2020年5月29日Science期刊精华
来源：本站原创 2020-06-09 06:49
2020年6月9日讯/生物谷BIOON/---本周又有一期新的Science期刊（2020年5月29日）发布，它有哪些精彩研究呢？让小编一一道来。1.Science：重大进展！体外蛋白合成新技术可媲美细胞中的天然核糖体doi:10.1126/science.abb2491; doi:10.1126/science.abb9711许多蛋白作为治疗糖尿病、癌症和
2020年6月9日讯/生物谷BIOON/---本周又有一期新的Science期刊（2020年5月29日）发布，它有哪些精彩研究呢？让小编一一道来。
1.Science：重大进展！体外蛋白合成新技术可媲美细胞中的天然核糖体
doi:10.1126/science.abb2491; doi:10.1126/science.abb9711
许多蛋白作为治疗糖尿病、癌症和关节炎等疾病的药物是有用的。合成这些蛋白的人工版本是一个耗时的过程，需要通过对微生物或其他细胞进行基因改造来产生所需的蛋白。
在一项新的研究中，来自美国麻省理工学院的研究人员开发出一种新技术，可以大幅降低产生合成蛋白所需的时间。他们的台式自动流动合成机（flow synthesis machine）可以在几小时内将数百个氨基酸连接在一起。他们认为，他们的新技术可能加快按需药物的制造和新药的开发，并允许科学家通过加入细胞中不存在的氨基酸来设计人工蛋白。相关研究结果发表在2020年5月29日的Science期刊上，论文标题为“Synthesis of proteins by automated flow chemistry”。
论文通讯作者、麻省理工学院化学副教授Brad Pentelute说，“你可以设计出具有卓越生物功能的新蛋白变体，这一点可通过使用非天然氨基酸或特定的修饰来实现，当你使用自然界的分子仪器制造蛋白时，这是不可能实现的。”
在这篇论文中，这些研究人员表明，他们可以用化学方法制造出多个长达164个氨基酸的蛋白链，包括酶和生长因子。对于这几种合成蛋白，他们进行了详细的分析，显示它们的功能与天然的蛋白对应物相当。
2.Science：利用电流控制胰岛素释放，从而实时控制糖尿病小鼠的血糖水平
doi:10.1126/science.aau7187; doi:10.1126/science.abb9122
在糖尿病患者的体内植入一种含有胰岛素产生细胞（即产生胰岛素的细胞）和电子控制单元的装置。一旦患者吃了东西，血糖就会升高，他们就可以使用智能手机上的应用程序触发电信号，或者他们可以预先配置应用程序，如果提前吃了食物，那么这种应用成就会自动触发电信号。过了一会儿，这些细胞就会释放出必要数量的胰岛素来调节患者的血糖水平。
这可能听起来像是科幻小说，但很快就可能成为现实。如今，在一项新的研究中，来自瑞士苏黎世联邦理工学院、巴塞尔大学、中国华东师范大学和西湖大学等研究机构的研究人员介绍了他们开发的这种植入物的原型。他们的研究是首次研究如何利用电信号直接激活和调节基因表达的。当在小鼠身上测试他们的方法时，他们证实它非常有效。相关研究结果发表在2020年5月29日的Science期刊上，论文标题为“Electrogenetic cellular insulin release for real-time glycemic control in type 1 diabetic mice”。论文通信作者为苏黎世联邦理工学院生物系统科学与工程系生物技术和生物工程教授Martin Fussenegger博士。
这些研究人员在开发对血脂水平过高或血糖水平过低等特定的身体生理状态作出反应的基因网络和植入物方面有着丰富的经验。虽然此类基因网络会对生化刺激做出反应，但是它们也可以通过替代性的、外来的因素（比如光线）来加以控制。Fussenegger说，“我们想用电直接控制基因表达已经有很长时间了；如今我们终于成功了。”
3.Science：我国科学家揭示细胞毒性淋巴细胞在靶细胞中引发细胞焦亡机制
doi:10.1126/science.aaz7548; doi:10.1126/science.abc2502
