七天科技博览(5月3日)

【本期导读】

  1. 最新发现:“肠道益生菌”能显著提升抗流感作用
  2. 新冠病毒会随温度升高而消失吗?
  3. 预防肺结核的卡介苗可减轻新冠影响?柳叶刀:请遵循世卫建议
  4. 逆转衰老!可恢复端粒长度方法找到
  5. “中国天眼”开启地外文明搜索
  6. SpaceX“星链”卫星将严重破坏巡天望远镜观测

 

最新发现:“肠道益生菌”能显著提升抗流感作用

5月4日,记者从华中农业大学获悉,该校动科动医学院金梅林教授团队、信息学院陈玲玲教授团队,以及北京诺禾致源科技公司刘辰团队合作研究证实:特定肠道益生菌能显著提升抗流感作用。研究表明宿主能够通过增加自身肠道益生菌来抵抗流感病毒的感染,反映了一种全新的宿主与肠道菌群之间的相互作用,进一步揭示了肠道微生物的抗流感机制。

此项研究的最新成果,近日被国际学术期刊《基因组生物学》(《Genome Biology》)在线发表,论文题目是“流感感染导致内源性动物双歧杆菌肠道种群的扩张,从而保护小鼠免受感染”。

流感是一种急性传染性呼吸道疾病,严重威胁着人类健康与生命安全。全球每年有近10亿人遭受流感影响,其中包括300至500万的严重病例以及高达50万的死亡病例。肠道微生物在保护人体免受流感病毒感染方面起着重要的作用,但目前关于肠道微生物抵抗流感的机制仍然存在很多未知。

研究人员发现,将流感感染后存活小鼠的粪肠菌群移植给健康小鼠,可以显著提升其对流感感染的抵抗能力,表明流感感染后存活小鼠的某些肠道细菌能够增加宿主对流感感染的耐受。

为了进一步解释上述肠道微生物抵抗流感感染的机制,该研究结合半数致死的现象与定义,利用流感的小鼠感染模型,建立了一种全新的特异性菌群筛选方法。利用这一方法,通过对600多份样品进行16s测序分析以及170多份样品进行宏基因组测序分析,成功筛选了几种对流感病毒有潜在抑制作用的益生菌,并通过“共现网络”分析与“随机森林”分析建立了一种在预测流感感染小鼠的预后/严重程度方面具有诊断潜力的模型。

假长双歧杆菌和动物双歧杆菌与小鼠的存活情况呈现显著的正相关性,利用抗生素处理的小鼠模型进行试验,发现单独灌服动物双歧杆菌或与假长双歧杆菌联用可显著提升小鼠对流感感染的抵抗力,进一步利用无菌小鼠模型进行验证,也得到了类似的结果,证明宿主可以通过增加其自身肠道内的动物双歧杆菌来抵抗流感感染。

进一步分析了功能宏基因组,发现双歧杆菌介导抗流感作用可能是通过几种特定的代谢小分子进行的,主要包括缬氨酸、异亮氨酸、赖氨酸和辅酶A等。体内试验证实缬氨酸和辅酶A确实具有显著的抗流感作用。该研究不仅揭示了宿主利用自身肠道微生物抵抗流感感染的分子机制,同时也为抗流感益生菌的开发以及感染愈后分子标识的筛选奠定了基础。(科技日报)

 

 

新冠病毒会随温度升高而消失吗?

问: 气温升高对新冠病毒有什么影响?

复旦大学公共卫生学院教授阚海东:现有研究尚未得到支持环境温度和紫外线辐射可减少新冠病毒传播的确切证据。要摸清这一全新病毒的传播规律,还需大量研究跟进,即便到了夏季,仍要做好个人防护。

阚海东表示,炎热可能对病毒有一定的抑制作用,但现有研究尚未得到支持环境温度和紫外线辐射可减少新冠病毒传播的确切证据。

以往一些研究表明,寒冷和干燥的环境有助于病毒的生存和传播,温暖和潮湿的环境则会减弱病毒传播。但从现有研究和报道来看,新冠病毒存活的适宜温度和范围比较广,对环境的适应性比较强,南半球国家出现的本土传播案例,意味着新冠病毒可能比过去的流感和其他呼吸道病毒对高温更为耐受。据WHO报告,截至4月底,印度的确诊病例约3万人,当地气温高达38℃;位于南美洲的巴西气温超过40℃,当地确诊病例已逾6万人。因此,科学界更倾向于认为,夏季气温上升可能会降低疫情的流行强度,但不太可能让新冠病毒自然消失。

阚海东强调,新冠病毒是一种全新病毒,过往经验很难生搬硬套。尽管现在全球投入大量科研力量对其进行研究,但要真正摸清它的传播特性和规律,还需要一定的时间。在此之前,大家还是要做好个人防护,勤洗手、多开窗通风,身处人群密集处要戴好口罩。

问: 蚊子、蜱虫会传播新冠病毒吗?

