在本周的新闻中，一项规模空前的健康研究在英国开展，旨在提高疾病的检测能力，CAR-T疗法的实施没有专门针对病人，科学家研究嗡嗡作响的蜜蜂所经历的震惊，电脑游戏显示出改善青少年认知能力的迹象，我们深入海洋寻找发生在我们眼前的进化迹象……
在这一集里
新的健康研究招募了500万英国人
Raghib Ali，我们未来的健康
本周首先，英国发起了一项新的健康倡议，名为“我们的未来健康”。这是一项由政府资助的研究，旨在发现早期迹象，以更好地检测疾病，最初将招募多达500万英国人。Raghib Ali是该项目的首席医疗官。
Raghib:从某种程度上说，这是一项我从学生时代就开始等待了25年的研究。我注意到的一件事是，当我第一次开始像我们所有的医生一样为病人看病时，我们的许多病人所患的疾病在很大程度上是可以预防的，或者至少是可以推迟的。无论是糖尿病，心脏病，还是许多癌症。在我的职业生涯中，我见过太多的病人——我在急诊室做顾问——如果我们能早点检查出这种疾病，我们就能预防，或者至少把它推迟到更晚的时候。我们的未来健康已经建立，以了解我们如何更好地预防疾病，通过早期识别高危人群，然后早期干预，以预防这些疾病。在过去的10到15年里，工具和诊断测试有了显著的改进，现在我们有机会做到这一点。
James -这项研究最引人注目的一点就是它的规模。
Raghib -你是对的，它的规模和野心是前所未有的。但我们确实需要大约500万人，因为我们正在做的这项研究是第一次向所有人开放，英国所有18岁以上的成年人。并不是所有的疾病都像其他疾病一样常见，所以我们希望能够研究每一种疾病，每一群人的每一种常见慢性疾病。这就是为什么我们需要500万人。但你说得对，这是个很大的挑战。在接下来的几年里，我们要做的就是让人们尽可能容易地参与进来。所以大部分的工作都是在网上完成的。人们可以在线注册，在线填写问卷，在线预约，然后到我们的一个中心进行血液和身体测量。
詹姆斯:你能不能举几个具体的例子，确切地说，这类研究和最终的治疗方法将受益于使用本研究中收集的数据?
Raghib -有些疾病，包括大多数常见的慢性疾病，都有遗传因素。因此，尽管我们的习惯、饮食、生活方式、体育活动、烟草、酒精等都是可改变的风险因素，但你是否患病通常与你的遗传背景和构成有关。所以我们现在能做的就是识别那些有较高遗传风险的人他们可以在更早的年龄接受筛查服务。这意味着，我们不再仅仅是根据年龄来判断，我们有了更多基于风险的筛查评估，这将帮助我们利用血液中循环的肿瘤细胞来检测癌症。它真的是在早期阶段发现疾病，因为大多数疾病是在几年甚至几十年后发展起来的，到目前为止，我们还没有在早期阶段发现它们的技术。但这就是我们要做的。同时根据我们收集的数据开发治疗方法，以便及早干预。有时是行为的改变，但也可能是新的药物，我们可以使用的新药。
现成的抗癌细胞治疗
Waseem Qasim，伦敦大学学院大奥蒙德街儿童健康研究所
近年来，医生们已经开始通过重新编程患者自身的一些白细胞来针对他们自己的癌症来治疗被称为白血病的血液癌症。这被称为CAR-T细胞疗法。它非常有效，但问题是它也非常昂贵，因为它必须以个体病人为基础。它还需要花费大量时间，延误治疗。更有效的方法是设计出任何人都可以使用的细胞。本周，位于伦敦奥蒙德街的伦敦大学学院儿童健康研究所的研究人员宣布他们已经做到了这一点。他们设计了一种被解除武装和隐藏起来的白细胞，这样它们就不会攻击健康组织，也不会被人体自身的免疫系统消灭，相反，它们只会攻击白血病细胞。因为他们准备好了马上就去，所以没有治疗延误。Waseem Qasim现在已经这样对待了6个孩子....
