近年来生物科技领域的发展日新月异，屡屡取得重大突破，哪些将会赢得众生命科学家们火热的“芳心”？哪些将会实现由科研领域到产业转化的完美应用？笔者对2017年全球生物科学领域的热点进行了预测与前瞻，一起来看看：

CRISPR

一种成本低、易操作的基因编辑技术，出道至今不过数年，便横扫整个分子生物界，人称 “基因魔剪”、“上帝之手”。从小麦到老鼠，到人类胚胎，CRISPR技术可迅速改变几乎所有生物的DNA。

相较于传统的基因编辑技术，CRISPR的使用成本低廉，方便快捷，已经逐渐替代过去的复杂、高成本、低效（一次只能改变一个基因）的编辑方法，如锌指核酸酶或类转录激活因子效应物核酸酶。由于CRISPR如此强大的功能，其一经问世便大放异彩，迅速引起了广泛的关注。

NIPT

是Non-invasive Prenatal Testing的缩写，自2008年，基于高通量测序（NGS）的无创胎儿产前检测(Non-invasive Prenatal Testing,NIPT )技术开发至今，已有数万例的临床验证证明此方法的可靠性和稳定性，近百万孕妇已选择该检测技术。全球有超过十个机构提供NIPT服务，主要集中于美国和中国。

NIPT的出现，改变了整个产前诊断领域的格局，也获得国内外相关领域专业学会及专家的高度关注。美国、中国、加拿大、意大利、日本先后就这一新技术的临床应用，发表临床指导方针与意见。

PD-1/PD-L1免疫疗法

是当前备受瞩目的新一类肿瘤免疫疗法，旨在利用人体自身的免疫系统抵御癌症，通过阻断PD-1/PD-L1信号通路使癌细胞死亡，具有治疗多种类型肿瘤的潜力，有望实质性改善患者总生存期（OS）。

全球商业情报机构GBI发布的数据显示，预计到2022年，全球免疫治疗市场规模将从2015年的615亿美元扩大至742亿美元，或将占据肿瘤治疗的半壁江山。就国内而言，专家估计三年内将达到几百亿的市场规模。

如此肥沃的市场必然会引得国内外企业激烈相争，2015年卫计委重大新药创制专项已明确将PD-1、PD-L1等列为重要靶点，国内越来越多的企业涉及这一领域。

当前，PD-1/PD-L1免疫治疗领域竞争异常激烈，市场峰值高达350亿美元，该领域的佼佼者包括百时美施贵宝、默沙东、罗氏、阿斯利康。目前，各大巨头正在火速推进各自的临床项目，调查单药疗法和组合疗法用于多种癌症的治疗，以彻底发掘该类药物的最大临床潜力。

肠道微生物

被誉为人类的"第二基因组"的肠道菌群，近年来已经成为最火爆的研究领域之一。微生物专家杨瑞馥教授曾说道“即便是‘盲人摸象’般的相关性研究，仍然能够揭示大量有价值的人体肠道微生物组学知识，反映了肠道微生物组与具体疾病的关系”，肠道微生物这渺小的身材中蕴含的“智慧”和“能量”已经无法掩盖。研究发现肠道微生物在人类疾病中的作用不可小觑。

肠道微生物与帕金森综合征。美国研究人员在《细胞》杂志上发表的动物研究显示，这种常见的神经退行性疾病可能与肠道里的微生物变化有关。研究人员通过有肠道菌的小鼠与无菌小鼠的对比试验的出结论，肠道微生物组是帕金森氏症的重要推手。肠道菌群的组成变化或者肠道细菌本身的变化，可能促使甚至导致运动机能恶化，而运动机能恶化是帕金森氏症的主要症状。这项发现意味着医生可能要从肠道着手治疗帕金森氏症，比如调节短链脂肪酸水平、服用益生菌或清除有害的微生物。

