現在研究人員開始解決“纖維化”挑戰(zhàn)。例如，2016年，麻省理工學院的研究人員發(fā)現了新方法，可以使植入物對免疫系統(tǒng)不可見。在生產和篩選了數百種材料后，研究人員確定了一種名為藻酸鹽的凝膠化學物質，它在人體中有很長的安全使用歷史。當他們將這種凝膠中的胰島細胞植入糖尿病小鼠體內時，它們會立即釋放胰島素，以應對血糖水平的變化，在6個月的研究過程中成功控制了血糖水平，未見纖維化。在另一項研究中，研究人員后來報告說，在巨噬細胞上阻斷一個特定的分子可以抑制瘢痕形成，巨噬細胞是重要的纖維化免疫細胞，添加這種阻滯劑可以進一步提高植入物的存活率。

現在已經有公司專門開發(fā)封裝細胞療法。其中Sigilon Therapeutics公司正在推進麻省理工學院開發(fā)的用于糖尿病、血友病等代謝紊亂疾病的治療技術。美國禮來制藥公司(Eli Lilly)正與Sigilon合作開展糖尿病研究。此外，Semma Therapeutics公司也在使用自己的技術關注糖尿病，Neurotech Pharmaceuticals公司在青光眼和各種以視網膜變性為特征的眼部疾病的臨床試驗中植入了植入物，Living Cell Technologies公司則在進行帕金森氏癥植入物的臨床試驗，并正在開發(fā)其他神經退行性疾病的治療方法。

如今，被整合到膠囊中的細胞是從動物或人類尸體中提取的，或者是從人類干細胞中提取的。將來，植入性細胞療法可能會包含更廣泛的細胞類型，包括通過合成生物技術改造而成的細胞，這些生物技術可以重組細胞的遺傳基因，使其執(zhí)行新的功能，比如控制特定藥物分子按需釋放到組織中。封裝細胞療法的安全性和有效性都沒有在大型臨床試驗中得到證實，但這些跡象令人鼓舞。

6.人造肉

想象一下，你咬下多汁牛肉漢堡的感覺，而它卻是在不殺死動物的情況下制作而成的。利用實驗室里的細胞培育出來的肉正在把這種設想變成現實。多家初創(chuàng)企業(yè)正在開發(fā)實驗室培育的牛肉、豬肉、家禽和海鮮，其中包括Mosa Meat、Memphis Meats、SuperMeat以及Finless Foods等公司。這個領域正在吸引大量資金。例如，在2017年，Memphis Meats從比爾·蓋茨(Bill Gates)和農業(yè)公司Cargill處獲得了1700萬美元投資。

如果被廣泛采用，人造肉可以消除許多殘忍的、不道德的屠殺動物的行為。它還可以減少肉類生產的可觀環(huán)境成本。只需要生產和維持培養(yǎng)的細胞，而不需要從出生起就維持整個生物體。這種肉是先從動物身上提取肌肉樣本制成的。技術人員從組織中收集干細胞，讓它們進行增殖，并且分化成原始纖維，然后膨脹成肌肉組織。Mosa Meat公司說，從一頭牛身上提取的一份組織樣本可以產生足夠多的肌肉組織。

許多初創(chuàng)企業(yè)表示，它們預計未來幾年將有產品出售。但是，人造肉要想在商業(yè)上可行，就必須克服許多障礙，包括成本和味道。2013年，當記者們看到人造肉制作的漢堡時，肉餅的制作成本超過30萬美元，而且過于干燥(因為脂肪太少)。自那以后，費用已經大幅下降。Memphis Meats今年報告稱，113克重的絞碎人造牛肉價格約為600美元?？紤]到這一趨勢，人造肉可能在幾年內成為傳統(tǒng)肉類的競爭對手。更加注意質地，并補充其他成分可以解決口味問題。

為了獲得市場的批準，人造肉必須被證明是安全的。雖然沒有理由認為實驗室生產的肉類會對健康造成危害，但FDA直到現在才開始考慮如何對其進行監(jiān)管。與此同時，傳統(tǒng)的肉類生產商正在反擊，他們辯稱人造肉根本不是肉類，不應該被貼上肉類標簽。調查顯示，公眾對食用人造肉興趣不大。盡管面臨這些挑戰(zhàn)，人造肉公司仍在穩(wěn)步前進。如果他們能成功地制造出價格實惠、口味純正的產品，人造肉就能使我們的日常飲食習慣更加符合倫理和環(huán)境可持續(xù)性發(fā)展標準。

7.電休克療法

電休克療法在醫(yī)學上有著悠久的歷史，比如心臟起搏器、耳蝸植入和帕金森病的大腦深層刺激。其中一種治療方法將變得更加多樣化，顯著改善對多種疾病的治療。它包括向迷走神經傳遞信號，將腦干的脈沖發(fā)送給大多數器官，然后再返回。迷走神經刺激(VNS)的新用途已經成為可能，部分原因是范因斯坦醫(yī)學研究院的凱文·特蕾西(Kevin Tracey)等人的研究表明，迷走神經釋放出有助于調節(jié)免疫系統(tǒng)的化學物質。例如，在脾臟釋放的特定神經遞質，就會使全身炎癥的免疫細胞安靜下來。

