6月10日，《自然》子刊《自然-生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering）发表麻省理工学院和哈佛大学博德研究所（Broad Institute）刘如谦团队，和明尼苏达大学医学院马克·奥斯本（Mark J. Osborn）团队合作的最新研究，Efficient site-specific integration of large genes in mammalian cells via continuously evolved recombinases and prime editing，描述了一个名为PASSIGE（prime-editing-assisted site-specific integrase gene editing）的基因编辑系统，可以将整个基因精准插入到细胞DNA的指定位置，未来有望实现只需开发一种基因编辑疗法，即可治疗不同基因突变引发的疾病，无需针对每种突变进行修改。
研究团队利用噬菌体辅助连续进化（PACE）技术，将丝氨酸整合酶Bxb1迭代进化数百代，结合先导编辑，在哺乳动物细胞中实现了大片段基因的高效位点特异性整合，能够精确整合超过10千碱基（kilobases）的DNA片段。
▲PASSIGE概述。图片来源：Nature Biomedical Engineering
PASSIGE是先导编辑（Prime Editing，一种基因编辑技术）的“升级版”。先导编辑已经实现了在细胞DNA中植入几十个碱基对长度的DNA片段，纠正大多数已知的致病突变。在突变基因的位点引入整个健康基因（通常为几千个碱基对），无论其致病基因突变是什么，均可产生疗效，则是基因编辑的长期目标。
2021年12月，刘如谦团队在 Nature Biotechnology 发表论文，介绍了双先导编辑（TwinPE）技术，使用一种质粒编辑蛋白和两种质粒编辑引导RNA（pegRNA），在内源性人类基因组位点上对DNA序列进行可编程的替换或切除。
PASSIGE基因编辑系统，则是将先导编辑与位点特异性丝氨酸整合酶结合，在不产生DNA双链断裂的情况下，能够将长达数千碱基的DNA整合到哺乳动物基因组中的特定位置，单次转染的整合效率为6.8%。
同时，研究团队提升了PASSIGE的编辑效率，在最新的研究成果中，研究人员开发了两种Bxb1重组酶的变体evoBxb1和eeBxb1。在预先安装了重组酶着陆点的人类细胞系中，evoBxb1和eeBxb1介导的供体整合率高达60%（是野生型Bxb1的3.2倍）。在安全港和治疗相关位点的单次转染实验中，PASSIGE 与 eeBxb1 的靶基因整合效率平均为 23%（是野生型 Bxb1 的 4.2 倍）。
目前，刘如谦联合创建的生物技术公司Prime Medicine，正在推进PASSIGE技术的开发。
公司动态
01 英伟达发布开源模型
6月15日，NVIDIA 发布 Nemotron-4 340B系列开放模型，开发人员可以用它来生成合成数据，以便在医疗、金融、制造、零售等各个行业的商业应用中训练大型语言模型。Nemotron-4 340B 系列包括基础模型、指令模型和奖励模型，它们构成一个管道，用于生成和优化训练合成数据。这些模型经过优化，还可以与NVIDIA NeMo（一个端到端模型训练的开源框架）、NVIDIA TensorRT-LLM（大模型推理部署框架）配合使用和集成，将端到端模型训练和推理提到新高度。
• 点评：Nemotron-4 340B是英伟达在AI领域的又一里程碑，真实世界的数据集从此不再是必须。它为开发者提供了一个免费且可扩展的解决方案，来生成多样化的合成数据，并通过数据生成和评估模型构成的管道，来确保数据的质量和准确性。它展示了英伟达强大的开发和应用实力，帮助英伟达在当前AI技术的激烈竞争中占据重要地位。（张进）
02苹果发布 Apple Intelligence
6月10日，苹果公司发布面向iPhone、iPad 和 Mac 的个人智能化系统 Apple Intelligence（苹果智能），将生成模型的功能与用户情况结合在一起，提供有用且相关的智能服务。苹果智能深度集成于iOS 18、iPadOS 18 和 macOS Sequoia 中，利用苹果芯片对语言和图像的理解与创作能力，可执行多种跨App操作；通过私有云计算，苹果为AI隐私设置新标准，能够在设备处理与在专用苹果芯片服务器上运行的更大模型之间灵活扩展和调整计算能力。Apple Intelligence将面向用户免费提供，2024年秋季推出测试版，仅支持英语（美国）。
另外，苹果正在将ChatGPT集成到iOS 18、iPadOS 18和macOS Sequoia的体验中，Siri可根据需要直接调用ChatGPT的功能。
• 点评：千呼万唤始出来，苹果公司终于以Apple Intelligence赶上了AI末班车，其在硬软件整合方面的实力让人期待，将AI集合在软硬件生态中，让普通人也能够触手可得，希望它也能加速AI的渗透和普及。（赖伊琦）
03 礼来AD药物Donanemab获PCNS全票支持
6月10日，美国FDA外周和中枢神经系统药物咨询委员会（PCNS）以“11：0”全票通过的结果，支持礼来治疗早期阿尔兹海默病（AD）药物Donanemab的有效性，且一致认为其益处大于风险。
Donanemab是一款新一代Aβ单抗，可与β淀粉样蛋白亚型N3pG结合，从而促进患者大脑中淀粉样蛋白斑块的清除。礼来于2023年7月向美国FDA提交了Donanemab的新药上市申请。该申请主要基于Ⅲ期临床试验TRAILBLAZER-ALZ 2研究，所有早期AD患者经Donanemab治疗19个月后，终点指标AD综合评分量表（iADRS，评估患者的认知能力和生活自理能力）的评分下降速度减少22% ，临床痴呆评定量表（CDR-SB，评估患者的认知能力）评分的下降速度减少29%。
