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2018国际生命科学与生物技术发展态势: sciencepress 2018-12-18 16:59; 随着大数据技术的快速发展，生命科学研究正向基于数据的科学发现范式转变。物理学、材料学、计算科学等多学科与生命科学交叉融合的发展，推动了生物成像、基因编辑技术、单细胞技术、生命组学等技术不断革新，大大提高了人类认识和解析生命的能力。生命科学走向成熟，逐渐向数字化、平台化与工程化发展。基因编辑、再生医学、3D 打印、合成生物学、脑机接口等技术的快速发展，进一步增强了生物技术在医药、工业和农业等领域的应用深度与广度。近年来，现代生命科学与生物技术取得一系列重要进展和重大突破，并正在加速向应用领域渗透，在解决人类发展面临的环境、资源和健康等重大问题方面展现出广阔的应用前景。一、重大研究进展 01 生命图谱的绘制范围日益扩大层次不断递进生命图谱绘制为解析生命、认识生命提供基础，正逐渐从分子图谱扩展到细胞图谱。瑞典皇家理工学院等机构合作绘制了癌症病例图谱“Atlas”；北京大学联合美国安进公司等机构，合作构建了单细胞水平肝癌微环境免疫图谱，这些图谱为疾病发生机制研究提供重要启示。华中科技大学等机构首次合作绘制出乙酰胆碱能神经元全脑分布图谱、全脑精细血管立体定位图谱。美国哈佛大学-麻省理工学院Broad研究所等机构合作完成了首张高分辨率小肠细胞图谱的绘制。美国贝勒医学院等机构合作构建出首个高分辨率的人基因组折叠四维图谱，追踪其不同时间点的折叠状态。 02 人体微生物组的研究证明其与健康和疾病发生密切相关 2017年，美国国立卫生研究院（NIH）“人类微生物组计划（HMP）”发布第二阶段成果，揭示了人体微生物组的时空多样性。人体微生物组与疾病关系研究进入机制研究阶段，揭示了微生物组调控多种疾病进程的因果机制。美国华盛顿大学和俄罗斯圣彼得堡国立技术大学合作进行了基于特定肠道微生物代谢途径的分析，揭示其影响免疫应答的分子机制；德国柏林夏里特医学院联合美国麻省理工学院等机构合作证实高盐饮食影响肠道微生物组成，以诱导辅助性T细胞17（TH17）驱动自身免疫，进而引起高血压。与此同时，人体微生物组研究助力癌症精准医疗，美国芝加哥大学、法国古斯塔夫·鲁西癌症研究所等机构相继证实肠道微生物组成影响黑色素瘤和上皮性肿瘤PD-1免疫疗法的治疗效果；多国机构合作发现人体微生物组影响化疗药物吉西他滨、5-氟尿嘧啶的疗效。微生物组药物研发正处于药物发现/临床试验阶段，并持续推进。 03 仿生与创制能力的发展提高人体机能增进和疾病防诊治的水平合成生物学在非天然碱基的合成与应用、生物大分子设计乃至全基因组的创制等领域取得了重大进展。美国斯克里普斯研究所等机构展开合作，在大肠杆菌的细胞DNA中，加入两种外源化学碱基，并完成活细胞DNA转录与蛋白质翻译；美国加州理工学院、德国慕尼黑理工大学、美国哈佛大学医学院联合法国国家健康与医学研究院等机构分别利用分型组装、逐步构建、DNA“积木”等新型DNA折纸策略，生成了纳米尺度、不同形状的自组装架构；继2014年第1条酵母染色体被合成后，2017年又有5条染色体被法国国家科学研究院联合中国天津大学等机构合作构建完成。 04 精准医学成为临床实践新方向疾病防治手段更加多样化以生命组学、大数据技术、大队列为核心的精准医学正在成为医学研究的主要模式，其目标就是疾病的精准分类、预防、诊断和治疗。2017年，美国癌症联合委员会首次将分子标记纳入乳腺癌的分期标准中；加拿大BC癌症研究所等机构分析确定了7种卵巢癌分子亚型；美国国立卫生研究院基于基因组学研究发现了8种宫颈癌亚型；美国癌症基因组图谱研究计划综合分析发现，食管癌是两种不同类型的癌症；美国麻省综合医院等机构利用单细胞RNA测序技术，为脑神经胶质瘤的精准分型提出新思路。基因检测、液体活检等为早诊提供了重要技术手段，美国加州大学圣地亚哥分校已开发出高通量甲基化无创检测新技术；美国约翰·霍普金斯大学医学院联合应用液体活检和蛋白肿瘤标志物检测，实现一次检测8种不同的早期肿瘤。美国默沙东公司研发的药物Keytruda用于治疗所有“MSI-H/dMMR亚型”实体肿瘤，成为美国食品药品监督管理局（FDA）首次按照分子特征而不是根据组织来源区分肿瘤类型而批准的药物。 