海默病小鼠受损的神经元结构与功能,并显著提升小鼠的学习与记忆能力。该研究不仅进一步支持活化星型胶质细胞和小胶质细胞对β-淀粉样蛋白清除的重要性,并且找到了新的靶标PPARA,为FDA批准的治疗高脂血症的药物吉非罗齐进行AD治疗临床试验提供了实验依据。

日本研发出高效吸光性材料

日本研究人员最新研发出一种高效的吸光性材料,其可见光和红外线的吸收率都超过99%,新材料将有望应用于影像器材等领域。吸光性材料是指光线照射在材料之上,于照明之外并无透射,也不产生映射和大块的耀斑,在吸收光线后材料较少反射出光。要大幅提高材料光吸收率和耐久性,需要在材料表面进行纳米级的微细加工,形成圆锥形空洞构造,相关技术挑战巨大。

日本产业技术综合研究所领衔的研究小组首先利用加速器发出的离子束照射树脂材料以制造一些细小的孔,再经过化学处理使小孔扩展成圆锥形,使树脂材料拥有了精密的表面构造,最后以这种树脂材料为模子,填充上混合了碳的黑色硅橡胶,就制成了高效吸光的“黑暗”材料。新材料对可见光和红外线的吸收率分别超过99.5%和99.9%。研究人员称,这种材料经久耐用,未来有望应用于望远镜和照相机等对光吸收极为敏感的设备。

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