在一项新的研究中，来自中国医学科学院、中国国家生命科学研究所、清华大学、解放军总医院、北京大学和中国科学院生物物理研究所的研究人员报道NK细胞和CTL通过细胞焦亡途径杀死GSDMB阳性细胞。这种杀死作用源自于淋巴细胞产生的GZMA对GSDMB进行结构域间切割，从而激活GSDMB的穿孔活性。干扰素γ（IFN-γ）上调GSDMB表达，并促进细胞焦亡。此外，GSDMB在某些组织---特别是消化道上皮及其衍生性肿瘤---中高度表达。将可被GZMA切割的GSDMB导入小鼠癌细胞可促进小鼠中的肿瘤清除。这些结果确定gasdermin介导的细胞焦亡是一种细胞毒性淋巴细胞杀伤机制，这可能增强抗肿瘤免疫反应。相关研究结果近期发表在Science期刊上，论文标题为“Granzyme A from cytotoxic lymphocytes cleaves GSDMB to trigger pyroptosis in target cells”。
细胞焦亡的促炎性质提示着这种类型的淋巴细胞杀伤作用是免疫原性的，可提高免疫反应。GSDMB在多种健康组织（特别是消化道系统）中的存在表明除了癌症之外，这种GZMA-GSDMB轴可能也在对微生物感染的免疫反应中发挥着重要作用。GZMA在体外表现出较低的细胞毒性，但是在体外表现出较大的促炎性。这种看似矛盾的现象似乎可以通过这项研究中的发现---GZMA介导的细胞焦亡杀伤作用需要GSDMB，但是GSDMB并不在之前用于研究GZMA的细胞中表达---来加以很好的解释。再者，IFN-γ可转录启动GSDMB表达也支持了GSDMB在细胞毒性淋巴细胞介导的杀伤作用中发挥的功能。这就对人们在理解IFN-γ在 针对肿瘤等疾病的免疫反应中所发挥的多种作用提供了新的见解。
重要的是，这项研究发现GSDMB作用于颗粒酶下游，这突显了诸如caspase之类的蛋白裂解酶以及颗粒酶本质上并不是细胞死亡执行蛋白（cell death executor protein）。相反，这些酶切割包括gasdermin在内的多种下游底物，这接着可以启动特定的细胞死亡程序。表达多种死亡执行分子的靶细胞可能对相同的蛋白裂解活性（比如颗粒酶的蛋白裂解活性）作出不同的反应。这提示着不同的靶细胞，即便当它们被相同类型的细胞毒性淋巴细胞类似地识别时，也可能经历不同类型的细胞死亡。因此，在未来对淋巴细胞介导的免疫反应的研究应当更多地关注靶细胞内的死亡执行相关事件，而不是细胞表面分子，比如PD-1。
4.全文编译！荷兰科学家发表Science论文，在非人类灵长类动物模型中比较COVID-19、MERS和SARS的发病机制
doi:10.1126/science.abb7314; doi:10.1126/science.abc6141
两份关于三名COVID-19患者肺组织学检查的报告显示双侧弥漫性肺泡损伤（DAD）、肺水肿和透明膜形成，这表明存在急性呼吸窘迫综合征（ARDS）以及肺泡腔内特征性的多核巨细胞，这类似于2002/2003年SARS-CoV疫情爆发期间的调查结果。先前曾在非人类灵长类动物模型（食蟹猴）中研究过SARS-CoV感染的发病机理，在这种动物模型中，年老动物更容易患病。
在一项新的研究中，来自荷兰多家研究机构的研究人员在食蟹猴中描述了SARS-CoV-2感染的特征，并与MERS-CoV感染和SARS-CoV的历史数据进行了比较。相关研究结果于2020年4月17日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Comparative pathogenesis of COVID-19, MERS, and SARS in a nonhuman primate model”。
他们发现食蟹猴对SARS-CoV-2感染较为敏感，存在长时间脱落病毒，并表现出类似COVID-19的疾病。在这种非人类灵长类动物模型中，SARS-CoV-2在整个呼吸道组织（包括鼻腔、支气管、细支气管和肺泡）的呼吸道上皮细胞中有效地复制。上呼吸道中的病毒复制与宿主之间的有效传播相吻合，而下呼吸道中的病毒复制与肺部疾病的产生相吻合。对这种模型中SARS-CoV、MERS-CoV和SARS-CoV-2感染的深入比较，可能会发现这些新兴病毒的发病机制中的关键途径。这项新研究提供了一种新的感染模型，该模型对于评估和批准用于人类SARS-CoV-2感染的预防和治疗策略以及评估重新利用物种特异性现有疗法（比如聚乙二醇化干扰素）的疗效至关重要。
5.Science：外来植物入侵会减少碳封存
doi:10.1126/science.aba2225; doi:10.1126/science.abc3587