05 细胞治疗技术为重大疾病和慢性疾病患者带来福祉科学发展产生了大量的新技术、新突破，为疾病预防、诊治提供更为多样化的手段。免疫疗法为癌症治疗提供新手段，免疫检查点抑制剂和细胞免疫疗法是当前免疫疗法研究热点。美国加州大学戴维斯综合癌症中心、美国宾夕法尼亚大学、美国凯撒医疗集团等机构的多项临床试验揭示免疫检查点抑制剂联合化疗疗效显著，美国默沙东公司的PD-1单抗Pembrolizumab联合培美曲塞和卡铂一线治疗非鳞非小细胞肺癌已经获批。FDA批准首个基因疗法——瑞士诺华公司的Kymriah上市，开启了CAR-T和基因疗法产业元年，成为医药研发的又一个风口。基因疗法也入选了《科学》杂志评选的2017年年度十大突破，美国Spark Therapeutics公司的“矫正型”基因疗法Luxturna已用于治疗遗传性视网膜病变。干细胞的应用前景日趋明朗，在代谢性疾病、神经疾病、生殖疾病、眼部疾病、心血管疾病等多种疾病中显示出治愈潜力。2017年，美国波士顿儿童医院及康奈尔维尔医学院分别实现了体外构建造血干细胞，有望突破白血病治疗的细胞来源瓶颈；美国华盛顿大学首次在成年小鼠眼中再生出功能正常的视网膜细胞。二、技术进步 01 生物成像技术与基因编辑技术愈发准确高效生物成像技术正在向精确、深度、实时、活体方向发展。2017年，冷冻电子显微镜获得诺贝尔化学奖。基因编辑技术大大提高了操控和改造生命的效率和准确性，正在生命科学全领域中进行应用研究。该技术更加精准，已经实现点对点的编辑，美国哈佛大学、美国哈佛大学-麻省理工学院Broad研究所先后实现了精准靶向编辑DNA和RNA中的单个突变，为治疗点突变遗传疾病提供了重要工具，这一进展入选《科学》杂志评选的2017年年度十大突破。基因编辑技术已初步进行疾病治疗的探索，基于基因编辑技术的临床试验也持续开展，并有望在2018年取得突破。 02 测序技术和仪器研发向高通量、高精度、低成本和便携性迈进单细胞测序新技术不断改进，北京大学与美国哈佛大学开发的LIANTI技术、美国俄勒冈健康与科学大学开发的SCI-seq、奥地利科学院等机构开发的CROP-seq技术提高了通量、保真性、基因覆盖率等技术性能。多重组学单细胞测序技术也是开发重点，北京大学建立的single-cell COOL-seq技术实现了对单细胞进行多达5个层面（染色质状态、核小体定位、DNA甲基化、基因组拷贝数变异和染色体倍性）的基因组和表观基因组的特征分析。高通量、高精度、低成本和便携性是测序技术和仪器研发的方向。纳米孔测序技术入选2016年《科学》评选的十大科学突破。Oxford Nanopore公司便携式纳米孔测序仪MinION不仅完成了对埃博拉病毒的现场检测，而且在国际空间站展开了对鼠、病毒和细胞的DNA测序及人类全基因组测序，这些应用证实了纳米孔测序技术在测序中的应用潜力。一系列新型测序技术也不断涌现，由英国诺丁汉大学开发的Read Until测序技术通过与纳米孔测序联用，实现了高度选择性的DNA测序。第二代基因测序技术也在不断改进，Illumina在2017年年初推出了NovaSeq新型测序仪，有望将人类全基因组测序成本降至100美元。 03 新一代生命组学技术水平进一步提高基因组测序技术和设备向高精度、长读长、低成本、便携式方向发展，助力高质量基因组图谱的绘制，为解析生命铺平道路。美国加州大学联合英国伯明翰大学等机构合作，利用纳米孔测序仪MinION首次对人类基因组进行了组装。单细胞RNA测序技术、表观转录组、空间转录组等转录组分析技术的进步，为绘制更为精确的转录组图谱奠定基础，北京大学和美国康奈尔大学合作实现全转录组水平上单碱基分辨率的1-甲基腺嘌呤修饰位点鉴定。蛋白质组学研究已经从单纯提高覆盖率的定性研究向更加真实地描述生物体本质的定量研究和空间分布研究发展，瑞典皇家理工学院联合英国剑桥大学等机构基于免疫荧光（IF）显微镜技术，合作绘制人类蛋白质组亚细胞图谱，描述了蛋白质在多个细胞器和亚细胞结构中的空间分布。代谢组分析技术向超灵敏、高覆盖、原位化方向发展，代谢产物成为疾病筛查的重要标志物。