癌癥研究界在2013年經(jīng)歷了一個巨變，因?yàn)橐粋€醞釀了數(shù)十年的策略終于確立了它的潛力。從癌癥免疫療法的臨床試驗(yàn)出現(xiàn)了令人鼓舞的結(jié)果，在癌癥的免疫療法中治療的標(biāo)靶是身體的免疫系統(tǒng)而不是直接針對腫瘤。這種新的治療會促使T細(xì)胞和其它免疫細(xì)胞來對抗腫瘤——而《科學(xué)》雜志的編輯們認(rèn)為這些做法正在展現(xiàn)足夠的前景而讓其能登上本年度zui重要的科學(xué)突破的。

這一由《科學(xué)》雜志及其性非營利出版機(jī)構(gòu)AAAS所挑選的突破性科學(xué)成就的年度名單還包括了在太陽能技術(shù)、基因組編輯技術(shù)及疫苗設(shè)計策略——僅舉數(shù)例——等方面所取得的重大突破。這一*突破名單將與一則相關(guān)的新聞特寫及多媒體內(nèi)容一同登載于12月20日出版的《科學(xué)》雜志上。

癌癥免疫療法奪得了該名單上的*名位置是因?yàn)榈侥壳盀橹箊ui近的結(jié)果凸顯了它的成功，盡管其對該疾病的zui終影響是未知的。

《科學(xué)》雜志新聞總編輯Tim Appenzeller說：“今年，癌癥免疫療法有著廣闊的前景是沒有錯的。到目前為止，這一利用免疫系統(tǒng)來攻擊腫瘤的策略只對某些癌癥及若干病人有效，因此重要的一點(diǎn)是不要夸大其即刻的裨益。但許多癌癥專家確信，他們正在目睹一種重要的癌癥治療新模式的誕生。"

當(dāng)今在癌癥免疫療法中的許多進(jìn)展可以追溯到1980年代末，當(dāng)時法國研究人員發(fā)現(xiàn)了在T細(xì)胞上的一種叫做CTLA-4的受體。James Allison發(fā)現(xiàn)了這種受體會阻止T細(xì)胞全力攻擊入侵者。到了1990年代中期，Allison證明，在小鼠中阻斷CTLA-4可在小鼠中解除T細(xì)胞對腫瘤細(xì)胞進(jìn)行攻擊的束縛，從而使腫瘤細(xì)胞大幅萎縮。

與此同時，日本的研究人員發(fā)現(xiàn)了另外一個在T細(xì)胞上的被稱作PD-1的“閘門"。涉及該受體的臨床試驗(yàn)是在2006年開始的，在一小部分患者中得到的初步結(jié)果看來是有前景的。

另外受到關(guān)注的領(lǐng)域涉及改良T細(xì)胞基因而讓這些細(xì)胞能以腫瘤為標(biāo)靶。在2011年，這一被稱作嵌合抗原療法或CAR療法的策略讓癌癥研究領(lǐng)域興奮不已，它現(xiàn)在已經(jīng)是無數(shù)臨床試驗(yàn)，尤其是血癌臨床試驗(yàn)的對象。

相應(yīng)地，許多在幾年前不考慮涉及免疫療法的制藥公司現(xiàn)正在對其進(jìn)行大力的投資。

有關(guān)究竟有多少病人可得益于這些治療——它們中的大多數(shù)仍處于實(shí)驗(yàn)狀態(tài)——以及它們對哪些類型的癌癥具有的療效仍然還有許多不確定的地方。科學(xué)家們正在忙于嘗試發(fā)現(xiàn)可提供答案的生物標(biāo)記，并在思索讓治療變得功效更強(qiáng)的方法。但是，在癌癥研究及治療中的一個新的篇章已經(jīng)開啟，而《科學(xué)》雜志通過確認(rèn)癌癥免疫療法為2013年zui重大的科學(xué)突破而認(rèn)可了這一事實(shí)。

《科學(xué)》雜志在過去一年中的其它9項突破性科學(xué)成就如下：

CRISPR

這種基因編輯技術(shù)是在細(xì)菌中被發(fā)現(xiàn)的，但研究人員現(xiàn)在將其作為一種外科手術(shù)刀而指向了個體基因。其普及性在今年出現(xiàn)飆升，因?yàn)橛谐^12個研究團(tuán)隊用它來操控多個植物、動物及人類細(xì)胞的基因組。

