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來源：測序中國 作者：Bert

2020年，對所有人來說都是非常艱難的一年。由于新冠肺炎大流行，人們重要的生活和經濟供給被切斷，無數人被迫隔離，全球經濟遭受重創，無數寶貴的生命愴然逝去。然而，面對這些不可逾越的障礙，醫療健康行業卻在難以想象的壓力下取得了驚人的創新成就。

2021年1月11日，英國健康醫療網站Healthinnovations發布了“2020年十大健康領域創新（Top 10 health innovations in 2020）”榜單，這是Healthinnovations網站連續第七年發布該榜單。據悉，Healthinnovations網站的年度十大健康創新榜單是每年醫療健康行業的投資者、學者和醫療健康行業企業或從業者的必讀文章。除了盤點健康醫療領域的十大創新成果之外，文章還分享了目前臨床試驗的主要關注點和未來投資方向。其中，創立于中國的上海鹍遠生物技術有限公司（以下簡稱“鹍遠基因”）原創研發的泛癌種早篩技術入選榜單，名列第四。這也是全球癌癥早篩領域唯一入選的企業。2020年7月21日，《自然·通訊》（Nature Communications）發表了由鹍遠基因聯合復旦大學泰州健康科學研究院陳興棟、金力等學者共同合作的研究成果“Non-invasive early detection of cancer four years before conventional diagnosis using a blood test（血液無創檢測可以比常規診斷提前四年發現癌癥）”。科研人員對復旦大學牽頭建設、囊括近20余萬社區人群的泰州隊列的部分血液樣本進行了長期、系統的癌癥早期檢測研究。研究發現：對于結直腸癌、食管癌、肝癌、肺癌和胃癌等5種常見惡性腫瘤，在達到現有臨床確診金標準之前，甚至在病人出現自覺癥狀前，早期的癌癥信號——微量腫瘤甲基化就存在于血液循環之中，并可以被無創檢測。利用鹍遠基因原創研發的ctDNA甲基化多癌篩查技術PanSeer方法，研究團隊在泰州隊列的血樣中實現了比臨床診斷提前4年發現血液中的微量腫瘤甲基化信號。這一最新研究成果具有重要的科研與商業意義，證實了通過提高檢測技術的靈敏度能夠更早的發現腫瘤標志物，從而實現對癌癥的早期篩查。這是全球泛癌種早篩技術取得的重大突破，也是全球首次泛癌種早篩技術在大型自然人群隊列中得到嚴格驗證。

本文將一一介紹獲得全球健康醫療創新者認可的2020年Top10健康領域創新發明或發現。

這項關于納米顆粒的研究來自密歇根州立大學。研究團隊用單壁碳納米管負載巨噬細胞特異性納米療法設計了一種納米顆粒，這種納米顆粒可聚集在動脈斑塊中的巨噬細胞內，以激活吞噬作用，從而使斑塊被白細胞安全地“吃掉”。

在新冠大流行期間，這一以納米顆粒吞噬可導致心臟病的動脈斑塊的精準免疫療法，在競爭激烈的排名中占據首位，可能因為它是一種能抵消細胞因子風暴的整合免疫療法。另外也可能涉及到納米醫學的發展，根據ResearchAndMarkets.com的數據，到2027年，納米醫學的市場預計將達到4,770億美元。同樣的，常見的心臟病介入治療市場預計會從2017年的146.9億美元躍升至2027年的249.6億美元。市場估值的躍升必然將為心臟病介入治療行業注入一劑強心劑。

在Healthinnovations的榜單中，排名第二的健康創新研究涉及男性不育。預計到2027年，這一市場價值將達到62.1396億美元。然而，美國國家衛生研究院2019年發布的一份報告顯示，這一數字可能被嚴重低估。該報告稱，全球8%~10%的夫婦受到不孕不育的影響。

大多數男性不育癥是由精子缺陷引起的，這一切都源于精子形成的過程。精子是由男性精原干細胞（SSCs）產生的，如果這一過程出錯，不育問題就會出現。因此，治療男性不育癥的普遍思路會涉及到SSC療法，即在可控條件下引導SSC分化為健康的精子。然而，試驗在嘗試區分睪丸組織中的SSC時遇到了一些問題。

直到加州大學圣地亞哥分校開發出一種可靠的方法來識別和培養符合人類SSC特征的細胞。研究團隊在睪丸標本中鑒定出了人類SCC的決定性生物標志物，從而能夠準確識別和捕獲這些干細胞。隨后，該研究發現了新確定的生物標志物參與的信號通路，通過改變這些通路可以產生和培養用于治療目的的SSC。這項研究結果有望給世界各地數百萬正在忍受不育治療的夫婦帶來希望。

在榜單中排名第三位的，是另一個生育領域研究。該研究由維克森林再生醫學研究所主導，他們對子宮進行了生物工程改造，使其能夠支持受精、胎兒發育和兔子的活產。在這項開創性的研究中，研究人員在切除子宮的動物體內造出了新的子宮。此外，由兔子本身的子宮細胞培育的人造子宮，能發育出自然結構從而支持正常妊娠，其中40%的胚胎能夠正常發育和活產。