与此同时，多组学交叉、多维度分析正在推动系统生物学的深入发展，以更好地理解人类疾病的致病机理。 04 人机交互等工程化技术有助于人类机体增强和寿命延长脑-机接口技术是下一个科学前沿，美国凯斯西储大学利用BrainGate2系统实现了脊髓受损患者对自身肢体的意念控制；美国斯坦福大学通过脑-机接口完成了脑电波控制的电脑字符快速、精准输入。组织工程、3D打印、类器官构建、器官芯片等一系列技术的交叉融合和快速突破，成为组织、器官制造领域的“助推剂”。科研人员利用体外构建的组织实现了对脊髓损伤、软骨损伤、视网膜损伤等多种疾病的替代修复治疗。美国哥伦比亚大学、美国辛辛那提儿童医院在体外构建了肺、肠、胃；美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室利用芯片大脑模拟研究药物对大脑的影响，多种类器官或器官芯片为药物研发和疾病研究提供了更加优化的模型，未来有可能实现有完整功能的器官再造，为器官移植提供更多供体。 05 大数据、人工智能深刻影响生命科学研究全面赋能健康与医疗在健康与医疗领域，大数据、互联网、可穿戴设备、人工智能的结合带来了全新的智慧医疗模式，正在改善医疗供给模式，重构健康服务体系。以市场化应用最为突出的IBM Watson为代表，人工智能已快速渗透医疗健康领域，用于疾病诊断和病理分析，美国IBM Watson、我国香港中文大学、美国谷歌公司等机构分别开发的人工智能系统在脑癌、皮肤癌、肺癌、乳腺癌、胃癌等癌症的分析诊断与辅助治疗中表现出应用潜力。本文摘编自科学技术部社会发展科技司，中国生物技术发展中心编著《2018中国生命科学与生物技术发展报告》总论部分内容，略有删减改动。《 2018中国生命科学与生物技术发展报告》科学技术部社会发展科技司，中国生物技术发展中心　编著责任编辑：王玉时北京：科学出版社，2018.11 ISBN：978-7-03-059180-7 《2018中国生命科学与生物技术发展报告》总结了2017年我国生命科学基础研究、生物技术应用和生物产业发展的主要进展情况，重点介绍了我国在生命组学与细胞图谱、脑科学与神经科学、合成生物学、表观遗传学、结构生物学、免疫学、再生医学、新兴与交叉技术等领域的研究进展，以及生物技术应用于医药、工业、农业、环境等方面的情况，分析了我国生物产业的现状和发展态势，并对2017年生命科学论文和生物技术专利情况进行了统计分析。本书分为总论、生命科学、生物技术、生物产业、投融资、文献专利6个章节，以翔实的数据、丰富的图表和充实的内容，全面展示了当前我国生命科学、生物技术和生物产业的基本情况。（本期编辑：小文）一起阅读科学! 科学出版社│微信ID：sciencepress-cspm 专业品质学术价值原创好读科学品味点击文中书名、作者、封面可购买本书。; 个人分类: 科学书摘|3369 次阅读|0 个评论

《图书馆学学科发展报告》推介: 热度 1 libseeker 2012-9-14 10:57; 中国科学技术协会网站“2012中国科协学术建设发布”，2012年4月6日发布了《图书馆学学科发展报告》（ http://zt.cast.org.cn/n435777/n435799/n1105056/n1108887/n13766201/13803223.html ）。该网页可以浏览图书馆学学科发展报告（简本）中文内容，网页末尾提供学科发展报告（简本）下载，pdf格式，中英文双语，共13页。这份报告是一份非常给力的报告，简明扼要，视野开阔。作者不详（图谋注：博文发布后，据贾二鹏先生的评论，课题组长为索传军先生。）。主要研究方法是通过文献计量与主题领域知识图谱分析，考察了近三年（2009-2011？）国内外相关文献（研究成果），报告内容包括本学科最新研究进展、国内外研究进展比较、发展趋势及展望。特此摘编部分内容：“近三年来图书馆学在基础理论、信息资源建设、信息组织与检索、图书馆用户与服务、新技术在图书馆的应用和图书馆事业等研究领域进展较为突出。”。“国内外图书馆学研究的差异性整体上表现在以下几个方面：（1）国外图书馆学呈现出数字化研究中心的态势，数字图书馆、信息技术的应用成为学科研究的主导；而我国图书馆服务研究比重较大，技术研究上对国外的跟踪研究较多，创新性研究较少。