智能手錶和其他可穿戴技術使用戶能夠捕獲比以往更多的連續健康數據。 Pixabay
許多技術和工具都有機會在COVID-19的背景下首次證明自己。 三名從事基於基因的疫苗，可穿戴診斷方法和藥物發現的研究人員解釋了他們的工作如何應對大流行的挑戰，他們希望每種技術現在都準備繼續在醫學上做出重大改變。
基因疫苗
華盛頓大學微生物學教授黛博拉·富勒（Deborah Fuller）
XNUMX年前，研究人員首次向小鼠注射了來自外源病原體的基因， 產生免疫反應。 像許多新發現一樣，這些首批基於基因的疫苗也有起有落。 早期的mRNA疫苗很難儲存， 沒有產生正確的免疫力。 DNA疫苗更穩定，但無法有效進入細胞核，因此它們 無法產生足夠的免疫力.
研究人員逐漸克服了 穩定性，獲得遺傳學指示 他們需要去的地方 並誘使他們 更有效的免疫反應。 到2019年，世界各地的學術實驗室和生物技術公司擁有數十種有前途的mRNA和DNA疫苗，用於感染性疾病以及正在發展或正在發展中的癌症。 1期和2期人類臨床試驗.
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當COVID-19發生時，特別是mRNA疫苗已準備好進行實際測試。 這 mRNA疫苗的功效為94％ 超過了衛生官員的最高期望。
與傳統類型的疫苗相比，DNA和mRNA疫苗具有巨大的優勢，因為它們僅使用病原體的遺傳密碼，而不是整個病毒或細菌。 傳統疫苗需要數月甚至數年的時間才能開發出來。 相反，一旦科學家獲得了新病原體的基因序列，他們就可以 在幾天內設計出DNA或mRNA疫苗，在幾週內確定臨床試驗的主要候選人，並擁有 數月內生產數百萬劑。 基本上是冠狀病毒發生的情況。
基於基因的疫苗還可以產生精確而有效的免疫反應。 它們不僅刺激阻斷感染的抗體，而且還刺激強烈的T細胞反應，從而可以 如果發生感染，清除感染。 這使得這些疫苗對突變具有更好的反應能力，也意味著它們可以 消除慢性感染 or 癌細胞.
基於基因的疫苗有一天可以為瘧疾或艾滋病毒提供疫苗，治愈癌症，替代效果較差的傳統疫苗或準備在下一次大流行開始前製止下一次大流行的希望已不再遙不可及。 確實，很多 DNA錶款系列 及 基因 針對各種傳染病，用於治療慢性感染和癌症的疫苗已經處於晚期和臨床試驗中。 作為從事這些疫苗研究已有數十年的人，我相信它們針對COVID-19的行之有效的方法將開創疫苗學的新紀元。 基因疫苗走在最前列.
可穿戴技術和早期疾病檢測
布法羅大學生物醫學工程教授Albert H. Titus
在大流行期間，研究人員充分利用了智能手錶，智能戒指和其他可穿戴健康技術的普及。 這些設備可以測量一個人的 溫度, 心率, 活動水平 和其他 生物識別技術。 有了這些信息，研究人員就能夠跟踪和 檢測COVID-19感染 甚至在人們注意到自己有任何症狀之前。
作為可穿戴設備的使用和採用 近年來增長，研究人員開始研究這些設備的功能， 監測疾病。 但是，儘管可以進行實時數據收集，但是以前的工作主要集中在慢性疾病上。
但是，大流行病成為了將焦點集中在健康可穿戴設備領域的許多研究者的鏡頭，並為他們提供了前所未有的實時學習機會。 傳染病檢測。 一次可能會受到一種疾病（COVID-19）影響的人數使研究人員可以藉鑑和檢驗假設。 結合事實 比以往更多的人 他們正在使用具有健康監控功能的可穿戴設備，並且這些設備收集了大量有用的數據，研究人員僅使用可穿戴設備中的數據就能夠嘗試診斷疾病，這是他們此前夢dream以求的實驗。
可穿戴設備可以檢測到COVID-19的症狀或其他疾病 在症狀明顯之前。 儘管已證明它們能夠及早發現疾病，但可穿戴設備檢測到的症狀是 並非COVID-19獨有。 這些症狀可以預測許多潛在的疾病或其他健康狀況的變化，很難說一個人患有什麼疾病，而不是簡單地說他們是 生病了.