• 点评：由于致病机制不明、临床开发难等多重因素，AD药物研发有着“研发黑洞”之称，但面对巨大的临床需求和市场潜力，各大药企并没有放弃。上述结果使得礼来Donanemab获批上市的可能性大大增加，有望成为继卫材/渤健的Leqembi（Lecanemab，仑卡奈单抗）之后第二个获批上市的AD治疗药物。（罗仙仙）
基础研究突破
04 青蒿素类衍生物可治疗多囊卵巢综合征
6月14日，复旦大学附属中山医院汤其群团队在《科学》（Science）发表论文Artemisinins ameliorate polycystic ovarian syndrome by mediating LONP1-CYP11A1 interaction，研究团队发现，青蒿素能够靶向线粒体蛋白酶LONP1，促进LONP1与其底物CYP11A1的结合，加速CYP11A1的降解，抑制卵巢雄激素的合成，青蒿素类衍生物能够显著改善多囊卵巢综合征（PCOS）的疾病表型。此外，研究团队已进行了一项初步临床实验，证实青蒿素类衍生物能够降低患者的雄激素水平，改善月经周期以及多囊卵巢形态。
• 点评：自1972年中国科学家屠呦呦在中药青蒿中发现青蒿素以来，以青蒿素类药物为主的联合疗法挽救了无数生命。而今，医学研究人员也在探索使用青蒿素治疗其他疾病的可能性，包括蠕虫病、癌症和多种自身免疫性疾病，青蒿素及其衍生物还有巨大潜力可挖。（李一跞）
05 用于柔性热电的高性能镁基塑料半导体
6月14日，浙江大学付晨光、朱铁军团队在《自然》（Nature）发表论文High performance magnesium-based plastic semiconductors for flexible thermoelectrics，报告了一种具有高热电性能和高塑性的新型镁基热电材料Mg3Sb2-xBix，多晶 Mg3Sb2-xBix 可以很容易地加工成微米级尺寸，研究团队用它来制造出面内和面外柔性 Mg3Sb2-xBix 热电模块，显示出良好的功率密度，为下一代柔性电子器件的能源供应提供了新的解决方案。
• 点评：该研究为开发新型高性能柔性热电材料提供了新思路，也展现出巨大的商业前景。未来，可穿戴设备或可通过人类自身的体温、运动产生的热能，提供持续电量。（李一跞）
06 一种可降温的分层纺织品
6月13日，芝加哥大学的徐伯均、吴荣辉和隋忱汐等在Science发表论文Spectrally engineered textile for radiative cooling against urban heat islands，研究团队设计了一种中红外（MIR）光谱选择性的分层纺织品（SSHF），可以在城市环境中提供显著的冷却效果。该纺织品在大气窗口（ATW）区域的高发射率使其能够将热量辐射到外太空，而在非ATW区域的高反射率（低吸收率）则尽量减少从周围的地面或建筑物吸收的热量。
该纺织品由聚甲基戊烯（PMP）纳米-微米混合纤维层、银纳米线（AgNWs）和羊毛织物组成，具有不错的透气性、可洗性、耐久性、强机械性和抗紫外老化性能。
• 点评：2024年，全球各地的人们正遭遇各种极端天气。这一新型服装材料的降温功能，如果做成服装，应该能给人们带来更好的舒适性，以应对“城市热岛效应”。（李一跞）
量子技术进展
07 中国首台中性原子量子计算机发布
6月13日，中科酷原科技（武汉）有限公司（简称：中科酷原）发布中国首台中性原子量子计算机“汉原1号”，以激光冷却和囚禁的单原子作为量子比特，可用量子比特数目达到100个以上；利用微波实现的单比特量子门，保真度大于0.999，且具备多量子比特的纠缠能力和任意量子比特间的连接，能适用于全局操控的量子模拟和线路式的量子计算。在硬件设计上，汉原1号采用机柜式设计，由物理机柜和两个电路机柜组成，能在普通室内环境下运行，无需低温系统。中科酷原成立于2020年6月，核心团队源自中国科学院精密测量科学与技术创新研究院。
• 点评：量子计算的技术线路包括离子阱、超导、光子、量子点、中性原子等。中性原子体系具有相互作用可控、相干时间较长的特点，且具备扩展优势，美国量子初创公司Atom Computing同样选择中性原子来构建量子比特，他们此前预计于2024年推出1000量子比特的中性原子机器。汉原1号的可用量子比特数100个，目前听起来可能不多，但作为一家成立仅4年的公司，已经在该技术线路上迈出了重要的第一步，期待更大的突破。（罗仙仙）
08 浙大团队实现高效量子态传输
6月10日，浙江大学物理学院和杭州国际科创中心量子计算创新工坊联合北京计算科学中心、美国加州大学戴维斯分校团队在《Nature Communications》发表论文Enhanced quantum state transfer by circumventing quantum chaotic behavior。研究团队在二维网格架构的量子处理器“天目一号”上展示了高效的量子态（量子信息）传输，这为在量子处理器上实现短距离通信提供了新的思路。
在实验中，研究团队选择超导量子芯片左下角的一两个比特编码初始量子态，紧接着同时调节其余比特的频率使之与初始比特共振，且用预设好的参数设置比特与比特之间的耦合强度。量子态随即向周围扩散，等待一段时间后，这些看似“随机扩散”的量子态聚集到芯片右上角对应的量子比特，重现初始量子态。
• 点评：在固态量子系统的不同部分之间传递量子态，是构建通用量子计算设备的关键技术之一。该研究成果通过精确调节量子比特间的耦合强度，实现了高保真度的量子态传输，不仅展示了量子计算的潜力，还为信息安全、大数据等领域的应用提供了新思路。（张进）
南方周末科创力研究中心
责编 黄金萍