双价Covid助推器和不平衡蜜蜂

在本周的新闻中,肾脏移植技术取得了突破性进展
2022年8月19日
生产詹姆斯Tytko

本周的科学新闻:英国已经批准了一种新的COVID-19疫苗,希望能解决组粒变异,科学家们改变了体外肾脏的血型相容性。此外,我们还研究了骑电动滑板车的人是否比骑自行车的人更鲁莽,如何使用大脑扫描来更好地预测测试中的学习,以及什么化学物质使蜜蜂摇摇晃晃……

在这一集里

戴着手套的人正在制作疫苗

00:58 -新的二价Covid疫苗

来自Moderna的新型Covid疫苗对原始和组粒变体都有效……

新型二价Covid疫苗
玛丽·拉姆齐,英国卫生安全局

我们对新疫苗并不陌生——在过去的几年里,已经生产了几种疫苗,注射了数百万剂疫苗,以帮助我们建立对SARS-CoV-2的免疫力,SARS-CoV-2是导致COVID-19的病毒。但是,虽然我们的疫苗自大流行开始以来一直保持不变,但引起它的冠状病毒却没有。我们看到,在另一种病毒不可避免地占据主导地位之前,变异病毒在人群中肆虐,导致感染激增。最近的变种——欧米克隆——是我们在过去一个月左右在英国看到的病例上升的原因。但是现在,由Moderna公司生产的一种新疫苗刚刚被批准在英国使用,而且这种疫苗已经有了更新。英国卫生安全局的玛丽·拉姆齐将为我们带来详细报道。

玛丽:所以这种疫苗和上一种非常相似。这些疫苗的作用方式是触发你的身体产生一种蛋白质。这种蛋白质就是疫苗的作用,Moderna最初的疫苗让你产生一种刺突蛋白,这种蛋白质被认为对预防COVID很重要。这种蛋白质来自武汉发现的原始菌株。但这种新疫苗有两个组成部分。一半是旧的疫苗,它使你的身体产生原始的刺突蛋白,另一半帮助你产生来自欧米克隆的蛋白质,这是同一刺突蛋白的一种略有不同的形式。所以这种疫苗真的非常非常相似,除了你的免疫力有两次增强,一次是针对武汉病毒株,一次是针对欧米克隆病毒株。

詹姆斯-有没有什么迹象表明,通过设计这种新的二价疫苗,一种对病毒的原始变体和组粒变体都有效的疫苗,你是在补偿对其中一种变体的有效性,以便更好地保护所有人?

玛丽:不,不太喜欢。他们将免疫反应与一系列变体进行了比较,但与原始的相比,你得到了很好的提升。显然,大多数将要接种这种疫苗的人已经接种了几剂原始疫苗。所以他们很好地促进了这一点。所以这给了他们很高的抗病毒水平,但实际上比你用普通疫苗看到的要高一些。除此之外,他们还获得了对抗欧米克隆BA的额外优势。1株,这是第一个出现的组粒菌株。所以实际上,疫苗的每个成分都有更好更广泛的免疫力。

詹姆斯:你提到了你在一些试验中取得的一些成功。什么时候能买到?为谁呢?

玛丽:我认为英国已经购买了很多这种疫苗,我们也在与辉瑞公司合作,他们也在做类似的过程。所以如果辉瑞公司的疫苗获得批准,或者Moderna的疫苗是第一个获得批准,我们希望这两种疫苗都能上市。我们希望Moderna,可能还有辉瑞,能在今年冬天上市。因此,我们希望冬季项目的很大一部分将使用这些变种疫苗。然而,在早期阶段,如果我们只有一种疫苗,可能不足以对付所有人。我认为我们需要了解的基本信息是,即使是旧形式的疫苗也能给你很好的促进作用。它可以很好地增强对武汉病毒株的抵抗力,也可以增强对欧米克隆病毒株和其他病毒株的抵抗力。事实上,如你所知,在我们到达那里之前,我们不会知道今年冬天是哪种病毒在传播。所以真正重要的信息是按时接种疫苗,因为任何一种加强剂都比没有加强剂好。我希望大多数人都能得到二价疫苗,但另一种疫苗仍然非常非常好。 And boosting your immunity will give you protection against the more severe forms of disease, whatever strain comes in.