外来入侵植物已成为世界范围内的一个重大问题，对生态系统的构成和功能产生了变革性影响。在新西兰的一项多因素实验中，Waller等人发现外来植物通过与无脊椎食草动物和土壤生物群的相互作用，加速了土壤中碳的流失。他们在野外建立了160个微型生态系统，操纵植物、无脊椎食草动物和土壤生物群之间的相互作用。测量了关键的生物和非生物反应，以量化每个群落组成部分的相对贡献和相互作用，从而揭示了入侵植物通过生物相互作用影响和抑制碳封存（carbon sequestration）的潜力。
6.Science：人工合成苔藓虫素3
doi:10.1126/science.abb7271
海洋天然产品中的苔藓虫素（bryostatin）家族已被探索用于各种药物应用，但是对它们的获取仍然充满挑战性。它们的一般结构包括一个大环，而这个大环包含三个较小的六元环。苔藓虫素3（bryostatin 3）的特点是增加了第四个熔合内酯环（fused lactone ring），从而使之变得更加复杂。Trost等人报告了对这一复杂分子的汇集合成，利用炔偶联反应将三个主要片段拼接在一起，并利用不对称的二羟基化和丙炔化反应来设定它的立体化学。
7.Science：我国科学家发现猫更易感染SARS-CoV-2，狗不易感染
doi:10.1126/science.abb7015; doi:10.1126/science.abc6141
我国科学家发现，猫可能感染引起COVID-19的冠状病毒，并可能传播给其他猫，但狗并不真的容易感染。哈尔滨兽医研究所的研究小组还得出结论，鸡、猪和鸭子不太可能感染病毒。
其他科学家说，这些发现很有趣，但养猫的人现在还不应该感到恐慌。位于伍斯特的俄亥俄州立大学的病毒学家Linda Saif说，研究结果是基于实验室实验得出的，在实验中，一小部分动物被故意注射了高剂量的SARS-CoV-2病毒，但这并不代表人类和宠物之间的真实传播。她说，没有直接证据表明受感染的猫会分泌足够的冠状病毒传染给人类。
随着冠状病毒在全球迅速蔓延，一些人开始担心它是否能在宠物和人之间传播。到目前为止，已经有一些宠物被感染的报道：比利时有一只猫，香港有两只狗。"猫和狗与人类有密切的接触，因此了解它们对SARS-CoV-2的敏感性对COVID-19的控制是很重要的，"最新研究的作者写道。该研究于4月8日发布在Science上。
由病毒学家Bu Zhigao领导的研究小组将SARS-CoV-2病毒样本注入了5只家猫的鼻子中。当其中两只动物在6天后被安乐死时，研究人员在它们的上呼吸道发现了病毒RNA和传染性病毒颗粒。
另外三只受感染的猫被放在笼子里，旁边是未受感染的猫。研究小组后来在其中一只受感染的猫身上检测到病毒RNA，这表明它是从受感染的猫呼出的飞沫中感染病毒的。所有四只受感染的猫都产生了抗SARS-CoV-2的抗体。作者在论文中指出，对猫体内SARS-CoV-2的监测应被视为消除人类COVID-19的努力的一部分。
8.Science重大突破！科学家在癌细胞中发现大量细菌！出现癌症特异性的菌群！
doi:10.1126/science.aay9189; doi:10.1126/science.abc1464
癌细胞是细菌的安乐窝。这个结论来自于对1000多个不同人类癌症的肿瘤样本的严格研究。这项由魏茨曼科学研究所(Weizmann Institute of Science)的研究人员领导的研究发现，从大脑到骨骼再到乳腺癌，所有癌症类型的细胞中都存在着细菌，甚至还发现了每种癌症中都存在着独特的细菌种群。研究表明，了解癌细胞和它的"微型微生物组"之间的关系可能有助于预测某些治疗的潜在有效性，或者可能为今后操纵这些细菌以增强抗癌治疗的作用指明方向。这项研究的结果发表在Science杂志上。
几年前，该研究所分子细胞生物学系的Ravid Straussman博士发现了潜伏在人类胰腺肿瘤细胞内的细菌；这些细菌被证明可以通过"消化"和灭活这些药物来保护癌细胞免受化疗药物的侵袭。当其他研究也在肿瘤细胞中发现细菌时，Straussman和他的团队怀疑这样的宿主是否可能是一种规则，而不是例外。为了找到答案，Straussman课题组的Deborah Nejman和Ilana Livyatan博士以及复杂系统物理部门的Garold Fuks博士与世界各地的肿瘤学家和研究人员一起工作。这项工作也由以色列开放大学数学和计算机科学系的Noam Shental博士领导。
最终，该小组进行了一项详细的研究，以高分辨率描述这些癌症中的细菌--包括大脑、骨骼、乳房、肺、卵巢、胰腺、结肠直肠和黑色素瘤。他们发现，从大脑到骨骼的每一种癌症都有细菌，不同的癌症类型有不同的细菌种类。然而，乳腺癌的细菌数量和多样性最高。研究小组证明，与正常乳腺肿瘤周围的组织相比，在乳腺肿瘤中可以发现更多的细菌，而且一些细菌优先在肿瘤组织中发现，而不是在肿瘤周围的正常组织中。
