今年，生物技术领域加速呈现出基因编辑、细胞与基因治疗、免疫治疗与人工智能（AI）深度融合的趋势。基于CRISPR的编辑工具愈发精准，临床相关性显著提升，生物技术在不断拓展免疫治疗的边界。此外，量子计算也进入了我们关注的今年发表的文章榜单。
CAR-T疗法的体内策略可以直接改造患者自身的T细胞，无需复杂的体外制备流程和化疗。值得关注的是今年发表在Nature上的一篇论文使用靶向脂质纳米颗粒将mRNA递送至特定T细胞亚群, 实现体内重编程¹。生物技术公司也在将重心转向体内²。
就在你认为当前已经有足够多基因组编辑系统的时候，逆转座子和桥接重组酶出现并且引起了大家的关注。经过设计的桥接重组酶能够高效插入、切除和翻转大片段DNA³。将逆转座子与CRISPR-Cas9切口酶融合后， 可以无痕插入单个碱基或米乐M6 米乐平台高达12.7千碱基的序列⁴。
研究人员为患有罕见代谢疾病CPS1缺乏症的婴儿KJ开发了定制化脂质纳米颗粒递送的碱基编辑疗法⁵。该治疗安全完成给药，为目前缺乏治疗手段的其他罕见病患者带来了希望。尽管该方法还需要进一步扩展以适应其他患者和需求，但其作为一个重要的里程碑，标志着基因编辑技术真正走进了临床实践。
串联质谱技术用于在分子水平表征生物和环境样本，但解读质谱图一直是个难题。在非靶向代谢组学实验中，通常只有2%的分子结构能用现有参考库标注出来。一个基于高质量数据集构建的新型transformer模型及其生成的方法和图谱，现在可以被应用于更多的标注任务⁶。
量子生成模型最近与传统药物发现方法相结合，生成针对KRAS蛋白的化合物⁷。KRAS是个非常复杂的蛋白质，历来很难找到有效药物。这套经典—量子
智能体AI系统现在可以利用大语言模型简化工作流程，减少人力投入，加快实验室研究进度。尽管AI科研助手已经出现好几年了，但今年它们在帮助用户选择CRISPR系统⁸以及发现新的基因转移机制⁹中有了突破性应用。随着ToolUniverse等新资源的出现，未来也会有更多科学家用它们来指导自己的研究。
今年早些时候，美国食品药品监督管理局宣布计划逐步淘汰抗体和药物的动物试验。肿瘤芯片模型是个很有前景的替代方案；例如最近一项研究表明，它们可以补充现有的动物模型来研究免疫治疗反应，并展示免疫细胞动态募集进入肿瘤微环境的模式¹⁰。由于实验动物设施也可以惠及中低收入国家¹¹。
今年发表的两项研究显示，针对特定肿瘤突变定制的疫苗在早期临床试验中取得成功，展示了个性化疫苗改变某些癌症类型治疗格局的潜力。第一项研究针对9名肾细胞癌患者¹²，第二项研究则针对8名胰腺导管腺癌患者¹³。
使用工程化微生物作为治疗手段此前在临床上屡屡失败，因为它们难以在肠道长期定植。今年早些时候发表的一篇论文克服了这个研究难题——研究人员改造了一株普通拟杆菌，加入了设计用于分解草酸盐(形成肾结石的化合物)的基因模块用于治疗肠道高草酸尿症¹⁴。该菌株成功定植，且没有大幅改变原生菌群的多样性。
开发广谱抗蛇毒血清一直是生物技术领域的难题¹⁵。今年发表的一项基于纳米抗体的重组抗蛇毒血清研究，仅用8种重链抗体的混合物，便可中和撒哈拉以南非洲18种医学意义重大的眼镜蛇科毒蛇中的17种毒液¹⁶。
以上的十项研究进展只是Nature Biotechnology编辑团队今年阅读并关注的文章中的一部分。同时，请关注同期发布的年度十大新闻报道榜单（中文版稍后上线）。