詹姆斯-玛丽,有没有其他的疫苗被用来对抗变种病毒?

玛丽:这两家制造商都能扭曲技术,引入其他变体。我知道他们正在研究其他可能的变种,包括在疫苗中。其他一些制造商也在使用不同的方法。有些公司使用了我们所说的佐剂。因此,这些是疫苗中帮助增强免疫反应的额外元素,而不仅仅是蛋白质本身。它们可能有助于扩大免疫力。很明显,圣杯就是要有广泛保护的东西。很明显,疫苗制造商一直在努力看看他们能做些什么。但我认为,在短期内,最有可能的是研制出同一种疫苗的不同形式,但可能针对不同的变种。也许把不止一个放在一起,我们希望你得到一个更广泛的回应,将涵盖更广泛的任何变种可能出现在这个季节。

一只蜜蜂

05:56 -杀虫剂使蜜蜂失去平衡

不断减少的蜜蜂数量正暴露在可能对它们的视力产生危险影响的化学物质中

杀虫剂使蜜蜂失去平衡
Rachel Parkinson,牛津大学

在过去的几年里,有很多关于保护蜜蜂的嗡嗡声。它们的授粉贡献了世界粮食产量的三分之一,但在过去的几十年里,它们的数量急剧下降。这背后的原因包括气候变化、栖息地丧失、疾病和杀虫剂,一项新的研究希望能强调一些杀虫剂是如何严重损害蜜蜂的视力的。牛津大学的雷切尔·帕金森设计了一项实验,以确定杀虫剂对蜜蜂的“视运动反应”的影响,这种反应可以让偏离航线的蜜蜂重新定位。她一直在和威尔·廷格尔谈论蜜蜂对这些化学物质的反应,以及我们如何帮助我们的飞行朋友。

蕾切尔:我看到的主要影响是蜜蜂,尽管它们看起来很好,但它们在笼子里以一种非常正常的方式活动。当我把它们放在这个空气支撑的球上,让它们对移动的等级做出反应时,它们不能准确地转向,以跟随运动的方向。所以它们执行这种反射行为的能力真的减弱了,真的受损了。

威尔-他们的视力突然受损会对他们的日常生活产生什么影响?

蕾切尔:对,所以这种反射是至关重要的,这样这些昆虫才能保持稳定的前进方向。作为一种微小的昆虫,经常会有一阵风把你吹离航线,你需要能够非常迅速地调整自己,以便知道你在世界上的位置。因此,如果正确定位自己的能力丧失了,那么很可能会对他们的导航能力产生其他影响。

威尔-这些农药在哪里最常见?

雷切尔-所以这些农药通常包含在种子处理混合物中。所以这意味着他们在种植各种农作物的种子之前,实际上是用杀虫剂处理它们。然后发生的事情是,杀虫剂会渗透到植物的各个部分。所以亚砜是一种很新的农药。它投入商业使用才几年。我们已经看到这种杀虫剂对与这些作物相互作用的不同动物产生的各种影响。

威尔-我想这也不是蜜蜂特有的。其他昆虫也有类似的问题。

蕾切尔-是的,你知道杀虫剂的作用是杀死昆虫。这就是设计它们的目的。不幸的是,它们通常并不针对特定类型的昆虫。事实证明,当涉及到大量杀虫剂时,蜜蜂往往特别脆弱,因为它们体内没有相同的解毒机制来处理它们。

威尔:那么,如果这些杀虫剂不能真正区分敌我,我们是否可以使用一些生态友好的替代品呢?

蕾切尔:是的,这是一个非常复杂的话题,我很犹豫是否要走“让我们禁止所有农药”的道路,因为我们当然需要农业,我们需要农业以这种方式运作,以养活世界。所以需要有很高的输出。我希望有一种方法可以让我们重新思考农药的使用方式,也许不是预防性的,而是一种预防性的措施,比如在害虫出现之前用杀虫剂处理整个田地。也许只有在必要的时候才会尝试更多的治疗。但这又是一个非常复杂的问题。

如果农药问题如此微妙,我们是否有其他方法可以减少蜜蜂和其他昆虫对农药的接触?