這些研究結果表明，VNS可能對自身免疫和炎癥條件等電信號紊亂的疾病有益。對于那些患有這些疾病的患者來說，這可能是個福音，因為現有的藥物常常會失效或導致嚴重的副作用。VNS可能更容易耐受，因為它作用于特定的神經，而藥物通常在全身傳播，會潛在地擾亂治療目標以外的組織。

迄今為止，有關炎癥相關應用的研究令人鼓舞。由SetPoint Medical公司開發(fā)的VNS設備在早期的人體試驗中已經證明是安全的，用于治療風濕性關節(jié)炎和克羅恩病(Crohn’s)。目前正在對這兩項技術進行更多的試驗。電休克療法也被用于治療其他具有炎癥成分的疾病，如心血管疾病、代謝失調和癡呆，以及狼瘡等自身免疫性疾病。在這種疾病中，迷走神經本身變得不活躍。

防止移植組織的免疫排斥是另一項潛在應用。大多數迷走神經刺激器，包括SetPoint的設備和那些已經用于治療癲癇和抑郁癥的設備，都屬于植入物。醫(yī)生通常把這個裝置放在鎖骨下的皮膚下面。植入物的導線纏繞在迷走神經的一個分支上，并以預設的間隔向它傳送電脈沖，頻率和其他性能通過外部磁棒編程控制。如今的植入物直徑約為1.5英寸，但隨著時間的推移，預計會變得更小，可編程性更強。

旨在緩解叢集性頭痛和偏頭痛的無創(chuàng)手持式迷走神經刺激器最近也獲得了FDA的批準，盡管尚不清楚迷走神經刺激究竟是如何幫助這些癥狀的。這種手持設備通過頸部皮膚或耳朵向神經傳遞溫和的電刺激。迷走神經并不是唯一一個被新型電療法治療的目標。在2017年底，FDA批準了一種非植入裝置，可以通過耳后皮膚向顱枕神經和枕神經的分支發(fā)送信號，從而緩解阿片類藥物的戒斷反應。在73名阿片類藥物戒斷患者癥狀嚴重程度降低31%或更高之后，該設備獲得了FDA的認可。

植入物和手術的成本可能會阻礙VNS療法的廣泛應用，但隨著該技術的侵入性降低，這一問題應該會得到緩解。但成本并不是唯一的挑戰(zhàn)。研究人員仍然需要了解更多關于迷走神經刺激在每種情況下是如何產生效果的，以及如何最好地確定個體患者的最佳刺激模式。此外，他們還需要研究迷走神經的脈沖是否會以不受歡迎的方式影響周圍的神經。然而，隨著更多的研究和試驗檢驗其機制和效果，VNS和其他的電子療法最終可能更好地治療廣泛的慢性疾病，潛在地減少數百萬患者的用藥需求。

8.基因驅動

可以永久性地改變某個種群甚至整個物種特征的基因驅動技術正在迅速進步。所謂基因驅動是指基因元素從父母傳給后代的數量異常高，從而在種群中迅速傳播?；蝌寗邮亲匀话l(fā)生的，但也可以被改造，這樣做在很多方面對人類來說都是一種恩惠。這項技術有潛力阻止昆蟲傳播瘧疾和其他可怕的感染，通過改造攻擊植物的害蟲提高作物產量，使珊瑚對環(huán)境壓力產生抵抗力，并防止入侵植物和動物破壞生態(tài)系統(tǒng)。

然而，研究人員深切地意識到，改變甚至消滅某個物種可能會產生深遠的后果。作為回應，他們正在制定規(guī)則來管理基因驅動被從實驗室應用到現場測試和更廣泛的使用中。幾十年來，研究人員一直在考慮如何利用基因驅動來對抗疾病和其他問題。近年來，CRISPR基因編輯技術的引入使得將遺傳物質插入染色體上的特定位置變得更加容易，從而推動了這項研究的快速發(fā)展。

2015年，幾篇論文報道了基于CRISPR的基因驅動在酵母、果蠅和蚊子中的成功傳播。一項演示通過蚊子種群驅動了對瘧原蟲的抗性基因，理論上這應該會限制瘧原蟲的傳播。另一項研究干擾了另一種蚊子的雌性生殖能力。今年，一種CRISPR基因驅動系統(tǒng)在老鼠身上進行了試驗，試圖操縱它們的皮毛顏色。這種方法只對雌性有效。即便如此，研究結果也支持了這樣一種可能性，即這項技術可能有助于消滅或改變侵入性小鼠或其他哺乳動物的種群，這些種群會威脅到農作物、野生動物或傳播疾病。

美國國防高級研究計劃局(DARPA)對這項技術充滿熱情，它投入了1億美元用于基因驅動研究，旨在對抗蚊子傳播的疾病和入侵嚙齒類動物。比爾和梅林達·蓋茨基金會(Bill & Melinda Gates Foundation)也向一個研究瘧疾基因驅動的研究財團投資了7500萬美元。盡管前景光明，但基因驅動還是引起了很多擔憂。它們會無意中跳到其他野生物種并破壞它們嗎？從生態(tài)系統(tǒng)中淘汰選定物種的風險是什么？惡毒勢力會不會把基因驅動當作武器來干擾農業(yè)？