Waseem -有某些类型的血癌白血病现在可以通过使用免疫系统的力量来治疗，免疫系统可以重新编程。所以它们在体内循环，清除对化疗有抵抗力的白血病或者化疗后复发的白血病。
克里斯-你是如何重新编程一个免疫细胞的?
瓦西姆:我们把白细胞带到实验室，在实验室里，我们用一种失活的病毒添加一段DNA，这段DNA是一种新的程序，可以把它想象成一种武装装置，它可以识别并瞄准异常的癌细胞。通常情况下，它们会被冷冻起来，经过一轮非常严格的测试，然后再被送回医院，在那里病人会接受注射。接下来的问题是等上几天或几周，看看这些细胞是否能够清除白血病。
克里斯:那你做了什么改进呢?
Waseem -目前，这些都是病人定制的疗法，我们试图做的是让它们现成可用，如果你愿意，或者是现成的。为了做到这一点，我们必须加入一些额外的工程步骤，这意味着它们可以被注入到多个受体中，而不需要非常紧密的匹配。
Chris:你是说你要让任何人都可以使用，这种经过操纵的细胞来治疗癌症。所以不管他们是谁，他们都可以拥有这些白细胞任何人都可以使用它们。那么，当它们进入癌症患者的身体时，你如何阻止它们被识别为外来物?你如何阻止它们攻击不应该攻击的东西?
瓦辛:是的，这是两个非常重要的问题。所以如果我先处理第二个，我们可以通过移除它们自己的t细胞受体来解除这些细胞的武装，这是它们正常的武装装置。这是它们在表面携带的攻击病毒等的正常武器。所以我们把它们拿掉，然后对细胞进行重新编程，使它们只识别一个目标，同时，我们去除细胞表面的一个标志，使它们对化疗抗体不可见，我们在给细胞之前使用化疗抗体来制服病人的免疫系统。所以所有这些加在一起意味着细胞在注入病人体内后可以自由运行两到三周，而不会受到病人自身免疫系统的挑战。我们认为这段时间足以彻底清除白血病。
克里斯-这有用吗?
瓦西姆:我们治疗了6个孩子，其中4个成功地达到了缓解阶段，也就是说在28天内我们再也检测不到白血病了。现在，经过一段较长的时间，其中两名患者仍然没有白血病。最远的一次已经过去一年多了。不幸的是，在其他几个人中，这种疾病最终又复发了。所以我们正在研究为什么会发生这种情况，以及它是如何在较长一段时间内逃避或逃避细胞的影响的。
克里斯:与我们认为是黄金标准的做法相比——不采用你的新方法，结果如何?
Waseem -一般来说，我们认为长期的结果与患者接受自己的细胞所取得的效果相差不远。记住，目前我们只治疗那些由于各种原因无法从自己的细胞中获得治疗的病人。所以他们往往是来参加这类试验的晚期患者。我认为需要更长的时间才能得出比较结果。最后，你必须对两组非常相似的病人进行比较研究，以找出实际的总体比率是多少。
蜂群产生大量电荷
Sam England，布里斯托尔大学
众所周知，蜜蜂在飞行时会发出嗡嗡声，但科学家们震惊地发现，蜂群中的蜜蜂会产生与雷云相当的电荷，这是威尔·廷格尔从布里斯托尔大学的山姆·英格兰那里听到的……
山姆:在我们的实验室里，我们对动物和植物利用这种自然产生的电的方式很感兴趣，这种电在它们的生活中就存在于我们周围。所以我们经常做实验或测量动物，比如蜜蜂，但我们也想得到一个很好的背景测量那种自然发生的电就在大气中一直存在。有一天，我们正在做一些背景录音，碰巧我们的一个蜂巢决定蜂群，也就是蜂王，她飞走了，在别的地方建了一个新巢。碰巧我们用电场传感器捕捉到了这一幕。我们看到了这个巨大的峰值。显然，这不是有史以来最受控制的实验，所以这告诉我们，我们应该留意下次的实验。如果会有另一个蜂群，我们应该准备好所有的记录设备，所有的摄像机来拍摄整个过程。所以这真的是一个快乐的意外。但有时候最有趣的科学就是这样。我们研究的主要发现实际上是非常高的。 When these bees are on their own, we already know that they do carry a small amount of electric charge and this actually helps them do things like pollination. For example, It allows pollen to jump from a flower onto a bee without any contact even being made. So we already knew that there was some small amount of charge on individual bees, but we've never measured an entire swarm. And it turns out when you measure a swarm, unsurprisingly, there's a lot more charge going on. And so at ground level where we made our measurements, the strength of this electric field is really comparable to the kinds of changes in electric field you see during thunderstorms.
