卫星在天上,关注你的健康。
9月的最后一周,中国发射了两颗医疗和健康相关卫星。9月24日,“人民健康号卫星”(珞珈四号01星)在山东海阳市东方航天港近海海面顺利升空并进入预定轨道,为全球首颗“遥感+健康”专用卫星。隔天,“九安一号卫星”在酒泉卫星发射中心搭乘力箭一号遥四运载火箭发射成功。
“人民健康号卫星”由武汉大学人民医院医学遥感信息研究院牵头研制,卫星重约60公斤,装备一台可见光高光谱相机和一台紫外多光谱相机,可探测影响人类健康的环境因子。该卫星项目于2022年8月启动,并于2023年10月24日通过出厂评审。
医学诊断需要精准物质反演、目标精确定位,以及广域频繁普查、水土气多模式融合等,为遥感工作提出了苛刻要求。为此,团队基于医学信息和海量数据,结合健康领域成果,精确标定了47个与健康相关的光谱谱段,设计了11种区域健康常用诊断模式。
武汉大学人民医院医学遥感信息研究院执行院长李平湘表示,“人民健康号卫星”可建立面向环境健康因素广域综合监测系统,服务于传染病溯源、地方性疾病分析、灾后疫情防控、公共疾病传播与预防等医学遥感应用领域。
9月25日凌晨,“人民健康号卫星”完成首次拍摄,当天将所拍摄各模式的高光谱影像(5谱、9谱、17谱、32谱)均下传至地面站。未来,科研团队还会进一步完善卫星数据采集各项功能,探索建立更大范围的联动机制。
相比“人民健康号卫星”的全面环境监测,“九安一号卫星”聚焦气象环境对个体健康的影响,是企业探索“医疗+”产业的一次尝试。
据九安医疗介绍,发射卫星的目的是为用户进行“健康天气预报”,从而更好地预防和管理高血压、哮喘、感冒、鼻腔过敏等受气象环境变化影响的身体健康问题。
其中,高血压受气象环境变化影响较大,九安医疗曾联合小米,在2016年共同研发出具备室内外温差预警功能的米家iHealth智能血压计。此次“九安一号卫星”成功发射,为进一步定义血压计“健康天气预报”场景提供更科学、真实的气象数据。
人体健康与外部环境息息相关。地球观测组织(GEO)指出,自然环境变化(从气候变化到土地用途改变)可能带来多种健康风险,整合地球观测数据则能为这些挑战提供变革性见解。
在海外,美国航空航天局(NASA)和意大利航天局 (ASI) 合作打造的气溶胶多角度成像仪( MAIA ) 卫星任务预计在2024年底前发射,旨在调查全球一些人口较多城市中微小空气颗粒污染对健康的影响。
医疗卫星打破了地面监测的空间限制,也让“医疗+”产业拥有更多想象空间。
企业要闻01 两款罕见病NPC新药获批9月24日,美国FDA批准美国生物技术公司IntraBio的Aqneursa(levacetylleucine)上市,用于在成人和体重至少15公斤的儿科患者中治疗尼曼匹克病C型(NPC)相关的神经系统症状。Aqneursa是一种经过修饰的氨基酸,可通过单羧酸转运体有效穿越血脑屏障,进入中枢神经系统,确保药物分布到所有组织。
四天前(9月20日),美国FDA宣布批准美国生物制药公司Zevra(ZVRA.O)的口服疗法Miplyffa(arimoclomol),与miglustat联合用于治疗两岁及以上成人和儿童患者NPC的神经系统表现。Miplyffa是一款口服、“first-in-class”的细胞热休克反应共诱导剂;一项2/3期试验结果显示,该联合治疗法在12个月的治疗过程中疾病不再进展。
点评:NPC是一种罕见的遗传性疾病,由基因突变引起,患者主要表现为语言、认知、吞咽、行走和精细运动技能方面的障碍,平均寿命仅约13年左右,一直缺乏有效治疗手段。一周内批准的两款NPC疗法,让患者看到了曙光。(罗仙仙)
02 紫杉醇口服溶液在中国获批上市9月25日,中国国家药监局公开信息显示,紫杉醇口服溶液获批上市,用于一线含氟尿嘧啶类方案治疗期间或治疗后出现疾病进展的晚期胃癌患者的治疗,该产品由上海海和药物研究开发股份有限公司与韩国大化制药股份有限公司合作研发,采用脂质自乳化药物递送,在大幅度提高紫杉醇溶解性的同时,能够帮助药物经过胃肠道后顺利进入体循环。这是全球第一款研发成功的口服剂型紫杉醇药物,此前已在韩国获批用于胃癌二线治疗。
点评:紫杉醇(Paclitaxel)作为化疗的基石性药物,可用于多种癌症治疗,不过一直是注射给药,口服制剂研发难度极大。由于胃肠道存在多种吸收屏障,药物的多种理化性质均可影响药物分子通过胃肠道上皮屏障的吸收;而紫杉醇是一种低渗透性、低溶解性的药物,在水和亲脂性溶剂中的溶解度都十分有限。随着纳米医学的发展,通过多种纳米给药系统的尝试,终于让紫杉醇口服制剂成功面市,它有望克服静脉滴注带来的过敏、空气栓塞、静脉炎等风险,还可以自行在家中给药,给患者和医生带来更多便利,开创了一种全新的紫杉醇治疗模式。(李一跞)
