整理 | 周舒義、平生

看到病人在附近，大腦就會激活免疫系統(tǒng)

僅僅看到附近有人咳嗽，就足以讓大腦調(diào)動我們的免疫系統(tǒng)。7月28日發(fā)表于《自然-神經(jīng)科學》（Nature Neuroscience）的一項研究顯示，大腦能感知到周圍環(huán)境中的潛在感染源，并提前向免疫系統(tǒng)發(fā)出信號，使其做好應對準備。這一過程甚至無需物理接觸，在虛擬環(huán)境中就能觸發(fā)。

研究人員為健康受試者佩戴VR頭顯，并進行實驗，觀察他們對所展示的面孔有何反應。| Lombardini22 Neuroscience Lab

研究人員設(shè)計實驗，讓248名健康的年輕人在VR環(huán)境下面對虛擬人臉，其中一些人臉有明顯的感染跡象，如皮疹或咳嗽；另一些則作為對照，看起來健康（面帶中性或恐懼表情）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當這些看似患病的虛擬人臉進入?yún)⑴c者近體空間（即身體周圍的近距離區(qū)域）時，參與者對觸摸的反應更強烈，這表明大腦近體空間系統(tǒng)處于高度戒備狀態(tài)。

通過腦電圖（EEG）和功能性磁共振成像（fMRI）檢測腦活動，作者還發(fā)現(xiàn)，在具有感染特征的虛擬形象接近時，參與整合感官信息和空間覺知的腦區(qū)活動發(fā)生改變，這種變化在面對中性或恐懼的面孔時并未出現(xiàn)。研究還分析了參與者的血液樣本。結(jié)果顯示，接觸感染特征虛擬形象后，與先天淋巴細胞（ILC）活性相關(guān)的指標顯著升高。相比對照組，這種反應與流感疫苗等真實感染引發(fā)的免疫反應更為相似。

“這項研究的虛擬現(xiàn)實方面真的很有趣，”哈佛醫(yī)學院免疫學家Isaac Chiu（未參與該研究）說。Chiu表示，上述結(jié)果是“身體兩個最復雜的系統(tǒng)”之間團隊合作的一個例子�！八鼈兿嗷f(xié)調(diào)反應，因為這兩個系統(tǒng)都與環(huán)境相互作用，并建立起對病原體等潛在危險的防護�！�

作者表示，新研究可能有助于改進疫苗：VR或許能夠增強疫苗激活的免疫反應，從而提高疫苗效力。

相關(guān)論文：
https://www.nature.com/articles/s41593-025-02008-y

西紅柿是土豆祖先

當你在薯條上蘸滿番茄醬，你可能不會想到它們是“親戚”。7月31日發(fā)表于Cell的一項研究發(fā)現(xiàn)，約900萬年前，野生番茄植株與南美洲類似馬鈴薯的近緣物種在自然條件下發(fā)生雜交，最終孕育出現(xiàn)代馬鈴薯。研究還指出，這場古老的進化事件觸發(fā)了塊莖的形成——這種埋于地下的膨大結(jié)構(gòu)能儲存養(yǎng)分，常見于馬鈴薯、山藥、芋頭等植物。

論文通訊作者、中國農(nóng)業(yè)科學院黃三文表示：“我們的研究揭示了物種間的雜交事件如何觸發(fā)新性狀的進化，從而催生更多新物種。我們終于解開了馬鈴薯起源之謎�！�

作為全球最重要的農(nóng)作物之一，馬鈴薯的起源長期困擾著科學家。從形態(tài)學看，現(xiàn)代馬鈴薯植株與智利3種無塊莖的類馬鈴薯物種——Etuberosum屬植物幾乎完全相同。然而系統(tǒng)發(fā)育分析表明，馬鈴薯與番茄的親緣關(guān)系更近。

為解決這一矛盾，研究團隊分析了450個栽培馬鈴薯基因組及56種野生馬鈴薯物種的基因數(shù)據(jù)。他們發(fā)現(xiàn)，每一種馬鈴薯均含有來自Etuberosum和番茄的穩(wěn)定、平衡的遺傳物質(zhì)，這表明馬鈴薯源于兩者之間的古老雜交。

盡管Etuberosum與番茄如今已是截然不同的物種，但它們在約1400萬年前仍擁有共同祖先。即便在分化約500萬年后，兩者仍能成功雜交，并在約900萬年前孕育出最早具備結(jié)薯能力的原始馬鈴薯植株。