蕾切尔:你知道,在自然界中,有许多自然的害虫控制方法,包括鸟类和其他类型的昆虫,如果允许它们在这些环境中茁壮成长,也许就会有更自然的方法来控制害虫。甚至在农药使用领域,我们也在努力寻找针对我们要消灭的害虫的不同选择,而不是这些通用的杀虫剂。

大脑的卡通。

10:38 -脑部扫描能改变我们的学习方式吗?

对我们大脑的扫描可以揭示哪种教学方法效果最好

脑部扫描能改变我们的学习方式吗?
乔治城大学的罗伯·科尔特斯和亚当·格林

在衡量学生发展方面,标准化考试一直是教育的基石。但是,随着我们更好地了解我们的大脑是如何运作的,大脑扫描是否可以帮助我们更多地了解我们是如何学习的,甚至在预测学生的学习成绩方面超越考试成绩?茱莉亚一直在与乔治城大学的罗伯·科尔特斯和亚当·格林交谈,以了解核磁共振扫描如何突出大脑发育,以及大脑不同区域如何相互作用以帮助我们更快地发育。

罗布:是的。我们调查的学生正在弗吉尼亚州的一所真实的高中学习课程。这门课叫做"地理空间课程"他们花了整整一年的时间。那门课的主要重点是学习地理信息系统和制图。基本上是建立地图和数据的表示,来解决一些复杂的问题。我们有一个假设,建立这些空间技能可能也会转移到语言推理,这是我们远距离转移的主要结果。如果我们的大部分理性都是基于这些空间表征,那么如果上这门课的学生提高了这些空间技能,他们也可能提高推理能力。这就是我们的发现。他们提高了课堂上没有训练过的空间技能。他们的语言推理能力也有所提高,而这些空间技能的提高直接追踪并调节了语言推理能力的提高,这真的很令人兴奋。 And then, like we mentioned, we were able to also look at their brain activity during that time and that was even more predictive.

我猜你们在课程开始和结束的时候扫过了。所以当你比较这段时间的变化时,与考试成绩相比,他们学到了什么比较呢?

亚当:所以我们先用功能性磁共振成像对他们进行脑部扫描。很多人可能都做过核磁共振。这是一种使用相同技术的方法,只是方式略有不同,它观察血液在大脑中的流动,以此来衡量大脑中发生的活动。所以我们在他们上这门课之前和之后都用这个方法来观察变化,因为学习总是一种变化。所以,如果你要测量学习,你需要用这种纵向的方式至少用两个时间点。当我们观察这种变化时,我们将这种变化与表现的变化进行了比较,即他们在语言和空间思维的一些测试中表现得有多好。我们还将大脑的变化与我们习惯的学习方式进行了比较,比如我们的成绩和在课堂上的表现。无论从哪个角度来看,大脑都是最具预测性的东西,它能告诉你学生转移所学知识的能力有多好。

朱莉娅:你教参与者一个基于太空的任务。然后你观察他们的技能是否有所提高,不仅是在类似的任务中,还有不同的任务和基于语言的任务中。你们确实看到了。那么,为什么你认为会有这种转移,空间学习对人们提高其他地方的技能是一件好事?

亚当:是的,我认为这是非常及时的,这也是罗布和我最近一直在谈论的事情。我认为我们的大脑在空间认知方面变得有点软和糊状。因此,对学生来说,上这样的课可能比以往任何时候都更重要。我之所以这么说,是因为我们越来越依赖于我们的设备来为我们绘制世界地图。当人们开车时,如果GPS失去信号或手机失去信号,他们会彻底掉头,彻底绝望。表面上看起来是语言的东西实际上依赖于大脑中的空间资源。因此,我们在脑海中构建这些形状和准空间图像,以特殊化看似口头的信息。我们这样做的原因是因为我们的大脑,通过进化形成的大脑,已经很擅长空间方面的东西了。所以进化往往是相当节俭的,而不是仅仅建立一个新的大脑部分来完成一个相关的新任务,往往发生的是选择已经存在的资源,那些已经擅长做某事的资源,然后转移或转换我们得到的信息,使之易于理解。在这个例子中,是空间术语。 So that our good spatial resources can handle them.

