《TheScientist》：質譜、克隆、測序，誰將成為2021頭條技術？

　　去年，新冠疫情席卷全球，生物醫學研究領域學者奮起應對挑戰，并取得了前所未有的科學成就。2021年已來，盡管大流行還在繼續，但美國《The Scientist（科學家）》雜志認為，現在仍是一個了解2021年及以后生命科學創新風向的好時機。此次，《The Scientist》邀請了獨立評審團的三位專家來分享他們對生命科學技術領域未來一年的看法。他們是來自美國麻省理工學院生物工程助理教授，也是麻省理工學院和哈佛大學布羅德研究所的核心成員Paul Blainey、美國風投公司Domain Associates的執行合伙人Kim Kamdar，她曾在諾華和先正達進行了九年的藥物發現研究、美國桑迪亞國家實驗室主要技術專家Robert Meagher，他的主要研究方向是開發用于核酸分析的新技術和設備，特別是針對傳染病，生物防御和微生物群落的問題。

　　以下是他們的對話

　　《The Scientist》：如果你必須選擇一個生命科學創新領域或一項將在2021年成為頭條新聞的技術，那會是什么？以及為什么？

　　Paul Blainey：價值正在從單一技術（質譜、克隆、測序、聚合酶鏈反應、誘導多能干細胞、下一代測序、基因組編輯等）的影響向跨技術領域的影響進行轉移。2021年，我認為研究人員將越來越多地利用多種技術結合在一起從而產生新的見解。技術不可知論也將越來越流行，因為涌現出的多種技術將提出更多可行的研究途徑。

　　Kim Kamdar：作為應對新冠大流行的一部分反應，2021年的一個頭條將是關注于醫療保健消費化的持續創新。它重新定義了醫療消費者在每個醫療階段如何與醫療提供者互動。現在消費者對他們的醫療保健選擇更加挑剔了。

　　Robert Meagher：我認為答案是mRNA遞送。這項技術已經為多種應用開發了很多年，但直到基于mRNA技術的兩種新冠疫苗的成功開發和FDA的緊急使用授權才使這項技術成為一個非常耀眼的亮點。疫苗試驗及其廣泛使用將為開發者提供大量有關該技術的數據，并為在考慮傳染病以外的未來醫療應用時了解安全性和副作用奠定了基礎。

　　《The Scientist》：單細胞技術在這幾年蓬勃發展。你們認為這種趨勢還會延續嗎？或者它會如何演變？

　　Paul Blainey：單細胞技術將繼續存在，盡管它的用途將發生變化。一個類比是我們看到從人類基因組計劃和NGS（下一代測序）時代早期流行的基因組從頭測序到今天實踐豐富的重測序應用的轉變。我預計在未來一段時間內，使用單細胞技術的新方法將會不斷涌現。

　　Kim Kamdar：單細胞技術的創新有可能將生物學研究推向更高的分辨率，以為復雜生物學提供更細致的畫面。成本一直是廣泛采用單細胞分析的主要障礙。隨著更好的技術誕生，成本也將會越來越低，單細胞研究將會出現爆炸式增長。這一變化還將使其從轉化研究擴展至更廣泛的臨床應用，特別是在腫瘤學和免疫學領域。

　　Robert Meaghe：是的，這個領域還在不斷創新，還有不少空間。我們最近看到了一個發展領域，而且我認為它還在繼續，那就是結合空間信息研究單細胞，即理解單細胞與其鄰細胞的相互作用。我還想知道新冠大流行是否會激發人們對應用單細胞技術解決傳染病、免疫學和微生物學問題的興趣。許多現有的單細胞RNA分析方法適用于人類或哺乳動物細胞，但不適用于細菌或病毒。

　　《The Scientist》：面向CRISPR的技術似乎也在蓬勃發展，你們在這個領域看到什么令人興奮的事情嗎？

　　Paul Blainey：CRISPR和基因編輯的前景非同尋常，我迫不及待地想看看這個領域如何繼續發展下去。

　　Kim Kamdar：自2012年問世以來，CRISPR技術主要關注的是它在人類細胞中修飾基因以治療遺傳疾病的用途。最近，科學家們展示了利用CRISPR基因編輯技術治療病毒性疾病的潛力（本質上是一種可編程的抗病毒藥物，可用于治療諸如HIV、HBV、SARS等疾病）。發表在《自然通訊》上的這項研究表明，CRISPR可被用來消除恒河猴體內的猴免疫缺陷病毒（SIV）。如果該研究結果能在今年將啟動的人體試驗中復制，那么CRISPR將可被用于治療HIV，并且可以通過將一種慢性疾病轉化為具有功能性治愈的疾病，這必將產生重大影響。