Etuberosum（左）與馬鈴薯組（右）植株的表型 | 云南師范大學馬鈴薯科學研究院

研究團隊還追溯了馬鈴薯關(guān)鍵塊莖形成基因的起源，這些基因由雙親的遺傳物質(zhì)組合而成。他們發(fā)現(xiàn)，SP6A基因（如同一個主開關(guān)，指示植物何時開始形成塊莖）來自番茄親本一方；而另一個重要基因 IT1（負責調(diào)控地下莖生長，最終形成塊莖）則來自Etuberosum親本一方。若缺少其中任何一個基因，雜交后代都無法形成塊莖。

這一進化創(chuàng)新與安第斯山脈的劇烈隆起幾乎同步發(fā)生，當時正不斷出現(xiàn)新的生態(tài)環(huán)境。憑借地下塊莖儲存養(yǎng)分，早期馬鈴薯得以迅速適應環(huán)境變化，在高山惡劣氣候中生存下來。塊莖還讓馬鈴薯植株無需種子或授粉就能繁殖——只要塊莖上發(fā)芽，就能長成新的植株。這一特性使它們得以迅速擴張，在中、南美洲從溫和的草原到高寒的草甸等各種生態(tài)位中扎根。

“演化出塊莖，讓馬鈴薯在嚴酷環(huán)境中獲得了巨大優(yōu)勢，促成了新物種的爆發(fā)式出現(xiàn)，也造就了今天我們看到的豐富多樣的馬鈴薯。”黃三文說。

相關(guān)論文：
http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2025.06.034

呼吸道感染可能“喚醒”休眠癌細胞，引發(fā)癌癥轉(zhuǎn)移

《自然》（Nature）7月30日發(fā)表的一項研究指出，呼吸道病毒感染引起的急性炎癥，能夠激活乳腺癌患者肺部長期休眠的癌細胞，使其快速增殖并形成新的腫瘤。這一研究基于乳腺癌小鼠模型，并得到人類觀察性數(shù)據(jù)的支持：來自數(shù)千人的數(shù)據(jù)顯示，感染新冠病毒與癌癥相關(guān)死亡風險接近翻倍有關(guān)，這或可解釋為什么在COVID-19流行初期癌癥死亡率明顯上升。

當暴露于流感病毒時，休眠（綠色）的癌細胞被喚醒（洋紅色）。| Bryan Johnson

乳腺癌是女性中最常見的癌癥。初次治療緩解后，部分癌細胞可能會脫離原發(fā)腫瘤，潛伏在骨髓等組織中休眠數(shù)年。在大約1/4的乳腺癌幸存者中，這些細胞可能被“喚醒”，引發(fā)癌癥復發(fā)和轉(zhuǎn)移。長期以來，科學家們一直在努力探究是什么觸發(fā)了休眠癌細胞的喚醒。

COVID-19流行頭兩年的癌癥死亡率上升，讓James DeGregori和同事決定在小鼠模型中研究流感病毒和SARS-CoV-2感染對乳腺癌結(jié)局的影響。他們發(fā)現(xiàn)，病毒感染數(shù)日后，小鼠肺部的休眠癌細胞被激活并大量增殖，形成了轉(zhuǎn)移病灶。此外，喚醒癌細胞的并非病原體本身，而是一種稱為白介素-6（IL-6）的關(guān)鍵細胞因子。

對于SARS-CoV-2檢測陽性的癌癥患者，作者還研究了其癌癥相關(guān)死亡風險是否會上升。他們分析了英國生物樣本庫（UK Biobank，4837人，所有癌癥類型）和Flatiron Health（36845名乳腺癌患者）的數(shù)據(jù)庫。生物樣本庫組的結(jié)果顯示，SARS-CoV-2陽性患者的癌癥相關(guān)死亡是陰性患者的2倍。Flatiron組中SARS-CoV-2感染與肺部轉(zhuǎn)移性疾病風險增加40%以上有關(guān)。

研究人員表示，確認這一聯(lián)系可能為癌癥康復者帶來新的治療方法和建議。例如，醫(yī)生已經(jīng)使用針對IL-6的治療來減輕重癥COVID-19患者的炎癥反應。未來的研究將探索此類藥物在預防癌癥復發(fā)方面的效果。