长宁区疾病预防控制中心应急办主任庄建林:目前未有蚊子、蜱虫等传播新冠病毒的报道。从传播机理看,新冠病毒主要通过飞沫传播,与蚊媒传播是截然不同的两种方式,但夏季仍需预防蚊虫叮咬。

庄建林说,目前未有蚊子传播新冠病毒的报道,而且从传播机理上看,新冠病毒主要通过飞沫传播,这与蚊媒传播是截然不同的两种方式。

蚊子能够传播登革热病毒、西尼罗河病毒等多种病毒,而蜱虫能够传播新型布尼亚病毒、螺旋体等。从直接证据来看,目前尚无确诊病例是因为蚊子、蜱虫等叮咬了新冠肺炎患者后再次叮咬其他人而感染。而且,东南亚、非洲等气温较高、蚊虫密度更高的地区,至今未有报道蚊子会传播新冠病毒的现象。从间接证据来看,当年的SARS、MERS等冠状病毒的传播途径也是以呼吸道传播为主,在更长时间的流行中同样没有发现冠状病毒经蚊虫传播的案例。

再者,从机理来看,飞沫传播和蚊媒传播是两种截然不同的传播方式。一种病毒如果能够通过蚊子或蜱虫叮咬传播他人,那么它首先要能够在这些动物体内成功复制。目前,新冠病毒主要还是通过飞沫传播,尚未发现其具有蚊媒传播的能力。尽管如此,蚊虫仍是其他多种疾病的传播媒介,夏季还是要预防蚊虫叮咬。(文汇报)

 

 

预防肺结核的卡介苗可减轻新冠影响?柳叶刀:请遵循世卫建议

卡介苗除了抗肺结核的特别作用外,还有着对免疫系统有益的非特异性作用,可以帮助抵抗多种其他感染,并常被用于治疗膀胱癌。近期不断有科研人员提出,接种卡介苗或许能保护医护人员和其他危险人群免受新冠的侵害。

权威医学期刊《柳叶刀》杂志于近日刊发了澳大利亚墨尔本大学、世界卫生组织、美国西奈山伊坎医学院、德国波恩大学的通讯文章《对接种卡介苗以减轻COVID-19影响的思考》,表示虽然存在一定的证据证明卡介苗或许有效,但仍需严格遵循世卫组织的建议:只能在随机对照试验中使用卡介苗,来验证其对减轻新冠影响是否有效。在此验证有效之前,滥用卡介苗,可能带来一系列的连锁负面反应。

卡介苗(Bacillus Calmette Guerin,又称BCG)在1920年代开始大面积推广,通常用来预防结核病(TB),常常为称作“出生第一针”。它含有一种活性减弱的牛分枝杆菌,是引起结核病的结核分枝杆菌的近亲。

通常一种疫苗会引起针对特定病原体的免疫反应,比如抗体可以结合和中和一种病毒,但不能抑制其他类型的病毒。而卡介苗的工作原理是促进骨髓中的免疫系统细胞,这些细胞随后被释放出来,增强免疫系统的先天机制,能够对各种病原体做出反应。

卡介苗能降低新冠风险的说法,最早源自美国纽约理工大学3月上传在预印本网站medRxiv上的一篇论文,并未经过同行评议。

文章分析 178 个国家数据后发现,一些从来没有推广过卡介苗的国家,如美国、意大利、比利时和荷兰等,新冠发病率高于普及卡介苗的低收入国家。此外,若普及时间较晚(如伊朗),新冠死亡率也偏高。

随后,国际上陆续有与卡介苗相关的新冠临床试验跟进。

3月27日,澳大利亚墨尔本大学宣布将启动一项临床试验,检验医护工作者接种卡介苗后能否受到保护。3月31日,荷兰也在国际临床试验网站上招募志愿接种卡介苗的医护人员。