肠道微生物与瘫痪。发表在了《实验医学杂志》（The Journal of Experimental Medicine）上的研究表明，肠道微生物可以直接通过神经纤维与我们体内的中枢神经系统“交流”，还可以通过代谢产物（如短链脂肪酸）和神经递质（多巴胺、乙酰胆碱等）建立肠道神经系统与中枢神经系统间的联系。此外，来自俄亥俄州立大学神经学研究所的Phillip Popovich教授在最新的研究中发现，脊髓损伤后，肠道通透性会增加，诱导“肠道细菌移位”。不光脊髓受损对肠道微生物有影响，反过来，如果菌群受到干扰，也会加剧脊髓损伤、并影响损伤修复的进度。研究人员还发现，在肠道微生物上“做一些手脚”或许就能够改善这些问题。

肠道微生物与肾结石。研究人员发现，肠道细菌的分泌物可预防或治疗肾结石。这一发现发表在即将出版的《美国肾病学会杂志》(JASN)上。在研究这种细菌的时候，芝加哥大学的医学博士Hatim Hassan和他的同事发现，由Of产生的分泌物可以刺激组织培养皿中生长的人类肠道细胞转移草酸。他的团队还透露，这种观察到的刺激机制涉及SLC26A6的蛋白激酶A（PKA）信号通路和蛋白质转运。重要的是，产甲酸草酸杆菌的分泌物通过刺激小鼠结肠草酸分泌，减少尿草酸的排泄。

肠道微生物与中风。Weill Cornell医学院的研究人员最近发现，特定肠道菌能利用免疫系统减轻中风的严重性。“我们这项研究为人们展示了大脑与肠道的新关联，”Weill Cornell医学院的副教授Josef Anrather说。“有望改变人们对中风及其风险的认知。” 研究人员指出，改变肠道菌的组成将成为预防中风的新方法。这种方法特别适合那些中风高危人群，比如心脏经过手术或脑血管存在堵塞的患者。“饮食干预比使用药物更容易，而且对肠道菌组成的影响最大，”Dr. Anrather说。这项研究发表在Nature Medicine杂志上。

（文献：Commensal microbiota affects ischemic stroke outcome by regulating intestinal γδ T cells）

肠道微生物与乙肝。国立台湾大学医学院Han-Hsuan Chou和Wei-Hung Chien带领的一项新研究表明，肠道微生物组的发展可以解释“为什么婴幼儿往往比成年人更易于患上慢性乙肝？”。研究结果显示，肠道菌群组成在肝脏对HBV的免疫反应中起重要作用。更年幼的小鼠可能更容易患慢性乙肝，因为它们的肠道微生物群尚未稳定。成年人的肠道微生物群已经稳定，更容易患者急性乙肝；然而，成年小鼠的肠道菌群被抗生素打乱了，对HBV感染的响应与年轻小鼠相似。相关研究结果发表在最近的《PNAS》杂志。

（文献：Age-related immune clearance of hepatitis B virus infection requires the establishment of gut microbiota）

肠道微生物与抑郁症。在小鼠研究中，抗生素，益生菌（活菌）或特定的繁殖技术导致的肠道细菌的改变均与焦虑和抑郁行为相关。通过粪便菌群移植，这些行为可以从一只小鼠“转移”到另一只。更有趣的是，在今年的一项研究中，从抑郁症患者分离得到的肠道菌群样品被转入无菌小鼠体内。这些小鼠显示出了与抑郁症有关的行为改变。

压力也可能对肠道菌群与心理健康很重要。我们都知道压力会导致精神疾病的发生。我们现在发现压力和微生物群落之间存在双向连接。

单细胞测序

最近几年，关于单细胞测序的报道日益增多。事实上，单细胞测序是一个新兴的领域。单细胞测序分为单细胞转录组测序和单细胞基因组测序。单细胞转录组测序分为：单细胞DGE、单细胞polyA测序、单细胞lncRNA测序。单细胞基因组测序分为：单细胞外显子组测序和单细胞全基因组重测序。

单细胞测序较传统测序而言有不可比拟的优势。在单细胞层面，所有的疾病在病理学上都是不一样的。单细胞研究能够帮助我们更好地认识为什么有些细胞生病了，而另外一些细胞却还是正常的；也能够告诉我们为什么有些细胞对药物的敏感性非常高，可是另外一些细胞对药物却“无动于衷”。

