2024年最值得期待的科学突破

科学家寻求创新方法减少化学过程对环境的影响。图片来源：《美国化学文摘》在线版

神经退行性疾病目前还无法完全治愈。图片来源：《美国化学文摘》在线版

跨学科和跨行业的科学发现，每天都在发生。美国化学会下属《美国化学文摘》近期对2024年值得期待的科技突破作出了预测。其中包括绿色化学加速扩张、脱碳能源、CRISPR临床验证、生物材料兴起，以及从癌症到神经退行性疾病的药物治疗等方面的新进展。

人工智能研发提速

人工智能（AI）领域一直具有前瞻性。生成式人工智能现正在影响药物发现，机器学习在环境研究中也得到了广泛使用。像ChatGPT这样的大型语言模型，已进入医疗保健应用和临床环境中进行测试。

许多科学家都在关注阿尔法折叠。这一深度思维公司的蛋白质结构预测软件，彻底改变了人们理解蛋白质的方式。深度思维和Isomorphic实验室稍早时间宣布，他们的最新模型已显示出更高的准确性。此外，由AI驱动的治疗性抗体研究成果也越来越受欢迎，RubrYc医药公司的抗体发现引擎等平台，正在推进该领域的研究。

绿色化学促进环保

绿色化学是一个快速发展的领域。在这里，科学家不断寻求创新方法，以最大限度地减少化学过程对环境的影响。譬如改善预测结果、减少塑料使用、寻找电池“濒危元素”替代品、发现更可持续的催化剂、回收锂离子电池等。

生物材料正在兴起

用于生物医学应用的新材料可能会在2024年彻底改变医疗保健领域的许多方面。譬如Neuralink公司正在开发的脑机接口系统，使用了直接植入大脑的生物相容性电极网络。该系统已获美国食品药品监督管理局（FDA）批准，并于2023年开始人体试验。此外，具有生物相容性和天然来源的多功能生物材料和生物墨水，都是2024年值得关注的前沿技术。

太空探索脚步不停

2024年，美国国家航空航天局计划发射“欧罗巴快船”。它将围绕木星运行，并飞越木星的卫星之一——木卫二，以研究水的存在及可居住性等问题。中国的嫦娥六号任务计划将月球样本带回地球进行进一步研究。日本宇宙航空研究开发机构的火星卫星探索任务，计划从火星的卫星之一——火卫一带回样本。波音公司预计还将对其可重复使用的太空舱Starliner进行试飞，该太空舱可以将人们带到近地轨道。

CRISPR迎来“回报”

历经多年的挫折和进步，CRISPR疗法终于首次被批准用于人类。这是CRISPR技术发挥其改善人类健康潜力的里程碑时刻。除了卓越的基因组编辑能力外，基于CRISPR-Cas的生物传感系统也开创了早期癌症精准诊断的新时代。

癌症治疗飞速向前

免疫肿瘤学领域在过去几年中飞速发展。细胞因子、疫苗、肿瘤定向单克隆抗体、免疫检查点阻断剂等获批产品的市场规模持续增长。譬如，名为TAC01-HER2的新疗法目前正在进行临床试验。

另一种有前景的策略是将CAR-T细胞与增强免疫反应的疫苗结合使用，以对抗实体瘤。免疫增强有助于身体产生更多的宿主T细胞，这些细胞可以靶向CAR-T细胞无法杀死的其他肿瘤抗原。

能源生产追求脱碳

全球正在努力用不产生或少产生二氧化碳的能源取代基于化石燃料的能源，实现能源生产脱碳。其中一项努力是将大规模储能设备纳入到现有电网里，几种类型的电网规模存储技术（即可以存储能量，然后在更有利的时间回馈给电网）正在开发中。

2024年，核电研发领域将继续保持活跃。在核裂变方面，多家公司正在开发小型模块化反应堆，用于电力生产和化学制造。

治疗神经退行性疾病

神经退行性疾病是导致死亡和残疾的主要病因之一。虽然目前还无法完全治愈这种疾病，但新近的科学发现将有助于找到其他治疗方法。其中，阿尔茨海默病的两种免疫疗法已获FDA批准，该疗法可减少早期阿尔茨海默病患者的认知能力下降。在帕金森病治疗中，FDA正在研究和批准除药物和深部脑刺激之外的新治疗方式。对于肌萎缩侧索硬化症（ALS），过去两年FDA批准了两种药物来减缓患者的疾病进展，最近科学家们还发表了突变如何导致ALS的基因研究成果。

(记者 张梦然)