国务院联防联控机制4月14日召开新闻发布会,回应了近期一些国家称打卡介苗可以减少得新冠肺炎的可能性的问题。中国工程院院士王军志表示,国外有这个传闻,卡介苗实际是儿童计划免疫的疫苗,在我们国家应用的面还是比较广的,但是目前我们没有看到确切的研究数据来支持这个说法。

《柳叶刀》的通讯表示,随机对照试验确实证明:卡介苗的免疫调节特性可以预防呼吸道感染。在高死亡率的几内亚比绍,丹麦版的卡介苗(编注:也是欧洲最常用的版本)将新生儿全因死亡率降低了38%(95%CI 17-54),这主要是因为肺炎和败血症的死亡人数减少了。在南非,丹麦版卡介苗将青少年的呼吸道感染减少了73%(95%CI 39-88)。

SARS-CoV-2是正链RNA病毒,在对照试验中,已证明卡介苗能够降低具有该结构的其他病毒的感染严重性。例如,在荷兰的志愿者试验中,卡介苗将黄热病疫苗的病毒血症减少了71%(95%CI 6–91)。在两项针对小鼠的研究中,它显着降低了门果病毒(脑心肌炎病毒)感染的严重性。

该通讯称,现在人们已经了解了卡介苗有益脱靶效应的许多机制。卡介苗和其他一些活疫苗可诱导代谢和表观遗传学变化,从而增强对其后感染的先天免疫反应,这一过程称为训练免疫(trained immunity)。因此,卡介苗疫苗可能会降低SARS-COV-2暴露后的病毒血症,从而减轻COVID-19的严重程度,并加快患者的恢复速度。

目前,荷兰和澳大利亚正在进行随机对照试验,以评估丹麦版卡介苗是否能降低医护人员中COVID-19的发生率和严重程度(NCT04327206,NCT04328441)。此外,日本版卡介苗的可能比丹麦版卡介苗更合适。

在这些试验完成之前,有必要严格遵照世卫组织的建议:仅在随机对照试验中将卡介苗用于COVID-19的预防。原因有四个:

首先,卡介苗疫苗已经供不应求,不加选择地使用可能让高风险地区的儿童无充足的疫苗接种,使他们无法免受结核病侵袭。

第二,卡介苗是否有效仍是未知数:生态学研究的结果表明,常规进行卡介苗免疫的国家中COVID-19确实比较少,但其作为卡介苗有效的证据非常薄弱,因为这些研究基于人群而不是个体的数据,并且容易混淆。而且,几十年前在儿童时期接种的卡介苗的人群现在不太可继续享受其带来的训练免疫。其中一个重要原因是,随后注射的其他疫苗可能会改变卡介苗的有益脱靶效应。

第三,如果卡介苗对COVID-19无效,那么卡介苗接种可能会引起接种者的安全错觉。

第四,需要在随机试验中进行仔细的安全监测,以防止卡介苗上调接种者的免疫力会加重一部分本身就有严重疾病患者在感染新冠后的重症程度。

刊发在《柳叶刀》上的通讯表示,在针对新冠肺炎的特异性疫苗开发出来之前,如果卡介苗或其他能产生训练免疫诱作用的导剂的非特异性保护功能能得到证实并且填补这段时间的空白,那么这将是应对COVID-19和未来大流行的重要工具。(澎湃新闻)

 

逆转衰老!可恢复端粒长度方法找到

据Sciencedirect科学资讯网27日消息称,美国一个研究团队在抗衰老研究上取得了突破性进展:他们筛选了超过10万种已知的化学物质,成功发现了能够恢复小鼠体内端粒长度的小分子。相关研究发表在《细胞·干细胞》杂志上。

现阶段,人类抗衰老研究大多数集中在染色体末端的“小帽子”——端粒上,端粒能够防止基因DNA密码的“磨损”,在生物健康和衰老进程中至关重要。但在细胞每次分裂时,它们都会变短一些,直到细胞不再分裂而死亡。如果能干预这一过程,则将实现对衰老以及衰老带来的不良影响的调节。

2015年,科学家发现了一种名为PARN的基因,其在端粒酶的作用中地位突出,因为这个基因在正常时会稳定端粒酶的一个重要成分TERC;当其变异时则会导致端粒酶的产生量变少,从而导致端粒过早地变短。

