环球科学：连续数天睡觉少于6小时，人体对病毒的免疫应...

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　　· 公共卫生 ·

　　睡眠不够，会导致疫苗效果减弱

　　接种疫苗是控制由病毒引起的疫情的一个主要策略。在最新发表于《当代生物学》（Current Biology）上的一项研究发现，如果在接种疫苗前后几天内的睡眠不足，则抗体应答会减弱。

　　研究者通过对七个研究进行荟萃分析，探究了睡眠时间对流感和肝炎等病毒性疾病疫苗接种的影响。结果发现，经过仪器客观评估，睡眠不足（每晚小于6小时）的被试抗体应答显著降低。这一结果说明，睡眠不足会显著降低针对病毒的疫苗的免疫应答，由此表明在接种前后几天内保持充足睡眠或可增强和延长体液免疫应答反应。但这一结果目前只在男性被试中结果显著，在女性被试里统计学上并不显著。对此研究者认为可能是因为目前还没有研究考虑女性的性激素水平在月经周期、避孕药的使用和绝经期状态影响下的变化，因此对于女性还需要更多的研究数据。除此之外，还需要更多研究来确定保护免疫反应的最佳睡眠量，以及在接种前后的什么时间窗口优化睡眠最有效。

　　· 医学 ·

　　针对镰状细胞性贫血的基因编辑疗法获得成功，有望今年获批

　　据《科学》新闻（Science news）消息，在第三届人类基因组编辑国际峰会上，针对于镰状细胞性贫血（sickle cell disease）的体细胞编辑疗法获得了大量关注。Victoria Gray于2019年开始接受一款试验性的基因编辑疗法的治疗，来治疗镰状细胞性贫血，也是最早接受这种治疗方法的患者。治疗流程包括：从其体内提取造血干细胞，通过基因编辑对这些细胞进行改造，使得它们能在后续产生正常红细胞。之后这些细胞被重新放回了Gray的体内。这款疗法取得了较好的效果，Gray如今很少会产生异常的红细胞。目前这种疗法已经在超过75人中进行试验，今年或有望获得美国食品与药品管理局的批准。

　　目前，体细胞的基因编辑疗法正在激增，针对血液疾病、癌症、糖尿病、失明等疾病的临床试验正在进行中。不过，为相关患者提供治疗将成为一项新的挑战。例如有一半的镰状细胞性贫血患者无法负担治疗费用。此外，目前针对镰状细胞性贫血的疗法还存在一定的化学风险。一些机构正在尝试体内基因编辑疗法，通过无害的病毒或脂质纳米颗粒将基因编辑系统运送到对应的细胞，以期降低治疗成本。

　　标准基因编辑系统的工作原理是破坏DNA双链后，利用细胞的DNA修复机制插入替换的基因序列。一些专家发现，在受精卵中编辑人类的胚胎基因中，有40%的细胞没有修复双链断裂。此外，一些专家表示需要重新审视基因组编辑在胚胎中的应用。峰会的组织者表示，此时可遗传的人类基因组编辑是仍然不可接受的，需要进一步考虑“是否应该使用这项技术”。

　　· 物理学 ·

　　突破性实验演示电磁波的时间反演

　　实现时间反演实验的示意图。图片来源：Andrea Alu

　　对声波、电磁波而言，一般的反射只会改变其传播方向。而科学家预言，如果反射面的性质可以在空间中发生均匀变化，那么就会发生时间反演。这类似于一个人对着回音壁说话，反射的声音是原先声音的倒放。但迄今为止，科学家还从未在电磁波中观察到这种现象，因为这对材料的光学性能变化速度、幅度要求较高。3月13日，一项发表在《自然·物理学》（Nature Physics）上的研究开发了一种特殊的超材料，并从中观察到了电磁波信号的时间反演。

　　研究人员设计了一种微波传输线超材料（TLM），它被印在一块板上，上面装有密集的电子开关阵列，而这些电子开关连接到储能电容器上。他们会将宽带信号注入这种超材料。然后同时触发所有开关，从而使线路上的阻抗都突然地翻一番。这种电磁性质的快速变化会产生一个时间上的“镜面”，而且测得的信号会携带输入信号经时间反演后的一个副本。也就是说，这会使宽带电磁波信号表现出时间反演对称性。但因为信号总持续时间有所改变，它的频率也会发生转换。这种操作可以使材料以时间为新的自由度来控制波，为操纵波与物质的相互作用提供了新方法，也有可能为光子技术开辟新方向。

　　· 动物学 ·

　　小须鲸或为冲刺式捕食的最小动物

　　小须鲸会使用冲刺式策略来捕获大量小型猎物，如磷虾。图片来源：Duke Marine Robotics and Remote Sensing

　　须鲸类往往会使用冲刺式捕食的摄食策略，这需要它们疾速吞食大量含猎物的水，然后通过它们的鲸须“筛”过滤。最近，一项发表于《自然·生态与演化》（Nature Ecology & Evolution）的研究显示，南极小须鲸或是将冲刺式捕食作为一种节能摄食策略的体积最小的动物。

　　研究人员利用非侵入式吸力标记观测了西南极半岛23头南极小须鲸的日夜捕食情况，发现小须鲸分配在日夜的捕食时间差不多，但它们的日间冲刺式捕食率只有夜间的25%~40%。研究人员指出，它们日间捕食的潜水深度远大于夜间捕食，而且体积更大的小须鲸能在深处停留更长时间。但由于冲刺性捕食对能量的消耗极大，当动物体积小于某个最小值时，冲刺性捕食便不再是一种高效策略。例如，体长不足5米的小须鲸就无法利用这种捕食策略获得足够食物。这项研究对于理解所有滤食性鲸的演化具有重要意义，表明高效的滤食性捕食和巨大的体型可能在过去500万年里实现了协同演化。

　　· 基因组学 ·

　　迄今最大规模的子宫内膜异位症基因研究，相关基因位点共42个

　　子宫内膜异位症是一种严重的炎症，由类似子宫内膜的组织在子宫外生长引起，会影响1/9的育龄女性。近期，在一项发表于《自然·基因学》的研究中，昆士兰大学和牛津大学等机构的科学家进行了迄今最大的、关于子宫内膜异位（endometriosis）的基因组学研究。

　　研究人员比较了6万多名患有子宫内膜异位症的女性和70万名没有这种疾病的女性的DNA，发现了42个和子宫内膜异位相关的基因位点。此外，他们还发现子宫内膜异位症与11种疼痛疾病（包括偏头痛、背痛和多部位疼痛）以及炎症疾病（包括哮喘和骨关节炎）之间存在显著的遗传相关性。这项研究或能推动对子宫内膜异位症的提前诊断和治疗。

　　撰文：王怡博、马东源、clefable