9.Science：专家们概述了SARS-CoV-2疫苗研发计划
doi:10.1126/science.abc5312
近日，Science杂志发表了一篇观点文章，作者提出将需要前所未有的合作和资源来研究和开发安全有效的COVID-19疫苗，以数十亿剂的规模生产和交付给全球人民。
疫苗开发通常需要数年时间。为了加快这一进程，福瑞德·哈金森癌症研究中心（Fred Hutchinson Cancer Research Center）的Larry Corey博士和美国国立卫生研究院的专家们提出了一种设想，即创建一种协调和有效的方法来生产COVID-19疫苗。
在这篇观点文章中，Corey和合着者Anthony Fauci博士、John Mascola博士以及Francis Collins博士分享了他们将产业界、政府和学术界联合起来以满足这一迫切需求的计划。Fauci博士是美国国立卫生研究院(NIH)下属的美国国家过敏症和传染病研究所的所长。
Mascola博士是NIAID疫苗研究中心的主任，Collins博士是NIH的主任。 "我们正在经历一系列前所未有的事件，这种疾病已经在全球范围内传播，在短时间内感染的人数比现代任何其他感染都要多，"Fred Hutch的前任总裁兼主任、疫苗和传染病部门的教授Corey说。"为了克服我们面前的挑战，我们每个人都需要做到最好。新型冠状病毒疫苗的研发需要创造力、合作和承诺，以尽快拯救尽可能多的生命。"
10.Science展望：如何快速开发COVID-19疫苗？应该注意什么？
doi:10.1126/science.abb8923
快速开发预防COVID-19的疫苗是一项全球当务之急，确定利害关系和潜在障碍至关重要，因为监管和医疗决策是基于利益制定的：也就是风险计算。通过建立群体免疫可以降低大流行性传播病毒的能力，而一个关键的问题在于通过开发有效的疫苗或者接下来几年反复感染达到60%~70%的人被感染是否可以防止SARS-CoV-2的传播。由于人类还是首次接触SARS-CoV-2，所以重复流行的后果将是高得令人无法接受的死亡率、严重的经济破坏和对我们生活方式的重大调整。因此，开发一种有效疫苗的好处是非常大的，如果能够及时部署以防止重复或持续的流行，好处就更大。
疫苗开发通常以数十年为单位，因此在2020年底甚至2021年之前获得可大规模分发的批准疫苗将是前所未有的。然而，新的制造平台、基于结构的抗原设计、计算生物学、蛋白质工程和基因合成为现在快速和精确地制造疫苗提供了工具。抗病毒疫苗可分为两大类。基于基因的疫苗传递编码宿主细胞产生的蛋白质抗原的基因序列。这些疫苗包括活病毒疫苗、重组疫苗载体或核酸疫苗。以蛋白质为基础的疫苗包括全灭活病毒、单个病毒蛋白质或子域，或以颗粒形式组装的病毒蛋白质，所有这些都是在体外制造的。重组疫苗载体和核酸疫苗最适合快速生产，因为它们更容易适应平台生产技术，其中上游供应链和下游流程对于每个产品都是相同的。通过了解疫苗抗原的原子结构和疫苗中保存的目标抗原表位，可以达到精确抗原递送。
对于任何打算产生抗体介导免疫的疫苗来说，提供构象正确的蛋白质都是至关重要的。CoV刺突蛋白展示在病毒表面并帮助病毒进行入侵。它通过进行大规模重组来完成这一过程，这种重组将病毒和细胞膜拉在一起并融合它们。因此，刺突蛋白是一种动态亚稳态蛋白，主要有两种构象状态：融合前和融合后构象。展示这种抗原，使其保持原始的原生融合前刺突蛋白的表面轮廓和化学性质，将保留高质量中和抗体反应所需的抗原表位。疫苗的配方和递送也可以影响T细胞的功能和反应模式。基于基因的疫苗可诱导CD8+ T细胞，同时产生CD4+ T辅助性1型细胞免疫应答，具有良好的抗病毒特性。佐剂不仅可用于提高蛋白质疫苗引起的抗体反应的强度和持久性，还可影响T细胞来源的细胞因子模式，从而调节免疫反应。
安全性是为健康人群接种疫苗的首要目标，接种疫苗有可能使随后的SARS-CoV-2感染更加严重。这种情况以前也发生过。以前有两种不同的综合症与接种疫苗增强的疾病有关。一个是抗体依赖的增强反应（ADE），另一种是疫苗增强的呼吸道疾病(VAERD)， ADE是一个Fc(抗体的尾端)介导增强反应，通常与虫媒病毒感染相关，如登革热病毒(3)。ADE的机制设计病毒抗体复合物对表达FcR的细胞的结合能力增强，这会促进病毒进入细胞。当疫苗诱导的抗体由于浓度或亲和力不足或特异性错误而不能有效中和病毒时，更有可能发生这种情况。（生物谷 Bioon.com）
