盘点2018年十大新兴技术：人体变成“制药工厂”(4)

迄今为止，有关炎症相关应用的研究令人鼓舞。由SetPoint Medical公司开发的VNS设备在早期的人体试验中已经证明是安全的，用于治疗风湿性关节炎和克罗恩病(Crohn’s)。目前正在对这两项技术进行更多的试验。电休克疗法也被用于治疗其他具有炎症成分的疾病，如心血管疾病、代谢失调和痴呆，以及狼疮等自身免疫性疾病。在这种疾病中，迷走神经本身变得不活跃。

防止移植组织的免疫排斥是另一项潜在应用。大多数迷走神经刺激器，包括SetPoint的设备和那些已经用于治疗癫痫和抑郁症的设备，都属于植入物。医生通常把这个装置放在锁骨下的皮肤下面。植入物的导线缠绕在迷走神经的一个分支上，并以预设的间隔向它传送电脉冲，频率和其他性能通过外部磁棒编程控制。如今的植入物直径约为1.5英寸，但随着时间的推移，预计会变得更小，可编程性更强。

旨在缓解丛集性头痛和偏头痛的无创手持式迷走神经刺激器最近也获得了FDA的批准，尽管尚不清楚迷走神经刺激究竟是如何帮助这些症状的。这种手持设备通过颈部皮肤或耳朵向神经传递温和的电刺激。迷走神经并不是唯一一个被新型电疗法治疗的目标。在2017年底，FDA批准了一种非植入装置，可以通过耳后皮肤向颅枕神经和枕神经的分支发送信号，从而缓解阿片类药物的戒断反应。在73名阿片类药物戒断患者症状严重程度降低31%或更高之后，该设备获得了FDA的认可。

植入物和手术的成本可能会阻碍VNS疗法的广泛应用，但随着该技术的侵入性降低，这一问题应该会得到缓解。但成本并不是唯一的挑战。研究人员仍然需要了解更多关于迷走神经刺激在每种情况下是如何产生效果的，以及如何最好地确定个体患者的最佳刺激模式。此外，他们还需要研究迷走神经的脉冲是否会以不受欢迎的方式影响周围的神经。然而，随着更多的研究和试验检验其机制和效果，VNS和其他的电子疗法最终可能更好地治疗广泛的慢性疾病，潜在地减少数百万患者的用药需求。

8.基因驱动

可以永久性地改变某个种群甚至整个物种特征的基因驱动技术正在迅速进步。所谓基因驱动是指基因元素从父母传给后代的数量异常高，从而在种群中迅速传播。基因驱动是自然发生的，但也可以被改造，这样做在很多方面对人类来说都是一种恩惠。这项技术有潜力阻止昆虫传播疟疾和其他可怕的感染，通过改造攻击植物的害虫提高作物产量，使珊瑚对环境压力产生抵抗力，并防止入侵植物和动物破坏生态系统。

然而，研究人员深切地意识到，改变甚至消灭某个物种可能会产生深远的后果。作为回应，他们正在制定规则来管理基因驱动被从实验室应用到现场测试和更广泛的使用中。几十年来，研究人员一直在考虑如何利用基因驱动来对抗疾病和其他问题。近年来，CRISPR基因编辑技术的引入使得将遗传物质插入染色体上的特定位置变得更加容易，从而推动了这项研究的快速发展。

2015年，几篇论文报道了基于CRISPR的基因驱动在酵母、果蝇和蚊子中的成功传播。一项演示通过蚊子种群驱动了对疟原虫的抗性基因，理论上这应该会限制疟原虫的传播。另一项研究干扰了另一种蚊子的雌性生殖能力。今年，一种CRISPR基因驱动系统在老鼠身上进行了试验，试图操纵它们的皮毛颜色。这种方法只对雌性有效。即便如此，研究结果也支持了这样一种可能性，即这项技术可能有助于消灭或改变侵入性小鼠或其他哺乳动物的种群，这些种群会威胁到农作物、野生动物或传播疾病。

美国国防高级研究计划局(DARPA)对这项技术充满热情，它投入了1亿美元用于基因驱动研究，旨在对抗蚊子传播的疾病和入侵啮齿类动物。比尔和梅林达·盖茨基金会(Bill & Melinda Gates Foundation)也向一个研究疟疾基因驱动的研究财团投资了7500万美元。尽管前景光明，但基因驱动还是引起了很多担忧。它们会无意中跳到其他野生物种并破坏它们吗？从生态系统中淘汰选定物种的风险是什么？恶毒势力会不会把基因驱动当作武器来干扰农业？

为了避免这种可怕的前景，有研究人员开发出一种开关，在基因驱动起作用之前，必须通过传递某种特定物质来开启开关。与此同时，多组科学家正在研究通过基因驱动测试的每个阶段来指导进展的规程。例如，在2016年，美国国家科学、工程和医学科学院审查了这项研究，并对负责任的做法提出了建议。2018年，一个大型的国际工作小组制定了一份路线图，监督实验室的研究。

除了限制这项技术本身的风险之外，许多调查人员还希望避免可能导致公众或政策反弹的事故和失误。麻省理工学院的凯文·艾斯维尔特(Kevin M. Esvelt)和新西兰奥塔哥大学的尼尔·格默尔(Neil J. Gemmell)在2017年发表了论文，对基因驱动在消灭害虫哺乳动物方面的潜在用途表示担心，他们认为单次国际性事件可能会让研究工作倒退10年或更长时间。他们预测：“仅就疟疾而言，这种延迟的代价可能需要用数百万本来可以避免的死亡来衡量。”

9.等离子体材料

2007年，加州理工学院的哈里·阿特沃特(Harry a . Atwater)曾撰文预测，所谓的“等离子体”(plasmonics)技术最终可能会被投入到一系列应用中，从高度敏感的生物探测器到隐形斗篷。十年后，各种等离子体技术已经成为商业现实，其他技术也正在从实验室向市场过渡。这些技术都依赖于控制电磁场和金属(通常是金或银)中自由电子之间的相互作用，自由电子决定了金属的导电性和光学性能。金属表面的自由电子在受到光线照射时集体振荡，形成所谓的表面等离子体。

（编辑：ASP站长网）