系统介绍人类疾病治疗

基础和临床研究比以往任何时候都更加联合起来，开发用于人类疾病的疗法。结果，未来的疗法可能看起来与今天的疗法完全不同。在本期Cell 特刊中，探讨了治疗方法的最新进展以及各种疾病的新兴治疗方法的生物学基础：包括Review，Primer，Voices，Snapshot 等类型的共计21篇文章。

 

在出现药丸，假肢和生物制剂之前，先有药水，药膏和凉茶。疾病困扰着人们一生，而自始至终的维护生命和恢复健康的愿望已促使人类从书写历史开始尝试药物和疗法。但是，直到19世纪才标志着现代医学的时代，人们在了解或治疗我们的许多疾病方面进展缓慢。尽管人们的寿命比200年前更长，更健康，但要治愈或治疗所有疾病还有很长的路要走。可以使我们深入了解疾病机理的现代技术，也揭示了开发安全有效的治疗方法所面临的挑战。即便如此，我们仍然有理由抱有希望：基础和临床研究比以往任何时候都更加努力和投入资源来理解和治疗人类疾病。

 

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治疗学的发展和基础生物学研究以互惠互利的方式相互推动。基础研究通过定义什么是健康的基线来揭示人体的工作原理，然后还可以剖析机体失常时发生的事情，从而导致更合理的治疗方法。同时，基础生物学也从临床中受益：临床数据和分析的结果可能会在概念上揭示新的生物学见解和知识鸿沟，这两者均可激发科学研究的新途径。

在本期特刊中，Cell 推出能反映当今治疗领域进展和挑战的文章。在某些情况下，在理解和治疗疾病方面取得了令人难以置信的成功，现在的重点是扩大可治疗患者的范围。在其他情况下，我们充分了解疾病的生物学基础，但缺乏纠正疾病的工具。在某些情况下，仍然缺乏在开发安全，有效的治疗方法上需要的基本生物学理解。

全球需要大协作

为了开发疗法并将其带给最需要的人，必须确定，参与并鼓励各种利益相关者进行协作。对于全球卫生问题（例如当前对COVID-19的威胁）以及对脆弱人群（如发展中国家）造成严重影响的疾病，这一点尤其重要。在这些情况下，研究人员，临床医生以及行业和公共卫生官员可能会被地理，语言和其他障碍所隔开。作为令人叹为观止的合作实例，最近批准的埃博拉疫苗最初是由加拿大公共卫生局开发的，然后是默克公司进一步开发的，并经过授权使用，在正式批准之前为200,000多人接种了疫苗。

灵感来源于现实需要

扩大合作者的圈子是激发新想法，但是还需要其他方法，尤其是在治疗进展减慢或逆转的情况下。

就以抗生素领域举个例子。在过去的二十年中，不仅发现了新的抗生素，而且微生物已经开始对曾经有效的抗生素产生抗药性。为了克服这场危机，需要创新的方法来寻找其他来源的新分子。抗生素会是什么样？它可能来自哪里或在哪里找到？

在某些情况下，寻找新疗法的最佳方法可能是追溯过去。例如，数十年的证据表明，某些迷幻药可以对精神疾病（例如抑郁症）产生有益作用。然而，由于它们受到严格的管制，因此它们仍未被广泛地用作治疗药物。人们对它们的功效重新产生了兴趣，因此批准了氯胺酮的一种变体作为1950年代以来第一种概念上新的抗抑郁药。而且，它改变了我们对抑郁症的神经生物学基础的理解，并开辟了新的治疗途径。

最后，要开发未来的疗法，我们需要超越传统药物的思考。一种有效的治疗方法可能是一剂微生物药或一台植入脊柱的小型机器。它可能是一个细胞，从您的体内抽出，经过修饰，然后放回去。保持开放态度对于治疗可能是很重要的，因为医学的未来可能看起来与现在的情况完全不同。

提出大问题，找到大答案

研究界正在收集比以往更多的数据和更多不同类型的数据。

人们意识到，即使不是大多数，许多疾病都是非常复杂的，但同时也需要了解许多数据和许多类型的数据才能理解和治疗这种复杂性。开始收集和分析各个患者的多维数据集，包括其疾病的遗传，蛋白质组和代谢特征。这样的数据收集不仅限于诊所；将来，可穿戴式，植入式和智能家居设备可用于监测疾病进展和治疗反应。但是，从如此大而复杂的数据中提取知识是具有挑战性的。

其他类型的大数据正在对疗法的发展产生重大影响。例如，冷冻电子显微镜技术的进步增加了这种方法的数据量和分析能力。结果，结构信息现在变得既丰富又容易获得，以致于它开始为针对HIV，心血管疾病，神经退行性疾病，神经精神疾病和其他疾病中临床相关蛋白的药物设计提供信息。

个性化治疗

尽管治疗方法背后的原理听起来很合理，但许多变量会影响特定患者是否会对治疗产生反应。了解其疾病的分子基础很重要，但是治疗和功效可能需要纳入其生活方式，环境和整体遗传环境的更广泛背景。例如，新出现的数据表明肠道微生物组的组成可能会影响药物的代谢，从而可能解释疗效之间的个体差异。在自身免疫性疾病的背景下，这些疾病的多种病因和表现阻碍了开发真正针对性疗法的努力。为了超越治疗症状并真正治疗这些疾病的根本原因，需要了解谁将对每种疗法做出反应。

治病仍需找到源头

即使了解了疾病的机理基础，解决问题的根源仍然常常具有挑战性。

即使当疾病是由单个突变引起的，仍然很难在体内纠正这些错误。主要挑战在于创建安全操作基因组而不发生脱靶突变和靶向递送至受影响组织的工具。尽管前者取得了进展，但后者在基因组编辑和更广泛的治疗方面仍然是一个挑战。在某些情况下，可以通过将治疗剂靶向特定位置来实现该目标，例如将其直接植入该位置，例如使用神经调节装置。然而，这些装置在大规模治疗上具有其自身的挑战。

不断变化的治疗领域

医学和治疗学已经变得极为复杂。当今的疗法主要由小分子，核酸，抗体和越来越多的细胞疗法主导。明天的疗法可能会增加一套更加多样化的方式，包括基因编辑机器，纳米装置，微生物，线粒体以及实验室生长的器官或组织。对疾病机理基础的深入生物学理解，无论是从患者组织上的大量多组学数据集，复杂的机器学习算法，复杂的动物或细胞培养模型，还是所有这些的组合中获得的深厚生物学理解，推动了医学突破的发展。

但是，要将这种理解用于新的疗法中，则需要临床医生，基础研究人员，商业实体，监管机构，尤其是患者及其亲人之间的沟通。这种交流将模糊研究，制药实验室，诊所，医院和患者家之间的现有界限。