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链接：http://count.medsci.cn/link/redirect/22eec4626981e52b
图片来自Science期刊。
1.Science：重大进展！体外蛋白合成新技术可媲美细胞中的天然核糖体
doi:10.1126/science.abb2491; doi:10.1126/science.abb9711
许多蛋白作为治疗糖尿病、癌症和关节炎等疾病的药物是有用的。合成这些蛋白的人工版本是一个耗时的过程，需要通过对微生物或其他细胞进行基因改造来产生所需的蛋白。
在一项新的研究中，来自美国麻省理工学院的研究人员开发出一种新技术，可以大幅降低产生合成蛋白所需的时间。他们的台式自动流动合成机（flow synthesis machine）可以在几小时内将数百个氨基酸连接在一起。他们认为，他们的新技术可能加快按需药物的制造和新药的开发，并允许科学家通过加入细胞中不存在的氨基酸来设计人工蛋白。相关研究结果发表在2020年5月29日的Science期刊上，论文标题为“Synthesis of proteins by automated flow chemistry”。
论文通讯作者、麻省理工学院化学副教授Brad Pentelute说，“你可以设计出具有卓越生物功能的新蛋白变体，这一点可通过使用非天然氨基酸或特定的修饰来实现，当你使用自然界的分子仪器制造蛋白时，这是不可能实现的。”
在这篇论文中，这些研究人员表明，他们可以用化学方法制造出多个长达164个氨基酸的蛋白链，包括酶和生长因子。对于这几种合成蛋白，他们进行了详细的分析，显示它们的功能与天然的蛋白对应物相当。
2.Science：利用电流控制胰岛素释放，从而实时控制糖尿病小鼠的血糖水平
doi:10.1126/science.aau7187; doi:10.1126/science.abb9122
在糖尿病患者的体内植入一种含有胰岛素产生细胞（即产生胰岛素的细胞）和电子控制单元的装置。一旦患者吃了东西，血糖就会升高，他们就可以使用智能手机上的应用程序触发电信号，或者他们可以预先配置应用程序，如果提前吃了食物，那么这种应用成就会自动触发电信号。过了一会儿，这些细胞就会释放出必要数量的胰岛素来调节患者的血糖水平。
这可能听起来像是科幻小说，但很快就可能成为现实。如今，在一项新的研究中，来自瑞士苏黎世联邦理工学院、巴塞尔大学、中国华东师范大学和西湖大学等研究机构的研究人员介绍了他们开发的这种植入物的原型。他们的研究是首次研究如何利用电信号直接激活和调节基因表达的。当在小鼠身上测试他们的方法时，他们证实它非常有效。相关研究结果发表在2020年5月29日的Science期刊上，论文标题为“Electrogenetic cellular insulin release for real-time glycemic control in type 1 diabetic mice”。论文通信作者为苏黎世联邦理工学院生物系统科学与工程系生物技术和生物工程教授Martin Fussenegger博士。
这些研究人员在开发对血脂水平过高或血糖水平过低等特定的身体生理状态作出反应的基因网络和植入物方面有着丰富的经验。虽然此类基因网络会对生化刺激做出反应，但是它们也可以通过替代性的、外来的因素（比如光线）来加以控制。Fussenegger说，“我们想用电直接控制基因表达已经有很长时间了；如今我们终于成功了。”
3.Science：我国科学家揭示细胞毒性淋巴细胞在靶细胞中引发细胞焦亡机制
doi:10.1126/science.aaz7548; doi:10.1126/science.abc2502
在一项新的研究中，来自中国医学科学院、中国国家生命科学研究所、清华大学、解放军总医院、北京大学和中国科学院生物物理研究所的研究人员报道NK细胞和CTL通过细胞焦亡途径杀死GSDMB阳性细胞。这种杀死作用源自于淋巴细胞产生的GZMA对GSDMB进行结构域间切割，从而激活GSDMB的穿孔活性。干扰素γ（IFN-γ）上调GSDMB表达，并促进细胞焦亡。此外，GSDMB在某些组织---特别是消化道上皮及其衍生性肿瘤---中高度表达。将可被GZMA切割的GSDMB导入小鼠癌细胞可促进小鼠中的肿瘤清除。这些结果确定gasdermin介导的细胞焦亡是一种细胞毒性淋巴细胞杀伤机制，这可能增强抗肿瘤免疫反应。相关研究结果近期发表在Science期刊上，论文标题为“Granzyme A from cytotoxic lymphocytes cleaves GSDMB to trigger pyroptosis in target cells”。
