每年《科學(xué)》雜志的編輯們都會聚集在一起評選出當(dāng)年的10大科學(xué)突破研究成果。2013年度的10大科學(xué)突破之首是癌癥免疫治療。

癌癥免疫治療

科學(xué)家們數(shù)十年來都在思考如何讓免疫系統(tǒng)來應(yīng)對癌癥，但真正實(shí)施起來卻是相當(dāng)?shù)睦щy。如今，很多腫瘤專家都認(rèn)為事情出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機(jī)，因?yàn)檠芯咳藛T找到了兩種不同的技術(shù)來治療癌癥。其中一種能讓抗體對T細(xì)胞進(jìn)行阻遏，從而產(chǎn)生力量來對付癌癥。另一種技術(shù)能在體外對個(gè)體的T細(xì)胞進(jìn)行基因修整，從而治療癌癥。

設(shè)制疫苗應(yīng)對疾病

研究人員應(yīng)用分子結(jié)構(gòu)生物學(xué)來設(shè)制疫苗中的關(guān)鍵成分，從而治療危險(xiǎn)的兒童疾病。每年都有數(shù)百萬嬰兒由于感染呼吸道合胞病毒（RSV）而住院接受治療。今年科學(xué)家們終于找到了對付RSV的抗體，然后對這種抗體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，利用分析所獲得的信息設(shè)制出了對付RSV的疫苗的免疫原。其他研究人員希望這種類似的方法可以幫助人類生產(chǎn)出新的HIV藥物。

微生物和健康

研究人員發(fā)現(xiàn)人體內(nèi)生存著的數(shù)萬億細(xì)菌決定著人體如何應(yīng)對各種不同的疾病，比如營養(yǎng)不良和癌癥?；谶@樣的認(rèn)識，未來的個(gè)性化藥物治療將會將這些微生物的作用考慮進(jìn)去。

睡眠有助于腦修復(fù)

研究人員通過對小鼠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)睡眠可以幫助恢復(fù)和修復(fù)腦。當(dāng)小鼠睡著時(shí)，其腦內(nèi)神經(jīng)細(xì)胞的各個(gè)通路就會延展，從而讓腦脊液清洗掉無用的碎屑，比如和人類的阿爾茨海默癥有關(guān)的那些蛋白質(zhì)。

駕馭陽光

鈣鈦礦型太陽能電池材料的研究2013年取得了飛速的進(jìn)展。研究人員在實(shí)驗(yàn)室中可以將15%的陽光轉(zhuǎn)化為電能，雖然鈣鈦礦型太陽能電池還無法與商用硅太陽能電池相比，但由于鈣鈦礦的便宜和易得，仍然取得了快速的發(fā)展。

宇宙粒子加速器

理論學(xué)家早就懷疑絕大多數(shù)宇宙射線的加速都是由于超新星的大爆炸造成的，2013年費(fèi)米伽馬射線太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了這些粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。

迷你器官

科學(xué)家們?nèi)缃衲軌蛟趯?shí)驗(yàn)室中讓干細(xì)胞成長出迷你器官，比如肝臟胚芽、迷你腎臟以及基本的人腦。研究人員可以通過對這樣的人腦進(jìn)行觀測，對小頭畸形提出新的見解。

克隆人

研究人員發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞可以發(fā)育出人體的任何細(xì)胞類型，這使得干細(xì)胞可以用來研究并治療疾病?？茖W(xué)家如今已經(jīng)可以克隆出好幾種不同的動(dòng)物，但人類細(xì)胞還有許多棘手的工作有待完成。今年研究人員找到了新的方法來解決這一難題。

CLARITY

一種新的腦成像技術(shù)可以讓人腦組織顯得更為清晰，這種技術(shù)叫做CLARITY，該技術(shù)解決了傳統(tǒng)腦成像技術(shù)的最大障礙：用于形成細(xì)胞膜并保持神經(jīng)元和其他大腦細(xì)胞及細(xì)胞器完整的脂肪分子，即脂質(zhì)會將光分散到各個(gè)方向，導(dǎo)致光學(xué)顯微鏡不可能觀察到大腦內(nèi)部幾百微米以下的情況。脂質(zhì)也排斥很多物質(zhì)，比如抗體，因此要想不對大腦進(jìn)行切片就標(biāo)記一些特殊類型的細(xì)胞是很困難的。CLARITY技術(shù)使用透明凝膠分子取代脂質(zhì)，從而使得腦組織變得透明，但神經(jīng)細(xì)胞核其他一些結(jié)構(gòu)則能為研究人員所見，并便于他們對其進(jìn)行染色、標(biāo)記和研究?？茖W(xué)家們認(rèn)為CLARITY讓計(jì)算神經(jīng)元的這類任務(wù)變得更為迅捷有效。

CRISPR

麻省理工學(xué)院華人科學(xué)家張鋒等人率先研發(fā)的基因編輯技術(shù)CRISPR引發(fā)了2013年的科研大爆發(fā)，這一技術(shù)以一種叫做Cas9的蛋白質(zhì)為基礎(chǔ)。2013年有超過12支的研究團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用該技術(shù)對小鼠、大鼠、細(xì)菌、酵母、斑馬魚、線蟲、果蠅、植物和人體細(xì)胞的特定基因進(jìn)行操控，為人們了解這些基因如何發(fā)揮作用以及如何促進(jìn)人體健康鋪平了道路。