朱莉娅:罗布,我猜你做过很多脑部扫描。这些事情需要花费很多时间,尤其是在分析数据的时候。所以我们不可能在年初和年底扫描每个学生看他们是否学到了什么。那么,你认为这项技术可以如何用于大规模改善教育?

罗布:我想我们已经触及了一点,但再深入一点,我认为其中一个关键领域是课程开发。所以这通常发生在小范围内。当我们测试不同的课程或教授某一学科的方法时,你可以扩大课程的规模。我们以基于证据的方式找到最有效的方法。然后我们可以扩大规模,并有强有力的证据表明,这是一个有效的课程,在提高学习和改变学生的大脑。

肾模型

16:29 -肾脏移植技术取得突破

一种新方法可以帮助器官移植中的供体相容性

肾脏移植的突破
塞蕾娜·麦克米伦,剑桥大学

本周,在使更多的人有可能获得用于移植的器官方面取得了巨大的飞跃。英国国家医疗服务体系估计,英国大约有7000人在等待移植。去年,超过420人在等待器官移植时死亡。在等待名单上的很多人将是那些患有肾衰竭的人。那为什么大家都不能把自己的肾捐给需要的人呢?嗯,这取决于血型。A型血的人不能捐赠给B型血的人,反之亦然。但是,现在,剑桥大学的研究人员可能正在绕过这个问题:他们已经将b型肾转化为o型肾。

瑟琳娜:如果你是O型血或B型血,那么等待肾脏的时间就会不成比例地长,这是因为你说过你需要不同血型之间的兼容性。因为B型血的人只能接受B型或O型血的器官,而O型血的人只能接受O型血的器官,所以他们等待的时间更长一些,因为可供他们使用的肾脏的比例更低。然而在英国,很多人都是a型血,所以你最终会有更高比例的肾脏可供这种血型的人使用。所以,可悲的是,对于O型血和B型血的人来说,你现在等待的时间通常是a型血的两倍。

朱莉娅:有很大的不同,你做了什么工作来帮助解决这个问题?

瑟琳娜-是的,我们的实验室专门研究常温机器灌注,听起来很复杂,但实际上很简单。所以基本上我们取一个捐赠者的肾脏然后把它泵满血液送到体外。现在,我们能做的就是引入一种酶,它像一把分子剪刀一样工作,从肾细胞表面去除a型或B型。所以我们可以把这些分子剪刀应用到体外的器官上,然后基本上移除导致缺乏相容性的抗原或标记。

朱莉娅:那么这项研究到底会产生什么影响呢?

瑟琳娜:是的,这是一个非常令人兴奋的想法,对于这种早期的工作,但真正的关键信息是,我们可能能够从移植中完全消除ABO障碍。未来的目标是能够让任何血型的任何肾脏都能被任何接受者使用,这样下一个出现在名单上的肾脏就不是为特定的血型或a型或b型的人准备的,它只会给下一个人。所以我们的希望是我们能够引进这种技术并改进它使其尽可能地发挥作用,然后有可能更好地分配和分配可用的捐赠肾脏。

朱莉娅:血型是你在为一个潜在的器官进行移植时唯一衡量相容性的标准吗?

瑟琳娜:所以,不,如果你把它想象成一系列的障碍,那么有很多。ABO血型相容。还有一种叫做HLA兼容性的东西,它与组织分型有关。虽然血型兼容性不是唯一的障碍,但它仍然在消除一个障碍。所以你已经可以绕过分配捐赠肾的关键限制之一。我们的工作纯粹是基于这一部分的瞬间,但未来的研究,谁知道呢?我们可以为任何人做任何肾脏没有任何限制。那不是很好吗?