细胞焦亡的促炎性质提示着这种类型的淋巴细胞杀伤作用是免疫原性的，可提高免疫反应。GSDMB在多种健康组织（特别是消化道系统）中的存在表明除了癌症之外，这种GZMA-GSDMB轴可能也在对微生物感染的免疫反应中发挥着重要作用。GZMA在体外表现出较低的细胞毒性，但是在体外表现出较大的促炎性。这种看似矛盾的现象似乎可以通过这项研究中的发现---GZMA介导的细胞焦亡杀伤作用需要GSDMB，但是GSDMB并不在之前用于研究GZMA的细胞中表达---来加以很好的解释。再者，IFN-γ可转录启动GSDMB表达也支持了GSDMB在细胞毒性淋巴细胞介导的杀伤作用中发挥的功能。这就对人们在理解IFN-γ在 针对肿瘤等疾病的免疫反应中所发挥的多种作用提供了新的见解。
重要的是，这项研究发现GSDMB作用于颗粒酶下游，这突显了诸如caspase之类的蛋白裂解酶以及颗粒酶本质上并不是细胞死亡执行蛋白（cell death executor protein）。相反，这些酶切割包括gasdermin在内的多种下游底物，这接着可以启动特定的细胞死亡程序。表达多种死亡执行分子的靶细胞可能对相同的蛋白裂解活性（比如颗粒酶的蛋白裂解活性）作出不同的反应。这提示着不同的靶细胞，即便当它们被相同类型的细胞毒性淋巴细胞类似地识别时，也可能经历不同类型的细胞死亡。因此，在未来对淋巴细胞介导的免疫反应的研究应当更多地关注靶细胞内的死亡执行相关事件，而不是细胞表面分子，比如PD-1。
4.全文编译！荷兰科学家发表Science论文，在非人类灵长类动物模型中比较COVID-19、MERS和SARS的发病机制
doi:10.1126/science.abb7314; doi:10.1126/science.abc6141
两份关于三名COVID-19患者肺组织学检查的报告显示双侧弥漫性肺泡损伤（DAD）、肺水肿和透明膜形成，这表明存在急性呼吸窘迫综合征（ARDS）以及肺泡腔内特征性的多核巨细胞，这类似于2002/2003年SARS-CoV疫情爆发期间的调查结果。先前曾在非人类灵长类动物模型（食蟹猴）中研究过SARS-CoV感染的发病机理，在这种动物模型中，年老动物更容易患病。
在一项新的研究中，来自荷兰多家研究机构的研究人员在食蟹猴中描述了SARS-CoV-2感染的特征，并与MERS-CoV感染和SARS-CoV的历史数据进行了比较。相关研究结果于2020年4月17日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Comparative pathogenesis of COVID-19, MERS, and SARS in a nonhuman primate model”。
他们发现食蟹猴对SARS-CoV-2感染较为敏感，存在长时间脱落病毒，并表现出类似COVID-19的疾病。在这种非人类灵长类动物模型中，SARS-CoV-2在整个呼吸道组织（包括鼻腔、支气管、细支气管和肺泡）的呼吸道上皮细胞中有效地复制。上呼吸道中的病毒复制与宿主之间的有效传播相吻合，而下呼吸道中的病毒复制与肺部疾病的产生相吻合。对这种模型中SARS-CoV、MERS-CoV和SARS-CoV-2感染的深入比较，可能会发现这些新兴病毒的发病机制中的关键途径。这项新研究提供了一种新的感染模型，该模型对于评估和批准用于人类SARS-CoV-2感染的预防和治疗策略以及评估重新利用物种特异性现有疗法（比如聚乙二醇化干扰素）的疗效至关重要。
5.Science：外来植物入侵会减少碳封存
doi:10.1126/science.aba2225; doi:10.1126/science.abc3587
外来入侵植物已成为世界范围内的一个重大问题，对生态系统的构成和功能产生了变革性影响。在新西兰的一项多因素实验中，Waller等人发现外来植物通过与无脊椎食草动物和土壤生物群的相互作用，加速了土壤中碳的流失。他们在野外建立了160个微型生态系统，操纵植物、无脊椎食草动物和土壤生物群之间的相互作用。测量了关键的生物和非生物反应，以量化每个群落组成部分的相对贡献和相互作用，从而揭示了入侵植物通过生物相互作用影响和抑制碳封存（carbon sequestration）的潜力。