此次,哈佛大学及波士顿儿童医院的研究团队筛选了超过10万种已知的化学物质,以期寻找能够保护PARN健康功能的化合物,最终发现通过抑制一种名为PAPD5的酶可以实现,该酶能有效影响TERC,恢复端粒酶的正常平衡。

实验室中,团队首先使用先天性角化障碍患者的细胞制成的干细胞对化合物进行了测试,发现化合物可提高干细胞中的TERC水平;接着他们又利用人类血液干细胞并引发PARN基因的突变,然后将这些细胞植入到接受过化合物治疗的小鼠体内。他们发现,这种治疗方法可以恢复干细胞的端粒长度,并且对动物没有任何不良影响。

研究人员期望利用这种化合物开发出一类针对全身干细胞的新口服药物,从而在治疗衰老引起的疾病,甚至在解决更广泛的人类抗衰老问题中起到作用。(科技日报)

 

“中国天眼”开启地外文明搜索

中国青年报客户端北京4月28日电 记者今天从中国科学院国家天文台获悉,被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜(FAST)正式开启地外文明搜索,寻找来自宇宙深处高智慧生命的信号。

地外文明搜索是FAST望远镜五大科学目标之一。在“中国天眼”建成之后,就有人表示,如果今后一二十年里,地球接收到外星人释放的信号,那一定有FAST——目前世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜的功劳。

2018年9月,来自中科院国家天文台、加州大学伯克利分校和北京师范大学等单位的研究人员,在FAST现场对高分辨率的地外文明搜索后端进行了安装测试。2019年7月,研究人员又对获得的漂移扫描数据进行了分析处理,实现频率分辨率4赫兹,并成功去除大部分射频干扰,筛选出多组窄带候选信号。

FAST首席科学家、中国科学院国家天文台研究员李菂组织的FAST与突破聆听计划合作组,随后发表了对FAST地外文明搜索巡天的量化展望。基于对超级地球GJ 273 b的试观测和对地外文明各向同性等效功率的测算,FAST有潜力探测到类地地外行星巡天卫星将公布的数千颗地外行星上的类地文明,以及近邻仙女星系中的第二类卡尔达肖夫或更先进的技术文明。推动FAST地外文明搜索巡天,可以达到前所未有的深度,拓展人类对于自身在宇宙中地位的认识。

这一结果分别发表于美国《天体物理杂志》和中国《天文和天体物理学研究》杂志。它们描述了FAST地外文明搜索专用后端,展望了搜索地外文明的前景。李菂说,“这是FAST的第一个地外文明搜索研究成果,为我们接下来开启地外文明搜索打下了坚实的基础。”

来自中科院国家天文台今天的消息称,越来越多的地外行星的发现,加上仪器和观测能力的革命性进步,引领了寻找地外文明的复兴,未来FAST势必会成为地外文明搜索研究的主力军。(中青报•中青网)

 

SpaceX“星链”卫星将严重破坏巡天望远镜观测

北京时间4月29日消息,据国外媒体报道,在天文学家热切期盼薇拉·C·鲁宾天文台启用的同时,焦急的操作人员已经进行了测试,试图了解当近地轨道上挤满了类似于SpaceX“星链”卫星的情况下,该望远镜的工作效果如何。不出所料,结果并不是很好。

今年1月,正在智利建设的大型综合巡天望远镜(LSST)宣布更名为“国家科学基金会薇拉·鲁宾天文台”,以提供暗物质存在重要证据的美国天文物理学家薇拉·鲁宾(Vera C。 Rubin)命名。鲁宾天文台项目科学团队的最新研究表明,一个由42000颗卫星组成的巨型卫星群将会严重破坏LSST的观测。按计划,LSST项目于2021年年底开始,2032年结束。

根据这项研究,近三分之一的LSST图像预计都将包含至少一条卫星轨迹,而对于在黄昏或黎明拍摄的图像,几乎都将包含至少一条卫星轨迹。研究团队预计,如果不采取措施来解决这个问题,这个项目未来将不得不额外增加4年的工作时长。

为了纪念暗物质研究的先驱薇拉·鲁宾,天文台将于明年晚些时候上线。届时,天文学家将使用8.4米的西蒙尼勘测望远镜和32亿像素的LSST相机每晚拍摄1000张照片,观测邻近的恒星和遥远的星系。除了帮助天文学和宇宙学研究以外,鲁宾天文台还可以探测到接近地球的危险小行星。