03 全新机制精神分裂症新药获批上市9月26日,美国FDA批准百时美施贵宝(BMS,BMY.N)的Cobenfy口服药物上市,用于治疗精神分裂症成人患者。这是靶向胆碱能受体的首个抗精神病药物,也是过去数十年里首个治疗精神分裂症的新机制药物。
Cobenfy是一款复方口服的毒蕈碱类抗精神病药物,在一项3期临床试验中,Cobenfy与安慰剂相比,能让精神分裂症症状在统计学上显著减轻,第5周通过阳性和阴性症状量表(PANSS)评定,总分降低9.6分。
点评:精神分裂症是一组病因未明的精神疾病,深刻影响个体思维、情感和行为,严重扰乱患者的日常生活。长期以来,精神分裂症的标准疗法靶向多巴胺受体,Cobenfy采用全新机制,通过激活大脑中的毒蕈碱受体来减少多巴胺活性,从而减少副作用。Cobenfy获批,将为患者提供新选择。(罗仙仙)
04 IBM与NASA发布天气+气候AI模型9月23日,IBM与NASA联合发布Prithvi WxC多模态天气和气候AI通用模型,它有23亿参数,基于MERRA-2数据集的160个变量开发,采用Transformer架构,能在台式计算机运行,并已在Hugging Face上开源。
该模型经过40年历史天气数据的训练,具备良好的泛化性,可针对不同的使用案例进行快速调整,并在几秒钟内用于多种天气和气候预测任务,如创建针对性的本地天气预报、预测极端天气事件、提高全球气候模拟的空间分辨率等。
点评:Prithvi WxC能够处理多种原始数据并应用到广泛的场景,相较于经过特定数据集预训练的模拟器,展现出更强的通用性和适应力,为天气预报和气候研究开辟了新的可能性。(谯雅馨)
05 DeepMind推芯片设计工具AlphaChip9月26日,谷歌DeepMind推出AI芯片设计工具AlphaChip,并在《自然》(Nature)以范文介绍其背后的方法及其对芯片设计领域的影响。AlphaChip从空白网格开始,一次放置一个电路元件,直到完成所有元件的放置,然后根据最终布局的质量获得奖励。这种新颖的“基于边缘”的图形神经网络让AlphaChip能够学习互连芯片元件之间的关系,并在整个芯片设计中进行推广。AlphaChip可在数小时内生成超过人类或同类芯片的布局,无需耗费数周或数月的人力。
2020年,DeepMind发布AlphaChip预印本论文,介绍强化学习方法、设计芯片布局,2021年6月在Narure上发表论文并开源。目前,该方法已被用于全球多个芯片设计,包括谷歌最近三代的TPU、Axion处理器,以及联发科芯片的开发等。
点评:与谷歌AlphaGo、AlphaZero类似,AlphaChip将芯片布局规划视为一种“游戏”策略,通过不断学习和改进,提高芯片设计任务的效率和性能。AI改变了设计芯片的方式。(曹妍)
科学前沿06 用化学重编程多能干细胞治疗1型糖尿病9月25日,南开大学/天津市第一中心医院沈中阳、王树森团队、北京大学/昌平实验室邓宏魁团队与杭州瑞普晨创科技有限公司的研究人员合作,在《细胞》(Cell)发表论文Transplantation of chemically induced pluripotent stem-cell-derived islet under the abdominal anterior rectus sheath in a type 1 diabetes patient。研究团队将从化学重编程多能干细胞分化而来的胰岛(CiPSC-islets)移植到一名1型糖尿病(T1D)患者的腹直肌前鞘下,获得了可耐受的安全性,并在接下来的一年随访中不再需要外源胰岛素治疗,且恢复了血糖控制。
点评:糖尿病是威胁人类健康的重大疾病,1型糖尿病是其中较为严重的一种。目前主要治疗方法难以实现血糖的精准调控,并可能导致多种并发症发生,严重影响患者的生活质量。胰岛移植临床疗效已取得一定进步,但胰腺供体十分短缺,本次人诱导性多能干细胞制备的胰岛细胞有望改变这一局面;化学重编程也有望成为高效制备各种功能细胞类型的通用技术,为细胞治疗在重大疾病治疗上的应用开辟新路径。(李一跞)