（2）国外重视图书馆实践研究，个案研究较为突出；我国重视理论探讨，强调图书馆精神、图书馆事业的整体研究。此外，国内重视公共图书馆服务体系和立法研究，这是我国图书馆事业的特殊性所在。（3）国外对公共图书馆、社区图书馆、儿童图书馆等以及特殊用户与特定职业群体均有所研究；而我国对基层、中小学和儿童图书馆以及特殊群体的研究较少。另外，国外重视用户信息检索行为、用户隐私等研究，而国内在该领域的研究不足。（4）国外图书馆学对信息行为、数字鸿沟等问题高度重视，国内对于数字化与网络、知识管理、图书馆知识产权等问题则保持较高热情。”图书馆学科发展趋势：新技术对图书馆学研究将产生持续影响；面向社会的图书馆学应用研究不断增强；数字化研究仍是图书馆学研究的重点；多元化和国际化是图书馆学发展的新趋势。未来图书馆学研究的重点方向：新技术在图书馆的应用研究；用户信息行为研究；公共图书馆法制建设和成效评估研究；知识语义组织与发现研究；阅读研究；图书馆管理与服务创新研究。资料推荐： 1 学科发展研究（2011-2012）分述 http://zt.cast.org.cn/n435777/n435799/n1105056/n1108887/n13766201/index.html 包括我国空间科学、地理科学、昆虫学、生态学、环境科学技术、资源科学、仪器科学与技术、标准化科学技术、计算机科学与技术、测绘科学与技术、有色金属冶金工程技术、材料腐蚀、水产学、园艺学、作物学、中医药学、生物医学工程、针灸学、公共卫生与预防医学、技术经济学、图书馆学、色彩学、国土经济学等23个学科。报告近年来取得的重大突破和最新进展，以此探讨相关学科的发展趋势，把握相关学科的未来发展，推进科学技术进一步发展。可以浏览对应学科发展报告内容，此外，相应网页末尾提供学科发展报告（简本）下载，pdf格式，中英文双语。 2 2011-2012年学科进展研究发布 http://zt.cast.org.cn/n435777/n435799/n1105056/n13777802/13821656.html 中国科协副主席、学术与学会工作专门委员会主任、中国科学院副院长、中国科学院院士李静海先生的发言。发言全文很长，摘最后一段：“世界已进入前所未有的知识创新密集时代，创新要素和创新资源在全球范围内加速流动，新思维、新理念、新发现、新创造推动着科学技术的迅猛发展，新兴学科、交叉学科不断涌现，新的技术群和新的产业群蓬勃兴起。科学技术从宏观和微观两个尺度上大大提高了人类认识和改造物质世界的能力，反过来促进科学技术孕育新的突破，继而不断推动社会前进。作为国家创新体系的重要组成部分，中国科协及其所属全国学会在我国创新型国家建设及和谐社会建设中，肩负着重要的使命与责任。我们将一如既往地围绕国家经济社会发展需求和战略性新型产业发展要求，瞄准世界科技前沿，立足自主创新发展，发挥科技共同体的的组织和人才优势，开展学科发展研究，推动学科建设，促进我国科技整体水平的提升，不断增强我国科技的国际竞争力，让科技更好地造福人类、造福未来。”; 个人分类: 学海拾贝|3991 次阅读|2 个评论

创新：学科发展的不竭动力: kepushe 2010-5-3 21:07; 创新：学科发展的不竭动力评《中国科协学科发展研究系列报告（ 2007-2008 ）》苏青回顾人类社会发展历史和科学技术进步历程，科学技术的每一次重大突破、重大跨越、重要发现和重大发明，无不与思维创新、理论创新、方法创新、手段创新密切相关。离开了创新，人类社会就不可能继续向前迈进，科学技术也不可能再取得实质性的进步。可以说，创新不仅已经成为现代社会发展与科学技术进步的重要基石，同时也成为各学科发展的不竭动力。这是读罢 2008 年 3 月中国科学技术出版社出版的《中国科协学科发展研究系列报告（ 2007-2008 ）》（以下简称《系列报告》），笔者所得到的有益启示。在 2006 年组织 30 个全国学会开展相应的 30 个学科发展研究基础上， 2007 年中国科协又组织中国物理学会等 22 个全国学会对相应的 20 个学科开展了学科发展研究，并编撰、出版了相应的学科发展报告。