鈣鈦礦型太陽能電池

一種新世代的太陽能電池材料在過去的這一年中獲得了大量的關(guān)注，它們比那些傳統(tǒng)的硅電池要更便宜且更容易生產(chǎn)。鈣鈦礦電池還沒有像商用太陽能電池那樣有效，但它們正在快速不斷地得到改善。

結(jié)構(gòu)生物學(xué)指導(dǎo)疫苗設(shè)計

今年，研究人員利用某種抗體的結(jié)構(gòu)來設(shè)計一種兒童期病毒的免疫原——這是疫苗中的主要成分；該病毒每年會導(dǎo)致數(shù)百萬人住院。這是*次由結(jié)構(gòu)生物學(xué)得來的如此強(qiáng)有力的對抗疾病的工具。

CLARITY

這種成像技術(shù)在2013年改變了研究人員觀察大腦這種復(fù)雜器官的方式，該技術(shù)使得腦組織變得透明并讓神經(jīng)元（以及其它的腦細(xì)胞）得到了充分地展示。

迷你器官

研究人員今年在體外生長迷你人樣“類器官"上取得了顯著的進(jìn)步。這些類器官包括肝芽、迷你腎及微型大腦。這些迷你化的人類器官或被證明是比動物要好得多的人類疾病模型。

宇宙射線可追溯到超新星的殘余物

盡管zui初是在100年前被檢測到的，但科學(xué)家們一直不確定來自外太空的被稱作宇宙射線的高能粒子來自何方。今年，他們終于將這些射線與超新星或爆炸中的恒星所的碎片云在了一起。

人類的克隆胚胎

今年，研究人員成功地從克隆的人類胚胎中得到了干細(xì)胞.

我們?yōu)槭裁匆X

在小鼠中的研究顯示，腦子會在睡眠時通過擴(kuò)展神經(jīng)元之間的通道讓更多的腦脊液流過從而更加有效地進(jìn)行自我清理。該發(fā)現(xiàn)提示，恢復(fù)和修復(fù)都屬于睡眠的主要目的.

我們的微生物，我們的健康

對數(shù)萬億的以人類身體為家的細(xì)菌細(xì)胞所做的研究已經(jīng)弄清了這些微生物對我們有多大的影響。“個性化"藥物需要將這些微生物租客考慮在內(nèi)才能有效。

今年的突破中至少有兩項有中國科研人員參與。首先是結(jié)構(gòu)生物學(xué)指導(dǎo)疫苗設(shè)計。美國國家過敏癥和傳染病研究所與中國廈門大學(xué)合作，利用結(jié)構(gòu)生物學(xué)技術(shù)對zui常見的兒童呼吸道病毒——呼吸道合胞病毒進(jìn)行操控，設(shè)計出一種免疫原，據(jù)此研制的新型疫苗已在小鼠及恒河猴試驗(yàn)中表現(xiàn)出效果。

參與研究的廈門大學(xué)教授夏寧邵說，呼吸道合胞病毒是一種可導(dǎo)致肺炎的傳染性病毒，是5歲以下兒童住院的zui主要原因之一。范圍內(nèi)，繼瘧疾之后，該病毒是一歲以下嬰幼兒的第二大殺手。雖然醫(yī)學(xué)專家對這種病毒的研究已有40多年，但始終未能開發(fā)出有效疫苗。

另一項突破是人類為什么要睡覺。美國羅切斯特大學(xué)通過老鼠研究發(fā)現(xiàn)，大腦內(nèi)有一個*的“垃圾處理系統(tǒng)"，睡眠時這個系統(tǒng)能夠清除代謝廢物，這說明大腦自我“大掃除"屬于睡眠的主要目的之一。

這項研究的*作者是羅切斯特大學(xué)的中國籍博士后謝璐璐，她曾就讀于南京醫(yī)科大學(xué)。在談及這項研究的意義時，謝璐璐說：“睡眠是現(xiàn)代人都很關(guān)心的問題。我們到底能不能不睡覺，然后騰出更多時間去工作、去享受生活？答案可能是不行。"