威尔-在我们寻找可再生能源的时候，我想这还不足以把这些蜜蜂连到发电机上，或者给我们的水壶供电。
山姆-我是说，你绝对可以从中得到一些东西。我不太了解电热水壶，不过你可以给低功率的LED灯或类似的东西供电。
威尔-这很公平。你认为是什么导致这些蜜蜂产生这种电荷?
萨姆:这是我们一直想弄明白的事情，我们已经想了很久了。我们认为这背后可能有两个主要机制。第一个是所谓的摩擦电，基本上是摩擦的一个很花哨的词，对吧?同样地，当你用气球摩擦你的头发时，气球就带电了，你的头发也带电了，你可以用它来移动你的头发。我们在想也许这是正在发生的事情。所以当它们在空中飞行时，它们的翅膀和身体与空气产生摩擦，也与蜜蜂的身体产生摩擦，这就给它们充电了。但我们也认为，可能在它们飞来飞去的同时，它们也在清除离子，这些带电粒子一直漂浮在空气中，它们以这种方式集中在蜜蜂身上。但诚实的回答是，我们真的不知道。
威尔-假设一下，就像你说的，这是它发展的早期阶段，但你认为这种电荷产生是蜜蜂独有的吗?例如，我们有这些大群的蝗虫。你认为，他们会产生同样的东西吗?
山姆:是的，我想肯定是这样。所以我们实际上测量了很多不同的昆虫包括一些，一些蝗虫。一般来说，大多数昆虫都倾向于积累至少一定量的正电荷。所以这有可能是一个非常普遍的现象。蜜蜂和蝗虫的有趣之处在于它们确实形成了这些非常大的群体，所以它们的集体电荷可以变得非常大。
威尔:很明显，我们要照顾好我们的昆虫。重要的是要知道他们在哪里，他们的人数是多少。因此，如果我们知道它们在产生电荷，我们是否有传感器可以绘制或跟踪我们的昆虫，以更好地找到它们的分布，也许有助于更好地保护它们?
对于蜂群来说，它们对周围电场的影响很可能是相对局部的。所以我们说的是在离蜂群几米的范围内。但举例来说，基因座群要大得多，追踪它们也很重要，因为它们会对农业造成巨大破坏。我认为，我们已经在研究中使用的传感器，以及其他人用来记录雷暴活动的传感器，绝对有可能被重新用于追踪蝗群。在我们对动物和植物生命的理解中，我们真的忽略了自然产生的电的影响我认为这提供了一个很好的例子，但我认为还有更多的东西有待发现，因为电真的无处不在。这不是人造的东西。你知道，在地球上有生命之前它就已经存在了。因此，很多动物、植物和其他生物会以某种方式利用它，这是有道理的。
电子游戏可以提高孩子们的反应时间
佛蒙特大学的Bader Charaani说
电子游戏是个大生意。该行业的收入比好莱坞还高，数据显示，大约四分之三的年轻人是常规游戏玩家。然而，包括家长和教育工作者在内的一些人表示，他们担心游戏对儿童发展的连锁反应。在这个年龄段，与低水平体育锻炼有关的儿童肥胖也出现了惊人的增长。根据佛蒙特大学(University of Vermont)的Bader Charaani的一项研究，将后者(尽管非常重要)放在一边，只考虑事物的认知方面，狂热游戏似乎确实能提高大脑的某些方面……
Bader—作为一名硬核电子游戏玩家，我自然对电子游戏与心理健康、行为或认知之间的关系感兴趣。如果你看一下关于电子游戏的文献，大多数研究都是消极的结果，比如电子游戏与抑郁，焦虑，攻击行为之间的关系。所以我想验证一下，因为我有一个叫做ABCD研究的大数据库。我们总共有2000个实验对象，从不玩电子游戏的孩子和玩电子游戏的孩子。
克里斯:你收集的数据到底是什么?你是怎么收集到这些的?你问了什么问题?