總之，與正常子宮相比，這種再生技術能夠支持正常妊娠和胎兒發育。這意味著，這種方法可能為子宮有缺陷的女性提供一條懷孕途徑，同時避免了人類捐贈和可能的器官排斥。

市場研究前景報告（ Market Research Future report）顯示，到2023年，全球生育服務市場預計將增長到360億美元，而女性不育藥物市場預計到2028年將達到25億美元。到2027年，男性不育癥市場的規模預計將大大縮小，這意味著將有更多未確診的男性不育癥病例需要通過宣傳活動和咨詢來挖掘，以促進男性不育癥疑似患者進入診所，并有望成為父親。

由鹍遠基因與復旦大學共同合作主持的一項大規模研究的成果排在榜單的第四位，也是唯一上榜的中國內地研究。研究團隊開發了一種非侵入性血液檢測方法，能夠在前4年確診識別出一個人是否患有胃癌、食管癌、結直腸癌、肺癌和肝癌等五種最常見的癌癥之一。

這種新的檢測方法通過識別CpG甲基化（在DNA分子中多個相鄰的胞嘧啶和鳥嘌呤序列上添加甲基基團）而發揮作用。通過這種方式可以識別出體內的每個組織，以及通過其獨特的甲基化特征來識別不同的癌癥類型。在最終分析中，研究團隊強調他們的檢測并不能預測受檢者的患癌風險，但能鑒別出那些已經有腫瘤性增生而目前并沒有臨床癥狀，且現有常規檢測無法確診的患者。這項檢測的意義在于，能幫助早發現癌癥，從而大大提高癌癥患者的生存率。

到2020年，全球癌癥診斷市場估計為1,560億美元，預計到2027年將達到2,233億美元。相比之下，麥肯錫公司（McKinsey & Company）的一份報告稱，到2024年，全球腫瘤治療藥物的銷售額預計將達到2,500億美元，這意味著治療藥物市場還有很大的增長空間。

榜單中居于第五位的創新發現是荷蘭癌癥研究所（Netherlands Cancer Institute）發現了一種對癌癥患者具有重大意義的新器官。他們證明了新的器官代表了唾液腺系統的一個未知部分。這是有史以來新發現的一個高危器官，需要在癌癥治療期間受到保護。

這一重大創新發現，使用了一種標記唾液腺的新型掃描方法，在鼻咽部識別出了以前未知的一對唾液腺。這兩個被激活的新區域是由唾液腺組織構成的，它們負責鼻咽/口咽的潤滑和吞咽。

此外，新發現的這種管狀唾液腺需要在癌癥治療期間得到保護，可能有助于減少癌癥患者治療副作用，從而提高癌癥患者的整體生活質量。

這一發現的意義十分重大，因為它幫助發展了癌癥治療的金標準：化療和放療。簡而言之，我們迫切需要將這些已有幾十年歷史的癌癥治療方法現代化，為這些陳舊的治療方法提供一條前進的道路，并挖掘出新的癌癥治療方法。這項研究上榜表明，健康領域的創新者們正在尋找新的治療方法，并期待它們在不久的將來出現。

排名第六的是哈佛大學的研究，該研究發現了肌萎縮性側索硬化癥（ALS）患者的一種新的腸道-大腦聯系。這項研究為ALS的環境病理提供了深入見解，并糾正了過去使用不準確的小鼠模型。如圖6顯示了攜帶常見ALS基因突變的小鼠，其脊髓有高水平的炎癥（紅色），免疫細胞（綠色）與特定的微生物群有關。

研究人員在兩個不同的實驗室（A和B）培育了兩組糾正了ALS基因突變的小鼠。在A實驗室飼養的小鼠有全身炎癥，從而導致壽命縮短。與此相反，在B實驗室飼養相同突變的小鼠存活到了老年。隨后，經DNA測序發現，在A實驗室飼養的小鼠體內存在特定的腸道細菌，而在B實驗室產生的健康小鼠體內則沒有這種細菌。

為了驗證這一結論，通過將B實驗室小鼠的糞便移植到A實驗室的患病小鼠體內后，成功將其治愈。因此，這種經修正的動物模型為未來的臨床試驗提供了顯著的結論，并繪制了一個重要的腸-腦連接圖。

一份ResearchAndMarkets.com的報告預計，到2027年，人體微生物群大眾市場將達到454,267萬美元。到2029年，ALS市場的全球銷售額有望增長到10.4億美元，年復合增長率為13.9%。

排名第七的創新發現來自VIB-KU Leuven。他在小鼠和人類大腦中識別了一個CD4 T輔助細胞群，它們有別于外周免疫系統中的CD4 T輔助細胞。研究表明，如果沒有這些常駐大腦的白細胞，小膠質細胞仍然停留在小鼠大腦的胎兒和成人發育狀態之間。這反而引起小鼠的突觸修剪缺陷和異常行為的發生。