朱莉娅:那太不可思议了。所以你认为,我们在这里讨论的是肾脏,但显然还有其他器官需要移植。你认为这有可能超越你对肾脏的研究吗?你使用的技术,对其他器官也有效吗?

瑟琳娜:当然。去年美国有一篇很棒的论文,应该是今年早些时候,他做了类似的研究,观察肺部。所以在器官内的原理证明,但同样能够在体外的器官内灌注。我们可以移植肝脏,也可以移植心脏。所以这一切都是为了优化不同器官的治疗,这显然还没有被尝试过,但原则是肯定的。

雪地里的一辆自行车

20:52 -电动滑板车和自行车一样危险吗?

在电动滑板车上最常见的伤害与在自行车上造成的伤害相比如何?

电动滑板车和自行车一样危险吗?
奥古斯特·斯特雷,奥斯陆大学医院

英国交通大臣格兰特·沙普斯在接受《每日邮报》采访时表示,他有兴趣对骑自行车的人实施强制登记和保险,此举遭到了自行车团体的抨击。在同一次采访中,他表示,他“绝对”希望对骑自行车的人实施速度限制,理由是如果汽车使用者因违反道路规则而受到惩罚,那么自行车使用者也应该受到惩罚。与此同时,电动滑板车,在过去几年里越来越受欢迎的穿越城镇的方式,被限制在每小时15.5英里的速度限制,以限制严重伤害。挪威奥斯陆大学医院的August Stray进行了一项新研究,研究了自行车和电动滑板车受伤的趋势,其中最令人震惊的发现之一是,只有2%的电动滑板车受伤患者在事故发生时使用了头盔。James Tytko采访了Stray博士,以了解这些两轮运输技术在事故中的差异。

8月,我们看到很多20到40岁的电动滑板车骑手受伤。骑自行车的人并不多。当我们观察儿童时,我们几乎没有发现电动滑板车事故。这可能是因为孩子们无法租到电动滑板车。你通常需要一部手机,你需要一个应用程序。然后当我们观察40岁以上的人时,我们看到相当多的骑自行车的人受伤。所以在20到40岁的电动滑板车骑手之间,

詹姆斯-奥古斯特还发现,这些伤病在一天中最容易发生的时间有很大的不同。

八月——在7点到9点的通勤时间,我们看到很多自行车事故。然后我们看到很多自行车事故,还是在下午3点到5点之间,但是5点之后我们看到的是一个转变,自行车事故减少了,但电动摩托车事故增加了,它在午夜到凌晨2点左右趋于平稳。我猜就是你所说的社交时间。

詹姆斯-那么这个拼图的最后一块可能不会让你感到惊讶。

奥古斯特-没错。在夜间,我认为91%的骑手受到酒精或醉酒的影响,这是两组之间的巨大差异。

詹姆斯:在20到40岁的患者中,电动滑板车造成的伤害更多是在晚上喝酒时造成的,这通常是一个因素。记住,这些都是与自行车伤害相比的。

八月——非常重要的一点是关于可用性的问题,你可能更有可能在酒吧或其他地方使用它们,那里有电动滑板车。我想说的是,它很容易买到,而且很容易让人跳上车回家。这是谁的错?我不知道。这很有趣。

詹姆斯:这到底是谁的错?这项研究提出的问题是,减少这些事故的正确做法是什么?对那些负责任地使用电动滑板车的人来说,把它们拿走是不公平的吗?这肯定会减少伤害。

8月,当我们发现这些数据时,这为地方当局实际引入一些限制措施提供了基础,其中包括奥斯陆禁止夜间驾驶。电动滑板车的租赁在夜间被关闭。同时,对酒精政策的执行也更加严格,他们减少了奥斯陆电动滑板车的总数,并将市中心的电动滑板车数量限制在最多8000辆。

詹姆斯:我想知道我们是否可以在其他国家开始看到类似的事情,这是我们的目标吗?有没有扩大研究范围的计划?