常见的基因组测序技术避免不了这一现象带来的影响，基于这一原因，研究人员开启了单细胞测序技术的探索之路。单细胞测序技术可谓是生物科技发展史上的一大创举。

胚胎基因编辑

2015年，第三代基因编辑技术CRISPR/Cas9荣登著名学术期刊《科学》杂志十大科学突破榜首。2015年9月，据英国广播公司（BBC）报道，著名的辛克斯顿团队（the Hinxton Group）近日发表声明指出，对人类早期胚胎的遗传基因进行编辑具有巨大的科研价值，这一技术未来有可能在伦理上被接受。辛克斯顿团队是由关注人类干细胞研究和胚胎编辑技术的权威科学家组成的非正式的国际团队。

2015年12月初的人类基因编辑国际峰会声明中表示，基因编辑技术不得在妊娠过程中被用于修改人类胚胎。该声明同时也为研究利用基因编辑技术修改人类胚胎或生殖细胞开了绿灯。

2016年1月，英国的一个监管委员会将评估一项世界瞩目的申请，伦敦Francis Crick 研究所的研究人员申请用CRISPR技术敲除日龄胚胎（day-old embryos）中的发育基因。在当日的新闻发布会上，申请者Kathy Niakan阐述了她所提议研究背后的基本原理，希望这一研究路线有一天可以改善不孕治疗。

2016年5月，国际干细胞研究学会（ISSCR）对干细胞领域的研究指南进行了更新，最新研究指南涵盖所有关于人类胚胎的研究，包括对人类胚胎基因进行修改。研究指南建议，所有涉及对人类胚胎进行人为操纵的研究，都应与利用人类胚胎建立干细胞系的实验一样，接受特殊的“胚胎研究监督”程序。该指南还呼吁，科研人员应继续遵守在体外培养人类胚胎不超过14天的惯例。该指南支持在接受严格监督的前提下，在实验室中对人类精子、卵子或胚胎进行基因编辑，但强调，现阶段不应将其应用于临床。

2016年9月，瑞典开启健康人类胚胎基因编辑，科学家希望这项研究将有助于科学家更多地掌握胚胎早期发育状况，同时可能未来有一天形成新的治疗不孕不育症以及预防流产。

肿瘤液体活检

是目前国际、国内精准医疗方面最火热的话题之一。在“2020年全球液体活检市场将达220亿美元”（BCC Research）的喧嚣声中，国内外各大公司纷纷开始布局肿瘤液体活检领域，比如罗氏、Illumina、安可济、鹍远基因、元码基因、云健康、海普洛斯等。

然而，肿瘤液体活检却也面临众多亟需解决的问题，比如CTC检测平台的可靠性等。也正是因为有着光明的前途和正存在的问题，才使得肿瘤液体活检成为当下热门的行业技术之一。肿瘤液体活检有多火，看看这些事件就知道了：

美国政府于2016年1月启动了癌症“登月计划”（Cancer Moonshot）。2016年10月中旬，白宫宣布要联合癌症检测及治疗有关的企业，大力推进和发展癌症的血液检测，用于检测和监视癌症。这个血液检测计划称作Blood Cancer Atlas（他们随后称之为Blood Profiling Atlas），旨在通过联合不同企业分享研究数据，以此发展癌症的血液检测。

美国FDA宣布已经批准了罗氏公司的血液cobas EGFR突变V2用于检测非小细胞肺癌相关的EGFR突变。这是由该机构批准的第一个针对于非小细胞肺癌相关基因突变的血液基因测试。它现在可以用来作为Genentech公司的抗癌药物特罗凯（厄洛替尼）的一个协助诊断试剂。具体而言，血液样本中检测外显子19缺失或外显子21（L858R）取代突变可以帮助筛选从与药物治疗中获益的患者。

医疗保险机构Palmetto宣布已将体细胞变异ctDNA分析测试纳入其保险范围。“我们应该鼓励各大临床实验室向ClinVar提交体细胞变异检查报告以及有关的临床表型分析结果。”Palmetto说。ClinVar是一家免费基因型和表型数据供应机构，由NIH于3年前创立。迄今为止，已经有超过500家临床数据生产者与ClinVar建立了稳定的合作关系。

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