07发现人类发育中的暂停机制9月26日,奥地利科学院分子生物技术研究所、马克斯·普朗克分子遗传学研究所等机构的合作团队在《细胞》(Cell)发布论文mTOR activity paces human blastocyst stage developmental progression,揭示了控制胚胎滞育的分子机制也会在人类细胞中发挥作用。
研究人员利用mTOR(哺乳动物雷帕霉素靶蛋白,参与细胞生长、代谢和存活的调节)抑制剂处理基于人类多功能干细胞和基于干细胞的囊胚(blastoids)模型,观察到这些细胞分裂和发育的速度减缓,同时附着能力降低;当mTOR通路被重新激活后,囊胚恢复正常发育。
降低mTOR信号通路的活性会诱导人类多能干细胞(hPSC)和囊胚进入休眠状态 图片来源:Cell (图片下载链接:https://www.cell.com/cms/10.1016/j.cell.2024.08.048/asset/367e44ae-e616-4988-b456-e1b906e261fb/main.assets/fx1_lrg.jpg)
点评:该研究表明,尽管人类细胞在自然情况下不会进入滞育状态,但人类和其他哺乳动物一样,拥有一种固有的分子机制可以暂时减缓发育进程,这对辅助生殖技术具有重要意义。(罗仙仙)
08 用核爆改变小行星轨迹9月23日,美国桑迪亚国家实验室(Sandia National Laboratories)物理学家内森·摩尔(Nathan Moore)团队在《自然物理学》(Nature Physics)发表论文Simulation of asteroid deflection with a megajoule-class X-ray pulse,研究团队设计了一项实验,模拟一颗核弹在两颗直径约为12毫米的小行星附近引爆产生的影响,结果表明,在紧急情况下,核爆炸产生的X射线足以让小行星偏转,使得地球免受小行星的撞击。同时,该技术还可扩展到直径达4公里左右的小行星。
点评:6600万年前,奇克苏鲁伯(Chicxulub)小行星撞击地球,带来了白垩纪末期的恐龙大灭绝、特大海啸和持续约10万年的全球变暖。如何将危险的小行星推离地球?美国国家航空航天局(NASA)于2022年启动 DART任务,通过与小月迪莫莫斯(Dimorphos)相撞,成功测试了小行星偏转技术,欧洲航天局(ESA)也拟于2024年10月启动赫拉(Hera)任务,派遣飞行器登陆Dimorphos,就此次撞击效果开展观察和研究,希望能“把 DART 的大规模实验转变为一种容易理解且有可能重复使用的行星防御技术”。本次室验,为小行星防御提供了又一个新思路。(曹妍)
中国及世界9 联合国通过《未来契约》9月22日,联合国未来峰会在联合国总部纽约开幕,约130位国家元首和政府首脑出席峰会,并通过了里程碑式的成果文件《未来契约》及其附件《全球数字契约》和《子孙后代问题宣言》。
《未来契约》涵盖可持续发展和发展筹资,国际和平与安全,科学、技术和创新与数字合作,青年和子孙后代,变革全球治理等五部分内容。其中,关于科学、技术和创新与数字合作部分明确,要抓住科学、技术和创新带来的机遇,造福人类和地球;将扩大向发展中国家提供执行手段,以加强其科学、技术和创新能力;确保科学、技术和创新有助于人人充分享有人权;确保科学、技术和创新有助于改善性别平等以及所有妇女和女童的生活;保护、借鉴和补充完善土著、传统和地方知识;支持秘书长加强联合国在开展国际科学、技术和创新合作方面的作用。
点评:建设一个安全、和平、公正、平等、包容、可持续和繁荣的世界,这是今天的人们对未来、对后代的责任,科技创新则是实现这一目标的重要抓手。(李一跞)
10《人工智能公约》首批签署名单公布9月25日,欧盟委员会公布《人工智能公约》(AI Pact)首批一百多家签署方名单,其中包括OpenAI、微软、谷歌等,但没有苹果和Meta。
签署《人工智能公约》的企业承诺至少采取三项核心行动,并在12个月后公布进展:促进组织采用AI策略,努力实现未来遵守《人工智能法案》(AI Act);识别可能被《人工智能法案》归类为高风险的AI系统 ;提高员工的AI意识和素养,确保AI发展合乎道德责任。欧盟《人工智能法案》(AI Act)已于2024年8月1日生效,但全部条款还需两年才能实施,欧盟希望通过《人工智能公约》填补这一真空。
点评:随着AI伦理问题被广泛关注和讨论,企业之间建立对AI的共同理解和执行标准意义深远。《人工智能公约》将为《人工智能法案》全部条款的落地打下基础,为AI技术应用赢得更多信任。(曹妍)
南方周末科创力研究中心
责编 黄金萍