相關(guān)論文：
https://www.nature.com/articles/s41586-025-09332-0

量子力學究竟怎樣描述現(xiàn)實？研究人員分歧巨大

量子力學奠定了當代科學的基礎(chǔ)，而且在推動技術(shù)進步方面取得了驚人的成功。但一項迄今最大規(guī)模的調(diào)查顯示，對于量子力學詮釋（interpretation of quantum mechanics）——理解波函數(shù)如何刻畫客觀實在，研究人員仍然分歧巨大。

《自然》向近期發(fā)表量子相關(guān)論文的科研人員發(fā)送逾15000封電子郵件，并邀請出席德國黑爾戈蘭島紀念會議的學者參與，最終收到超過1100份有效回復，受訪者以物理學家為主。

對“波函數(shù)是否真實存在”這一核心問題，47%的受訪者僅視之為有用的數(shù)學工具，36%認為其對應某種物理實在，8%認為它只反映我們對實驗結(jié)果的主觀信念。這表明學界在“實在論”和“認識論”之間存在顯著分歧，前者將方程投射到真實世界，后者認為量子理論只與信息有關(guān)。

主流的哥本哈根詮釋受到36%的受訪者認可，仍居首位；17%支持以信息為核心的認識論路徑；15%傾向多世界理論；7%選擇德布羅意-玻姆“引導波”理論；4%支持自發(fā)坍縮模型；其余觀點所占比例更低。

近一半實驗物理學家（48%）選擇哥本哈根詮釋，而理論物理學家中這一比例降低至33%。支持哥本哈根詮釋的理由多為“最簡便”“行之有效”。然而批評者指出，它回避了觀測觸發(fā)坍縮的具體機制，也未澄清波函數(shù)到底是真實客體（29%的哥本哈根詮釋支持者選擇了這個答案），還是僅僅代表著測量時得出的概率信息（63%的支持者選擇了這個答案）。從事哲學或量子基礎(chǔ)研究的人只有20%選哥本哈根詮釋，他們認為一旦深入思想實驗，這一解釋就顯得力不從心。

對于量子世界和經(jīng)典世界之間是否存在分界，學界也存在分歧，回答“有”和“沒有”的比例各占45%，另有10%表示不確定。

分歧延伸到了對量子糾纏的理解。對于相隔遙遠的兩個糾纏粒子之間是否存在真實的“超距作用”。39%的受訪者給出了肯定回答，其余人則表示懷疑或不確定。

盡管分歧巨大，但絕大多數(shù)科學家（86%）認為，嘗試以物理或直觀的方式解釋量子力學的數(shù)學是有價值的。75%的受訪者相信，量子力學并非終極理論，未來將被更完善的理論所取代。58%的受訪者寄望于未來的實驗，例如對量子隧穿的精確測量或利用大規(guī)模量子計算，或許能為這場百年論戰(zhàn)提供新的線索，甚至淘汰某些詮釋。

瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院的Renato Renner說，選擇哪個詮釋不僅關(guān)乎物理訓練，更觸及個人的直覺與情感——而這也許正是量子世界最迷人之處。

相關(guān)來源：
https://www.nature.com/articles/d41586-025-02342-y

新型可穿戴設(shè)備能實時監(jiān)測體內(nèi)血糖和藥物濃度

以色列理工學院近日發(fā)布公報說，該校研究人員與同行聯(lián)合開發(fā)出一種新型可穿戴設(shè)備，能實時監(jiān)測糖尿病患者體內(nèi)血糖水平和藥物濃度，研究成果發(fā)表于《自然-通訊》（Nature Communications）。

據(jù)介紹，當前糖尿病治療面臨的難題之一是如何有效監(jiān)測患者的血糖水平及體內(nèi)藥物濃度。傳統(tǒng)方法通常具有侵入性，操作復雜且無法連續(xù)追蹤生理變化。大多數(shù)治療方案采用“一刀切”的給藥模式，未能顧及個體在代謝、藥物吸收與反應等方面的差異。

研究團隊開發(fā)出一款由微針陣列、納米酶傳感器、智能手機連接模塊與專屬應用程序組成的可穿戴系統(tǒng)。微針輕微刺入皮膚表層，能夠通過皮膚間質(zhì)液持續(xù)監(jiān)測血糖水平以及常用糖尿病藥物二甲雙胍的體內(nèi)濃度，相關(guān)數(shù)據(jù)可經(jīng)藍牙傳輸至手機應用程序，實現(xiàn)疾病與用藥狀態(tài)的同步感知和管理。一旦發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵變化，系統(tǒng)可自動提醒患者或醫(yī)護人員。