“LSST巡天调查将创造出一幅宇宙的彩色动态图景,让不寻常的事情变得司空见惯,奇异的事物也可以被观察到,”项目科学团队的报告写道,“人类将首次以空间和时间的全景来观察光学宇宙。因此,鲁宾天文台最大的进步无疑将出乎我们的意料。”作者还补充道:“这就要求一个原始的、未受污染的夜空,几千年来,这一直是地球居民与生俱来的权利。”

项目科学团队称,理想情况下,鲁宾天文台望远镜的曝光时间为30秒,能够显示出比肉眼可见物体暗2000万倍的遥远天体。在如此高的光学灵敏度下,不难想象星链卫星在天空中的轨迹会给巡天观测带来怎样的巨大问题。

天文学家与卫星打交道已经有几十年了,但是项目科学团队预计,在未来几年将会有大量的新卫星涌入天空。以SpaceX公司为例,自2019年5月以来,该公司已经进行了5次“星链”发射,将300颗卫星送入近地轨道(LEO)。但这只是一小部分,这家由伊隆·马斯克领导的公司希望在本世纪20年代中期向近地轨道发射42000颗星链卫星。包括亚马逊、OneWeb和三星在内的竞争对手势必也会有大动作,专家预测,到本世纪30年代,近地轨道卫星的数量将达到5万颗以上。

另一个影响天文学观测的问题与这些卫星的部署方式有关。星链卫星最初会进入290公里的轨道高度,然后上升到距地球表面550公里的运行轨道(实际上仍然很低,因为可以用肉眼看到)。然而,在这个过程的早期阶段,这些卫星会产生标志性的“空中火车效应”。以每月两列的速度发射,这些星链“卫星列车”如今已经成为夜空中半固定的存在。

根据这一情况,鲁宾天文台项目科学团队模拟了42000颗卫星对LSST的影响。结果表明,大约30%的图像将含有至少一条卫星轨迹,而几乎所有在黄昏期间——近地轨道卫星最明亮的时候——拍摄的图像也将被至少一颗卫星抢镜。

研究人员预计,低轨道卫星的亮度将使天文图像饱和,产生残留的视觉信号,迫使科学家直接放弃这些图像。根据科学团队的新研究,由于这些图像的质量可能会非常差,以至于长达10年的巡天调查还需要再增加4年时间才能弥补损失。

另一方面,星链卫星群也会干扰其他研究,比如探测不明小行星,以及暗物质研究等相关的宇宙学工作。

最近在夏威夷召开的美国天文学会会议上,天文学家们对这类问题进行了讨论。鲁宾天文台的团队很自然地将他们的担忧传达给了SpaceX公司,两家机构正在合作寻找解决方案。

根据项目科学团队的报告,可能的解决策略包括将卫星的亮度降低10倍。这将需要开发新的技术(如低反射率涂料),增加额外成本,以及卫星运营商的支持。SpaceX公司已经让一颗“星链”卫星变暗,以测试所谓的“遮阳伞”概念能否奏效。

项目科学团队的报告还指出,其他可能的解决方案包括采用强大的图像处理算法来修复卫星轨迹问题,以及开发预测卫星轨道运动的软件,从而阻止望远镜扫描特定的天空区域;鲁宾天文台的望远镜视野接近10平方度,大约是月球在夜空中所占面积的40倍。如果有5万多颗卫星在地球周围运行,而望远镜要进行30秒的曝光,那么再先进的软件可能也很难找到一片没有卫星轨迹的天空区域。

因此,科学团队提出的另一个解决策略是对同一片天空进行背靠背的15秒曝光。如果两张图片中有一张带有卫星尾迹,那就会被去掉。这不是一个伟大的解决方案,但仍然可以一试。

最后,希望鲁宾天文台的项目科学团队能与SpaceX公司达成某种协议,以更好地进行天文学观测。马斯克在不久前表示,星链卫星给天文学带来的问题将是“0”,似乎一切都已经解决。据《福布斯》杂志报道,马斯克当时是在一个卫星会议上说这番话的,他表示,公司将“在高于0的情况下采取纠正措施”。最好他是认真的,毕竟科学还是应该先于利润。(新浪科技)

(选编:洪田)

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