　　《The Scientist》：在未來的一年里，哪些創新將轉化為與臨床相關的技術？

　　Paul Blainey：將可治療疾病范圍擴大的新型療法會尤其令人興奮。基于細胞的療法為生物工程技術提供了多功能平臺。同樣令人鼓舞的是，體細胞基因組編輯技術技術正朝著治療嚴重疾病的臨床方向發展。

　　Robert Meagher：除了基于mRNA疫苗的巨大成功為其他基于mRNA的臨床技術奠定了基礎之外，今年另一個真正受到關注的領域是診斷學。許多大大小小的實驗室和公司，它們為便攜式和即時診斷提供了一些真正創新的產品和想法。很長一段時間以來，人們常常認為這是發展中國家或資源有限地區的一個問題。但是，新冠肺炎的流行以及對大規模診斷檢測的相關需求促使我們重新思考“資源有限”的含義，并理解供應鏈、技術人員和高復雜性實驗室設施瓶頸帶來的挑戰。在過去的幾十年里，在快速、便攜式和易用的診斷技術方面已經有了很多基礎性研究，但將其轉化為對臨床有用的產品似乎還停滯不前。我懷疑這是由于缺乏一個利潤豐厚的市場所導致的，但我們現在開始看到FDA為家庭檢測和其他新型診斷技術提供了緊急使用授權，以滿足應對新冠大流行的需要。我猜測這是為這些技術將應用于其他診斷測試的需求鋪平了道路。

　　《The Scientist》：盡管2020年是動蕩的一年，但生命科學界仍設法以一種全世界從未見過的方式圍繞著新冠大流行進行動員。你們認為人類對未來大流行的反應會與這次類似還是不同？

　　Paul Blainey：看到新冠疫情造成的痛苦和破壞，我們顯然需要準備更廣泛、更公平和協調更佳的應對計劃。盡管快速疫苗開發和檢測是去年的兩大亮點，但仍有許多重要領域需要取得進展。當我們了解到在危機中細節變得多么重要時，無論多么微不足道，診斷技術和公共衛生措施調整都是值得重點關注的兩個領域。

　　Kim Kamdar:

　　生命科學領域對新冠大流行的反應已經被證明比對過去的任何一次疫情反應都快了很多，特別是在疫苗開發和診斷等領域。2002年，SARS病毒的基因組測序花了一年多的時間。新冠病毒的基因組在第一個病例確診后不到一個月就完成了測序。科學家和臨床醫生能以極快的速度將這些初始信息轉化為多種經批準的疫苗。而且，全新疫苗開發技術已經被驗證。疫苗科學已經永遠被改變了。這場大流行還提升了人們對診斷的關注度，迫使人們重新思考如何提升診斷檢測的可獲得性、可負擔性和可操作性。2020年對抗新冠疫情的創新將為未來應對大流行提供更快速、更專注和更可行的反應。

　　Robert Meagher：早期獲得新冠病毒的全基因組序列，以及在對分離株進行測序的過程中，不斷及時更新序列，這是真正快速啟動應對新冠疫情研究的一系列重大事件。因此，我預見到序列信息的近乎實時共享將成為新的標準。以滅活形式廣泛且廉價地獲得病毒，以及特征明確的合成病毒RNA標準和蛋白質，也有助于促進研究。

　　但我不太喜歡的一個趨勢是將非同行評審的結果作為預印本在網上迅速公布。盡快向社區發布新信息確實有很大的好處，但不幸的是，我認為在某些情況下，匆忙獲取預印本會導致誤導性信息的傳播。與等待同行評審接受初稿后再發布新聞稿相比，在發布預印本的同時發布不加評審的新聞稿會將問題更加復雜化。我認為解決辦法可能在于由期刊考慮加快同行評審的創新方法，或者在發布初稿前至少進行一次基本的嚴謹性檢查。目前的極端情況是：要么發布一份未經審查的預印本，要么等待數月甚至數年進行多輪同行評審，包括廣泛的額外實驗，才能滿足多個審稿人對高影響力出版物的要求。有沒有一種方法可以防止由于明顯的方法論錯誤或統計分析錯誤而作為預印本發布的初稿，同時也使有趣的、做得很好但尚未完全完善的研究初稿向社會開放?