6.Science：人工合成苔藓虫素3
doi:10.1126/science.abb7271
海洋天然产品中的苔藓虫素（bryostatin）家族已被探索用于各种药物应用，但是对它们的获取仍然充满挑战性。它们的一般结构包括一个大环，而这个大环包含三个较小的六元环。苔藓虫素3（bryostatin 3）的特点是增加了第四个熔合内酯环（fused lactone ring），从而使之变得更加复杂。Trost等人报告了对这一复杂分子的汇集合成，利用炔偶联反应将三个主要片段拼接在一起，并利用不对称的二羟基化和丙炔化反应来设定它的立体化学。
7.Science：我国科学家发现猫更易感染SARS-CoV-2，狗不易感染
doi:10.1126/science.abb7015; doi:10.1126/science.abc6141
我国科学家发现，猫可能感染引起COVID-19的冠状病毒，并可能传播给其他猫，但狗并不真的容易感染。哈尔滨兽医研究所的研究小组还得出结论，鸡、猪和鸭子不太可能感染病毒。
其他科学家说，这些发现很有趣，但养猫的人现在还不应该感到恐慌。位于伍斯特的俄亥俄州立大学的病毒学家Linda Saif说，研究结果是基于实验室实验得出的，在实验中，一小部分动物被故意注射了高剂量的SARS-CoV-2病毒，但这并不代表人类和宠物之间的真实传播。她说，没有直接证据表明受感染的猫会分泌足够的冠状病毒传染给人类。
随着冠状病毒在全球迅速蔓延，一些人开始担心它是否能在宠物和人之间传播。到目前为止，已经有一些宠物被感染的报道：比利时有一只猫，香港有两只狗。"猫和狗与人类有密切的接触，因此了解它们对SARS-CoV-2的敏感性对COVID-19的控制是很重要的，"最新研究的作者写道。该研究于4月8日发布在Science上。
由病毒学家Bu Zhigao领导的研究小组将SARS-CoV-2病毒样本注入了5只家猫的鼻子中。当其中两只动物在6天后被安乐死时，研究人员在它们的上呼吸道发现了病毒RNA和传染性病毒颗粒。
另外三只受感染的猫被放在笼子里，旁边是未受感染的猫。研究小组后来在其中一只受感染的猫身上检测到病毒RNA，这表明它是从受感染的猫呼出的飞沫中感染病毒的。所有四只受感染的猫都产生了抗SARS-CoV-2的抗体。作者在论文中指出，对猫体内SARS-CoV-2的监测应被视为消除人类COVID-19的努力的一部分。
8.Science重大突破！科学家在癌细胞中发现大量细菌！出现癌症特异性的菌群！
doi:10.1126/science.aay9189; doi:10.1126/science.abc1464
癌细胞是细菌的安乐窝。这个结论来自于对1000多个不同人类癌症的肿瘤样本的严格研究。这项由魏茨曼科学研究所(Weizmann Institute of Science)的研究人员领导的研究发现，从大脑到骨骼再到乳腺癌，所有癌症类型的细胞中都存在着细菌，甚至还发现了每种癌症中都存在着独特的细菌种群。研究表明，了解癌细胞和它的"微型微生物组"之间的关系可能有助于预测某些治疗的潜在有效性，或者可能为今后操纵这些细菌以增强抗癌治疗的作用指明方向。这项研究的结果发表在Science杂志上。
几年前，该研究所分子细胞生物学系的Ravid Straussman博士发现了潜伏在人类胰腺肿瘤细胞内的细菌；这些细菌被证明可以通过"消化"和灭活这些药物来保护癌细胞免受化疗药物的侵袭。当其他研究也在肿瘤细胞中发现细菌时，Straussman和他的团队怀疑这样的宿主是否可能是一种规则，而不是例外。为了找到答案，Straussman课题组的Deborah Nejman和Ilana Livyatan博士以及复杂系统物理部门的Garold Fuks博士与世界各地的肿瘤学家和研究人员一起工作。这项工作也由以色列开放大学数学和计算机科学系的Noam Shental博士领导。
最终，该小组进行了一项详细的研究，以高分辨率描述这些癌症中的细菌--包括大脑、骨骼、乳房、肺、卵巢、胰腺、结肠直肠和黑色素瘤。他们发现，从大脑到骨骼的每一种癌症都有细菌，不同的癌症类型有不同的细菌种类。然而，乳腺癌的细菌数量和多样性最高。研究小组证明，与正常乳腺肿瘤周围的组织相比，在乳腺肿瘤中可以发现更多的细菌，而且一些细菌优先在肿瘤组织中发现，而不是在肿瘤周围的正常组织中。
9.Science：专家们概述了SARS-CoV-2疫苗研发计划