在糖尿病小鼠實驗中，這套系統(tǒng)監(jiān)測結(jié)果與傳統(tǒng)方法高度一致，且能測出傳統(tǒng)設(shè)備未能發(fā)現(xiàn)的波動。研究團隊進一步利用該系統(tǒng)建立了個體化藥代動力學模型，揭示同一劑量的二甲雙胍在不同個體中受年齡、體重、代謝影響的作用差異，有助于優(yōu)化劑量，提升療效。

研究人員表示，這一系統(tǒng)不僅適用于糖尿病，還可推廣至其他對藥物劑量要求嚴格的慢性疾病治療管理，只需調(diào)整傳感化學機制即可適配不同病癥。（新華社）

相關(guān)論文：
https://doi.org/10.1038/s41467-025-61549-9

“空調(diào)熱浪”可能加劇城市暴雨

近日發(fā)表于《大氣研究》（Atmospheric Research）的一項研究發(fā)現(xiàn)，空調(diào)在制冷過程中產(chǎn)生的大量廢熱排放到室外后，會改變城市天氣模式，可能顯著增強城市夏季暴雨強度。

研究團隊以深圳-香港這一全球人口最密集、能源消耗最密集的沿海區(qū)域為例，利用高精度氣象模型，深入探索了空調(diào)廢熱對夏季短時強降雨的影響。結(jié)果顯示，在開啟空調(diào)的情景下，深圳城市地區(qū)的短時強降雨峰值強度平均提升約22%，香港則提升約3%。高密度高層建筑區(qū)域的降雨增強尤為明顯。

作者解釋，空調(diào)廢熱主要通過增加城市地面的感熱通量，顯著抬升城市地表溫度，加劇城市熱島效應。這種額外的熱量促使空氣更劇烈上升，使城市空氣中的濕氣更易達到凝結(jié)高度，從而引發(fā)或增強強對流降雨�！翱照{(diào)的熱排放就像在城市地表放置了‘小型熱氣球’，推動濕潤空氣快速上升，進而形成更多、更強的局地暴雨。”

隨著全球變暖，空調(diào)使用率大幅上升，這意味著城市的短時暴雨可能會更加頻繁和劇烈。研究團隊建議從兩方面應對：一方面需要提高空調(diào)設(shè)備的能效，減少廢熱排放；另一方面，在城市規(guī)劃中，應更多地考慮綠色基礎(chǔ)設(shè)施，比如增加城市綠化、使用冷卻路面材料等，以降低城市熱島效應，從而減輕空調(diào)廢熱帶來的負面影響。（科技日報）

相關(guān)論文：
https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2025.108309

別再冤枉雞蛋了，元兇是飽和脂肪

長期以來，雞蛋因為高膽固醇而備受爭議，人們還指責雞蛋與心血管疾�。–VD）之間存在關(guān)聯(lián)。一項近日發(fā)表于《美國臨床營養(yǎng)學雜志》（American Journal of Clinical Nutrition）研究明確指出，真正危害心臟健康的并非雞蛋中的膽固醇，而是其他食物中的飽和脂肪。

研究人員分析飲食中膽固醇和飽和脂肪分別對低密度脂蛋白膽固醇（也就是“壞”膽固醇）的影響，發(fā)現(xiàn)如果在高膽固醇、低飽和脂肪的飲食條件下，每天吃兩個雞蛋，實際上可以降低低密度脂蛋白膽固醇水平，并有助于預防心臟病。

論文作者、南澳大學的Jon Buckley表示，雞蛋膽固醇含量高而飽和脂肪含量低，前者常常讓人們質(zhì)疑雞蛋是否屬于健康飲食，“長期以來一直被過時的飲食建議不公平地批判。”“在這項研究中，我們將膽固醇和飽和脂肪的影響分開，發(fā)現(xiàn)在低飽和脂肪飲食條件下，雞蛋中的高膳食膽固醇不會升高‘壞膽固醇’水平。相反，飽和脂肪才是元兇�！�

“所以你需要擔心的不是雞蛋，而是佐餐的培根或香腸，它們更有可能影響你的心臟健康�！�

相關(guān)論文：
https://doi.org/10.1016/j.ajcnut.2025.05.001

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