“现在要做的是调查规制或限制措施实施时的数字。”我们还没有掌握所有的数据,但我们看到了趋势。它们是实质性的。不同的是,电动滑板车造成的伤害正在减少。

詹姆斯-我们喜欢听。科学研究改变了现实世界。

奥古斯特-是的,<笑>我们也喜欢。我看到很多伤员来到我们部门,我们很高兴他们在减少,因为这些伤员通常都不是很好。

浮叶

25:22 -漂浮的树叶是未来的能源吗?

现代移动电话的趋势如何激发了清洁能源生产的新手段。

漂浮的树叶是未来的能源吗?

我们都见过树叶悠闲地漂在河流或小溪上,但也许很少有人想到它们可以提供一种清洁燃料。好吧,也许不是传统意义上的叶子,而是一个被称为“漂浮叶子”的项目,它一直在利用我们的水道作为生产氢燃料的地点。威尔·廷格尔(Will Tingle)参观了剑桥大学圣约翰学院(St John 's College),参观了漂浮的叶子,并与该论文的共同主要作者维吉尔·安德烈(Virgil Andrei)讨论了该项目的潜力。

维吉尔:如果你看看过去几十年电子工业的发展趋势,你会发现人们是从这些笨重的电子产品开始的——想想第一批移动电话。然后,通过引入现代制造技术和再归化,可以实现巨大的技术改进。这就是我们如何得到超薄的智能手机,但我们也可以获得额外的功能。这基本上就是我们想要展示的。我们想要展示我们可以将这些类型的现代制造技术引入人工叶片生产,通过这样做,我们不仅能够制造出更具可扩展性和更轻的设备,而且我们还获得了额外的功能。现在我们有了这些设备,它们可以漂浮在河流上,因为它们很轻,产品的气泡可以把它们浮到水面上。

威尔——这个被称为“浮叶”的装置。这是什么?它是做什么的?

维吉尔:嗯,这是一种利用阳光将水和二氧化碳等小分子转化为氢或合成气等有用产品的设备。

威尔-那要怎么做呢?

维吉尔:嗯,这片叶子由两个光吸收器组成。一方面,你有一个黄色的光吸收器,它利用蓝光从水中产生氧气。另一方面,你有一个光吸收器它利用剩余的光将质子还原成氢或将二氧化碳还原成一氧化碳。

威尔-那就有一种非常清洁的能源生产方式了?

维吉尔:是的,这是一种生产燃料的清洁方法。原则上,你只需要阳光和这些分子就能产生燃料。

威尔-你在我面前的这个精巧的装置,大概有杯垫那么大。我的意思是,从这个原型中可以产生多少能量输出?

维吉尔-是的。所以使用这种原型机,我们每小时可以生产几毫升的氢气。现在,这是一个非常初步的原型。所以你不能用它运行太多,但这项技术的美妙之处在于它是模块化的。所以原则上,你可以把这些叶子排成一列,然后它们可以产生足够的燃料来驱动一个发动机,使用一个更小的偏远社区。

威尔:你觉得现在这样做的成本效益如何?

维吉尔——这种叶子的主要优点之一是,与其他技术相比,它使用的材料非常少。我们使用了一种灵活、轻便、薄的基板,这意味着我们可以将这些设备的材料用量减少15倍。显然,如果你使用更少的材料,也会有经济效益。

威尔:很明显,这是一个很小的原型,但正如你所说,还有扩展的空间。你认为这些产品的推广规模有多大?

维吉尔:是的,正如我所说,这项技术是非常模块化的,这意味着,虽然目前我们能够制造10 × 10平方厘米的设备,但没有什么能阻止我们制造这些设备的阵列。你可以有一个平方米的阵列,显然你也可以安装几个这样的阵列。所以你可以建造一个类似于漂浮太阳能农场的东西。

威尔-说到这里。如果所有这些都是漂浮的,它是否只局限于没有那么多潮汐作用的河流和运河,还是会被卷到海里?它们的放置地点有什么限制吗?

维吉尔:嗯,很明显,把它们放在河流和湖泊上更方便,因为,正如你所说,那里的波浪和潮汐运动更少。然而,我们也设想这些阵列可以放置在海岸线附近或偏远的地方,比如岛屿,在那里你真的需要一个偏远的方式或分散的方式来生产你的燃料。

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