巴德:所以ABCD研究开始于2015年或2016年。它收集了12000个孩子的数据。我们从他们九岁到十岁开始跟踪他们，一直到青少年，直到成年。我们每两年做一次后续评估。我们收集的数据包括行为数据，物质使用数据，神经成像数据，基因数据。我们的目标只是为了更好地理解儿童和青少年的神经发育和行为。
Chris -其中包括了关于电子游戏使用的历史?
巴德:是的，它还包括大量的问卷调查。所以电子游戏问卷是更大屏幕时间问卷的一部分，该问卷询问孩子们在主机、手机或其他设备上花了多少时间。
Chris -很明显这是自我报告的数据，但我假设你所做的是说，我大概知道这些人在玩游戏上花了多长时间，我已经得到了其他指标，包括行为数据和至关重要的大脑扫描。我现在可以问，那些经常玩电脑游戏的人和那些很少玩电脑游戏的人有什么不同吗?
巴德:对，没错。我们比较了孩子们在核磁共振扫描仪内完成两项任务时的表现。这些研究调查了电子游戏玩家和非电子游戏玩家之间的冲动控制和工作记忆。
克里斯:当你这样做的时候，那些像你这样的狂热游戏玩家的孩子，和那些从来没有接触过电脑的孩子相比，是怎么做的呢?
巴德:所以我们在两个任务上看到了显著的改善，一个是更快的反应时间，一个是视频游戏玩家，一个是更好的冲动控制，还有一个是更好的工作记忆任务，伴随着大脑功能的改变，以及大脑中与视觉、注意力、解决问题和记忆处理有关的区域。
Chris -你是否认为在脑部扫描仪中你会给孩子们提供一个类似于电脑游戏的环境因此他们的大脑变得更加活跃就不足为奇了因为如果他们玩很多电脑游戏他们就习惯了这样做?因为与那些不经常这样做的孩子相比，他们几乎就像在自己的舒适区。你觉得这个发现真的可以推广到现实世界吗?
Bader:这是一个很好的评论，实际上这是论文审稿人的评论之一。为了解决这个问题，我们研究了在扫描仪之外执行的不涉及任何视觉刺激的任务。所以我们使用任务工作记忆那些口头完成的任务，比如语言。我们发现，电子游戏玩家的表现仍然优于非电子游戏玩家。
克里斯:你认为你真的是在比较苹果和苹果吗?不玩电子游戏的孩子不玩是有原因的吗?他们有其他原因不玩，所以你并不是在比较那些在其他方面具有可比性的孩子玩和不玩电脑游戏这就可以解释为什么他们的大脑活动是不同的?
这是个很好的问题。幸运的是，ABCD数据集足够大，允许我们控制各种各样的混杂变量。性别，社会经济地位，地点，地理位置。我们还可以控制心理健康得分。所以回答你的问题，是的，我们很有信心将苹果与苹果进行比较。
克里斯:你认为孩子们为什么会表现出这些大脑变化?游戏做了什么一般的活动，一般的生活骑自行车，看书等等，电脑不能做的事情?