進入大流行後世界，可能會有更多的人 結合可穿戴設備 進入他們的生活，設備只會不斷改善。 我希望研究人員在大流行期間獲得的有關如何使用可穿戴設備監視健康的知識將成為如何應對未來暴發的起點-不僅是病毒大流行，而且還可能是其他事件（例如食物中毒暴發和季節性流感發作） 。 但是，由於可穿戴技術集中在富裕人群和 年輕人口，研究社區和整個社會必須同時解決存在的差距。
發現毒品的新方法
Nevan Krogan，細胞分子藥理學教授，加州大學舊金山分校定量生物科學研究所所長
蛋白質是使您的細胞運轉的分子機器。 當蛋白質發生故障或被病原體劫持時，您通常會患病。 大多數藥物通過破壞其中一種或幾種藥物的作用而起作用 蛋白質失靈或被劫持。 因此，尋找治療特定疾病的新藥物的邏輯方法是研究直接受該疾病影響的單個基因和蛋白質。 例如，研究人員知道，BRCA基因（一種保護您的DNA不受損壞的基因）與乳腺癌和卵巢癌的發展密切相關。 因此，很多工作都集中在尋找會影響 BRCA蛋白的功能.
但是，單獨發揮作用的單個蛋白質通常不完全導致疾病。 基因和它們編碼的蛋白質是複雜網絡的一部分-BRCA蛋白質 與數十到數百互動 有助於其執行細胞功能的其他蛋白質。 我和我的同事是 小但正在增長 現場 研究人員 誰研究這些 蛋白質之間的聯繫和相互作用 –我們所謂的蛋白質網絡。
幾年來，我和我的同事一直在探索這些網絡的潛力，以尋找更多藥物改善疾病的方法。 當冠狀病毒大流行時，我們知道我們必須嘗試這種方法，看看是否可以將其用於快速找到針對這種新出現威脅的治療方法。 我們立即開始 繪製人類蛋白質的廣泛網絡 SARS-CoV-2會被劫持，因此可以復制。
建立此圖後，我們在網絡中精確定位了人類蛋白質， 藥物很容易靶向。 我們找到 69種化合物 會影響冠狀病毒網絡中的蛋白質。 其中29種已經是FDA批准的其他疾病的治療方法。 25月XNUMX日，我們發表了一篇論文，表明目前用於治療癌症的一種藥物Aplidin（Plitidepsin）正在 效力比雷姆昔韋高27.5倍 在治療COVID-19時， 包括一種新的變體 該藥物已被批准在3個國家/地區進行12期臨床試驗， 新型冠狀病毒的治療.
但是，繪製疾病的蛋白質相互作用以尋找新的藥物靶標的想法並不僅僅適用于冠狀病毒。 現在，我們在 其他病原體 以及其他疾病，包括 癌症，神經變性和 精神疾病.
這些地圖使我們能夠將單一疾病的許多看似不同的方面聯繫起來，並發現藥物可以治療它們的新方法。 我們希望這種方法將使我們和其他醫學領域的研究人員能夠發現新的治療策略，並且還可以查看是否可以將任何舊藥物重新用於治療其他疾病。
關於作者
德博拉·富勒（Deborah Fuller），醫學院醫學院微生物學教授， 華盛頓大學; Albert H. Titus，生物醫學工程教授， 布法羅大學，以及內森·克羅根（Nevan Krogan），量化生物科學研究所教授兼所長以及格拉德斯通研究所的高級研究員， 加利福尼亞州，舊金山大學
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