《系列报告》由物理学、天文学、海洋科学、生物学、管理科学与工程、水利、工程热物理学、控制科学与工程、航天科学技术、核科学技术、石油与天然气工程、能源科学技术、安全科学与工程、园艺学、畜牧兽医科学、植物保护学、作物学、公共卫生与预防医学、城市科学、车辆工程等 20 个学科的发展报告，以及在此基础上编撰的《学科发展报告综合卷（ 20072008 ）》（以下简称《综合卷》）共 21 卷组成，总计 600 余万字。各学科发展报告通过探索学科发展规律、报道学科最新进展、宣传学科研究成果，达到了跟踪学科发展态势、把握学科发展方向、促进学科发展交流的重要作用。综合分析物理学等 20 个学科的发展报告，可归纳总结出这些学科发展的如下特点：基础研究呈现较快发展态势，战略需求引领学科快速发展，科技创新提升国家竞争潜能，成果应用促进国民经济建设，交流合作增添学科发展活力。而贯穿于这些特点的主题词无疑还是创新基础研究既是科学研究原始创新的源头，又是培育创新人才的摇篮；战略需求的满足、国家竞争力的提升和国民经济的发展，已经离不开科技创新的持续支撑；各学科之间的不断交叉、融合，各国科技工作者之间的日益交流、合作，更是成为新兴学科衍生、最新科技成果产生的重要手段。学科是科学技术体系形成与发展的重要标志，学科的创立、成长和发展是科学技术创新发展的科学基础，是科学知识体系化的象征，是创新型国家建设的重要方面，是国家科技竞争力的标志。尽管《系列报告》所反映的物理学等 20 个学科的性质、特点、现状和发展趋势各不相同，但综合分析这些学科近年来的进展情况，我们仍可从中获得学科发展所应具有的某些共识： ① 遵循科学研究规律，倡导科学文化精神，乃是各学科健康、顺利发展的根本； ② 鼓励原始创新，重视理论建树，乃是学科尤其是基础学科占据国际前沿阵地的关键； ③ 坚持以人为本、促进人类社会持续和谐发展，乃是各学科顺应时代潮流的发展方向； ④ 强调以思维方法、研究方式和研究手段为对象的方法创新，乃是各学科取得突破性进展的客观要求； ⑤ 面向国民经济建设和社会发展的需要，乃是学科尤其是应用学科始终保持活力的根本； ⑥ 促进学科间的交叉渗透，推动国际间的交流合作，乃是各学科跨越式发展的必然趋势； ⑦ 重视队伍建设尤其是具有战略发展眼光的科技领军人才的培育，乃是各学科持续、稳步发展的保障。《系列报告》并没有回避我国科学技术发展与发达国家之间存在的差距。虽然近年来我国在科技体制改革、创新文化培育、学科队伍建设、科学研究开展等方面均取得了巨大的成就，科学技术也得以长足发展，但是，与建设创新型国家的发展要求相比，与发达国家科学技术的整体水平相比，我国科学技术发展的总体水平还相对落后，创新文化的氛围还不容乐观，原始创新和系统集成创新能力还不够强，科技生产关系与科技生产力发展的矛盾依然突出。分析《系列报告》涉及的物理学等 20 个学科近年来的发展情况，不难发现，这 20 个学科的发展水平和发展速度就很不平衡，大部分学科顺应当代科学技术发展潮流，强调满足国家发展战略需要，重视基础理论研究，鼓励科技原始创新，关注学科队伍建设，积极开展学术交流与合作，大力推进成果转化，学科得以迅速发展，科技成果丰硕喜人，呈现出蓬勃向上的发展态势。但是，一些学科许多研究领域整体还处于落后或跟踪状态，具有自主知识产权重大科技成果数量还不够多，能够总揽全局的战略科学家和能够带领团队攻克国际前沿领域课题的领衔科学家的数量还很缺乏。还有个别学科活力不足，过于封闭，相关的研究领域队伍建设滞后，因而发展缓慢，令人忧虑。为此，《系列报告》的《综合卷》专门强调，今后，我国各个学科期望有更高水平的迅猛发展，各学科领域期望涌现更多重大的科技突破，应该更加重视理论创新和方法创新。建设创新型国家是我们国家在新世纪提出的一个重要的国家战略，《系列报告》有理由让我们相信，不断提升各学科领域科技工作者的理论创新和方法创新能力，对于从整体上提高我国科学技术的发展速度，提高我国企业的自主创新能力，提高我国产业的国际竞争能力，提高我国社会经济的可持续发展能力，将具有非常重要和十分积极的意义。创新，给学科发展注入不竭动力；创新，各学科发展依然任重道远。; 个人分类: 图书评论|682 次阅读|1 个评论

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