doi:10.1126/science.abc5312
近日，Science杂志发表了一篇观点文章，作者提出将需要前所未有的合作和资源来研究和开发安全有效的COVID-19疫苗，以数十亿剂的规模生产和交付给全球人民。
疫苗开发通常需要数年时间。为了加快这一进程，福瑞德·哈金森癌症研究中心（Fred Hutchinson Cancer Research Center）的Larry Corey博士和美国国立卫生研究院的专家们提出了一种设想，即创建一种协调和有效的方法来生产COVID-19疫苗。
在这篇观点文章中，Corey和合着者Anthony Fauci博士、John Mascola博士以及Francis Collins博士分享了他们将产业界、政府和学术界联合起来以满足这一迫切需求的计划。Fauci博士是美国国立卫生研究院(NIH)下属的美国国家过敏症和传染病研究所的所长。
Mascola博士是NIAID疫苗研究中心的主任，Collins博士是NIH的主任。 "我们正在经历一系列前所未有的事件，这种疾病已经在全球范围内传播，在短时间内感染的人数比现代任何其他感染都要多，"Fred Hutch的前任总裁兼主任、疫苗和传染病部门的教授Corey说。"为了克服我们面前的挑战，我们每个人都需要做到最好。新型冠状病毒疫苗的研发需要创造力、合作和承诺，以尽快拯救尽可能多的生命。"
10.Science展望：如何快速开发COVID-19疫苗？应该注意什么？
doi:10.1126/science.abb8923
快速开发预防COVID-19的疫苗是一项全球当务之急，确定利害关系和潜在障碍至关重要，因为监管和医疗决策是基于利益制定的：也就是风险计算。通过建立群体免疫可以降低大流行性传播病毒的能力，而一个关键的问题在于通过开发有效的疫苗或者接下来几年反复感染达到60%~70%的人被感染是否可以防止SARS-CoV-2的传播。由于人类还是首次接触SARS-CoV-2，所以重复流行的后果将是高得令人无法接受的死亡率、严重的经济破坏和对我们生活方式的重大调整。因此，开发一种有效疫苗的好处是非常大的，如果能够及时部署以防止重复或持续的流行，好处就更大。
疫苗开发通常以数十年为单位，因此在2020年底甚至2021年之前获得可大规模分发的批准疫苗将是前所未有的。然而，新的制造平台、基于结构的抗原设计、计算生物学、蛋白质工程和基因合成为现在快速和精确地制造疫苗提供了工具。抗病毒疫苗可分为两大类。基于基因的疫苗传递编码宿主细胞产生的蛋白质抗原的基因序列。这些疫苗包括活病毒疫苗、重组疫苗载体或核酸疫苗。以蛋白质为基础的疫苗包括全灭活病毒、单个病毒蛋白质或子域，或以颗粒形式组装的病毒蛋白质，所有这些都是在体外制造的。重组疫苗载体和核酸疫苗最适合快速生产，因为它们更容易适应平台生产技术，其中上游供应链和下游流程对于每个产品都是相同的。通过了解疫苗抗原的原子结构和疫苗中保存的目标抗原表位，可以达到精确抗原递送。
对于任何打算产生抗体介导免疫的疫苗来说，提供构象正确的蛋白质都是至关重要的。CoV刺突蛋白展示在病毒表面并帮助病毒进行入侵。它通过进行大规模重组来完成这一过程，这种重组将病毒和细胞膜拉在一起并融合它们。因此，刺突蛋白是一种动态亚稳态蛋白，主要有两种构象状态：融合前和融合后构象。展示这种抗原，使其保持原始的原生融合前刺突蛋白的表面轮廓和化学性质，将保留高质量中和抗体反应所需的抗原表位。疫苗的配方和递送也可以影响T细胞的功能和反应模式。基于基因的疫苗可诱导CD8+ T细胞，同时产生CD4+ T辅助性1型细胞免疫应答，具有良好的抗病毒特性。佐剂不仅可用于提高蛋白质疫苗引起的抗体反应的强度和持久性，还可影响T细胞来源的细胞因子模式，从而调节免疫反应。
安全性是为健康人群接种疫苗的首要目标，接种疫苗有可能使随后的SARS-CoV-2感染更加严重。这种情况以前也发生过。以前有两种不同的综合症与接种疫苗增强的疾病有关。一个是抗体依赖的增强反应（ADE），另一种是疫苗增强的呼吸道疾病(VAERD)， ADE是一个Fc(抗体的尾端)介导增强反应，通常与虫媒病毒感染相关，如登革热病毒(3)。ADE的机制设计病毒抗体复合物对表达FcR的细胞的结合能力增强，这会促进病毒进入细胞。当疫苗诱导的抗体由于浓度或亲和力不足或特异性错误而不能有效中和病毒时，更有可能发生这种情况。（生物谷 Bioon.com）
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