一項調查顯示，腦內T細胞群是由穿越血腦屏障的外周血白細胞進化而來。此外，研究人員還觀察到，腸道微生物改變了這些白細胞，這些白細胞隨后穿過血腦屏障，攜帶著外周免疫系統的重要信息充當“寫給大腦的信”。這被普遍認為是外周免疫系統向中樞神經系統傳遞信息從而影響行為的方式。

根據Coherent Market Insights的數據，到2027年，全球神經學市場的規模將超過389億美元。預計神經疾病患者數量的增加將推動神經學市場的發展，特別是在面對COVID-19大流行造成的多重封鎖、財務困難和生命消逝的情況下，心理健康問題不斷出現。

另一項來自杜克大學的神經科學研究居榜單第八位，該研究在慢性疼痛方面取得了重要進展。研究人員發現了大腦中的一個疼痛抑制中心，它廣泛投射到整個中樞神經系統的其它16個疼痛處理中心。具體來說，研究小組確定了小鼠杏仁核中被全身麻醉劑激活的疼痛抑制神經元CeAga神經元的存在，然后追蹤老鼠體內激活的CeAga神經元的路徑，以繪制到大腦不同部分的連接圖。如圖8所示，紅色、品紅和黃色的細胞（不是綠色或藍色的）是被稱為CeAga的神經元集合的一部分，被認為是大腦的“疼痛中心”。

總之，一個單獨的關閉開關已經被確認能夠抑制大腦內幾十個促進疼痛的區域的反應，這個開關就是一個疼痛中心。隨著時間的推移，這一重要的發現可能為疼痛治療提供前景，可通過激活這些細胞來抑制整個中樞神經系統的疼痛區域。2019年，慢性疼痛市場價值778億美元。

創新榜單Top 9是香港科技大學設計的世界上第一個3D人工眼。該3D人工眼超過了現有的仿生眼的能力，甚至在某些情況下超越了人眼的能力。該3D人工眼既能復制天然對應物的結構也保證了更敏銳的視力，同時具有額外的功能，如在黑暗中探測紅外輻射的能力。

該3D人工眼的眾多功能都由納米線光傳感器陣列組成的3D人造視網膜來實現，這種3D人造視網膜模擬了自然中的光感受器。納米線陣列與一束液態金屬線相連，作為人工視網膜后面的神經。由于納米線的密度比人眼中的光感受器要高，這意味著人工視網膜有可能獲得更高的圖像分辨率。研究還證實，半球形視網膜能夠將義眼產生的視覺信號復制到電腦屏幕上。

簡而言之，在某些情況下，太陽能3D人眼的性能優于目前的仿生眼及其生物變體。預計到2027年，全球腦-機接口市場將達到38.5億美元，從2020年到2027年，復合年增長率為14.3%。投資全球腦-機接口市場將是一個十分明智的選擇。

榜單Top 10與COVID（新冠病毒）有關。紐約大學蘭根健康中心發現了一種只在肺部存在的與冠狀病毒有關的免疫細胞。確切地說，該研究揭示了一種以前未知的主要存在于呼吸道的肺泡巨噬細胞亞群（AMs）。

這些新發現的、只存在于肺部氣道的白細胞被稱為神經和氣道相關的巨噬細胞（nerve and airway associated macrophages ，NAMs）。該研究表明，它們可以調節肺部感染時AMs產生的細胞炎癥因子?；诖耍@些細胞炎癥因子數據可以為冠狀病毒患者相關的肺損傷和死亡提供新的信息。

研究小組還發現NAMs是胚胎衍生的，能夠自我更新，同時無論它們處于平衡狀態還是炎癥狀態，都能持續表達調節免疫系統的基因。體內研究發現了NAMs與AMs如何協同工作幫助清除流感感染以及抑制炎癥反應。

簡而言之，該研究鑒定了一種以前未被記錄的肺巨噬細胞，該細胞在炎癥狀態下負責維持免疫和組織內穩態。希望這些巨噬細胞能被用來對抗引起炎癥風暴的傳染性病原體，如COVID-19。

健康領域的創新者們深入挖掘了豐富的免疫學策略寶藏。他們專注于肌萎縮側索硬化癥是合乎邏輯的，因為該病可能是一種類似于COVID-19、依賴于炎癥和免疫異常的多樣化疾病。健康領域的創新者們開始關注肌萎縮性側索硬化癥（ALS，一種與神經系統炎癥和變化密切相關的疾?。?，希望新冠狀病毒也會如此。

在投資方面，男性不育等領域正在被挖掘。目前，全球生育率正在下降，收養和扶養方面產生了連鎖反應。生育治療成為許多無法自然受孕夫婦的唯一選擇。由于男性不育市場開發并不充分，因此，現在生育市場的提振，給了投資者們進行穩健投資的絕好機會。

在一個高度不穩定的金融環境下，癌癥治療也是一個“相對安全的投資領域”。隨著癌癥診斷市場的擴張，新療法肯定也會出現。另一件確定無疑的事情是，大腦-計算機對接在2020年也成為了一個好的投資領域。