Bader -电子游戏和更好的表现背后的理论可以追溯到大脑就像肌肉的理论。你训练得越多，它就会变得越好。所以我认为我们看到了某种实践效果。长时间的视频游戏可能会改变大脑的连接方式，从而带来这种优势。需要注意的是，我们这里包括的孩子都是重度电子游戏玩家，因为他们每天都玩3个小时或更长时间。
进化就发生在我们眼前
约翰娜·韦斯顿，伍兹霍尔海洋研究所
哈达尔带是海洋深处的一个区域，它以哈得斯本身命名，最低点可达11公里。但即便如此，这些深处仍有生命存在。一项对这个难以到达的地区的新研究揭示了一个令人兴奋的机会，可以观察到一个新物种的进化。一种叫做片脚类动物的虾类生物被发现生活在这些极深的地方，分为11个不同的群体，它们之间被较浅的水域隔开。人们发现这些片脚类动物在基因上是相同的，但它们是如此孤立，以至于它们的种群从未混合在一起。那么它们会分裂成新的物种吗?来自伍兹霍尔海洋研究所的约翰娜·韦斯顿一直在和威尔·廷格尔谈论未来在深海可能发生的事情……
约翰娜:我们看到了进化和物种形成的快照。所以，虽然现在是同一个物种，但这些不同的种群没有杂交，所以它们正在成为不同的物种。所以，即使它们是同一物种，我们也表明它们实际上是非常孤立地分布在每一个Hadal区。
威尔-我们假设这些节肢动物所经历的任何物种形成或任何变化都会比我们的自然寿命长得多。我们可能在未来10年内不会看到它的影响。
约翰娜-是的。所以我们讨论的是数百万年的尺度但我们所做的是看到时间的快照。这项研究的令人兴奋之处在于，这是我们第一次能够收集全球标本，然后真正能够测试这些问题，这些问题一直困扰着我们作为科学家，自从20世纪50年代首次研究Hadal带以来。所以对我们这些Hadal生物学家来说，这是我们研究领域令人兴奋的一步。
威尔:你说这些种群之间不仅基因差异很小，而且基因流动也很小。它们之间并没有真正的互动。因此，它们如此相似的原因是因为Hadal区域的条件如此一致，以至于任何一个特定的孤立种群都没有真正的理由需要适应任何东西吗?
约翰娜:这绝对是一个很好的假设，但我们在这项研究中无法得到明确的答案。但我认为这确实起了作用。所以两个最不同的种群是阿塔卡马海沟和南桑威奇海沟种群。阿塔卡马海沟的种群似乎非常不同，足以表明它是一个非常相似但不同的物种。所以Hadal区大约是1到2摄氏度，没有很多食物，压力非常高。就像你说的，大多数地方都有类似的环境。阿塔卡马海沟和南桑威奇海沟的独特之处在于阿塔卡马海沟实际上有大量的食物输入我们了解到它的溶解氧非常低。所以它的条件略有不同，这可能会推动物种形成的选择。然后南桑威奇海沟也是一个非常有趣的系统，因为它是少数几个温度低于零度的海沟之一。因此，额外的低温可能也会加速物种的多样化。
威尔-当然，这都是假设，
约翰娜:这都是假设。现在能够假设这些东西真的很令人兴奋。
威尔:在过去的几年里，我觉得公众甚至政府已经开始转变他们对海洋的态度，认为海洋是一个需要立即保护的地方。我们看到这些美丽的海豚和珊瑚礁，我们认为我们需要拯救海洋，但我们没有太多关注海洋最深处的真正部分。那么，这项研究希望如何照亮Hadal带物种呢?
约翰娜-哈达尔区，从技术上和后勤上都很难到达，感觉真的很远，11000米是很长的一段路。在潜艇里大约需要4个小时。所以它给人一种遥远的感觉。但在许多研究中，我们发现这种偏远实际上并不能保护Hadal区不受我们的影响。所以我们了解到，在动物无意中摄入塑料纤维的地方，有大量的塑料污染。多氯联苯含量很高。这里的人为汞含量很高。所以这种偏远并不能保护他们，也不能保护他们不受我们的伤害。所以我认为，当我们开始谈论深海保护时，我们真的需要把Hadal带进我们的谈话中，确保我们不仅在保护珊瑚礁，而且还在保护海洋的最深处。
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