尋找癌癥病毒的獵手

據(jù)估計，大約有15%~ 20%的人類癌癥的病例是由病毒引起的，癌癥病毒可以將自身的遺傳物質(zhì)插入到宿主的基因組中。在1994年，來自匹茲堡大學(xué)的夫妻搭檔研究小組，張遠（Yuan Chang）和帕特里克。摩爾（Patrick Moore）通過使用一種獨特的創(chuàng)新技巧發(fā)現(xiàn)了一種重要的致癌病毒。在研究的過程中，他們并沒有去尋找病毒粒子，而是直接從癌細胞的基因組中減去正常人類的基因組，隨之剩下的基因便是一種被稱為“人類皰疹病毒8”的病毒基因組。

通常情況下，“人體皰疹病毒8”會被免疫系統(tǒng)直接抑制。但是對于那些免疫功能受損的人群來說，該病毒就會引起細胞的變化，比如促進細胞的生長和關(guān)閉細胞的自然死亡，進而增加了被感染細胞逐漸癌變的風(fēng)險。這種病毒通常會導(dǎo)致三種癌癥，這其中就包括卡波西肉瘤，它是一種在艾滋病患者中最為常見的癌癥。卡波西肉瘤在一些非洲國家相當(dāng)普遍，甚至超過了前列腺癌在美國的普遍程度。

在2008年，張教授和摩爾教授通過類似的方法鑒定了另一種會導(dǎo)致癌癥的病毒——默克爾細胞多瘤病毒。他們的研究工作為其贏得了許多著名的獎項和數(shù)以萬次的文章引用，同時也引發(fā)了他們在未來將有可能獲得諾貝爾獎的猜測。

抗癌藥物會關(guān)閉免疫系統(tǒng)的抑制機制

原本，人類的免疫系統(tǒng)會自然而然地尋找并摧毀那些癌變的細胞。但是癌癥往往會鬼鬼祟祟地尋找反擊的方法，直接躲避免疫細胞，甚至能夠“策反”免疫細胞來保護它們自己。

許多類型的癌癥都會提升機體的抑制機制，從而控制免疫細胞，猶如一個個關(guān)卡。這些關(guān)卡的確有助于防止免疫細胞，例如T細胞，直接攻擊人體自身，但同時也保護了腫瘤細胞，讓它們可以高枕無憂。

近年來，一批新的抗癌藥物相繼問世，它們可以將機體對免疫細胞的控制作用完全關(guān)閉。這些“關(guān)卡抑制劑”包括針對CTLA-4的藥物和針對PD-1的藥物。CTLA-4是一種可以讓T細胞變得不活躍的關(guān)卡，而PD-1則會促使T細胞自我毀滅。

這些“關(guān)卡抑制劑”具有很顯著的副作用，但它們被臨床證明是有效的，甚至對一些以前無法治療的晚期癌癥也會有明顯的療效。該抑制劑的一位開發(fā)者是來自德克薩斯大學(xué)安德森癌癥中心的詹姆斯。艾里遜（James Allison），他也因此獲得了十多個重要獎項。然而，鑒于2011年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎在一定程度上是表彰癌癥疫苗的開發(fā)，今年或許諾貝爾獎評審團會不太愿意將榮譽再次授予那些與免疫系統(tǒng)相關(guān)的癌癥治療工作。

諾貝爾物理學(xué)獎——將于2018年10月2日公布

幽靈般的超距作用

一年前，來自中國的研究人員首次推出了量子加密的視頻通話技術(shù)，而該通話技術(shù)是基于一種名為量子糾纏的量子現(xiàn)象。今年的諾貝爾物理學(xué)獎將很有可能會頒發(fā)給那些在量子糾纏領(lǐng)域做出杰出貢獻的科學(xué)家們。

當(dāng)不同的粒子處于糾纏態(tài)時，它們的狀態(tài)是相互聯(lián)系的，即使它們相隔“千山萬水”。這種粒子之間的糾纏關(guān)系在量子世界里可能還會引發(fā)一些更為奇怪的現(xiàn)象。這是因為量子態(tài)并不是一成不變的，它會根據(jù)測量的時間不同而得到完全不同的結(jié)果。因此，測量量子糾纏中的某個粒子的特性會瞬間影響其配對粒子的狀態(tài)。這也是愛因斯坦曾提及的著名的 “幽靈般的超距作用”，他本人是很不喜歡這種相互作用的。

1964年，物理學(xué)家約翰。貝爾（John Bell）曾提出了一種檢測該“幽靈行動”是否真實的方法。在隨后的幾十年里，科學(xué)家們對所謂的“貝爾不等式”進行著越來越嚴(yán)格的測試。

在2010年，科學(xué)家阿蘭。派拉（Alain Aspect）、約翰?？藙跐蔂枺↗ohn Clauser）和安東。齊林格（Anton Zeilinger）因在這一領(lǐng)域的突出工作獲得了沃爾夫物理學(xué)獎。該獎項有時被認(rèn)為是諾貝爾獎的一個預(yù)測指標(biāo)。在2015年，科學(xué)家們又宣布他們終于對“貝爾不等式”進行了一次“無漏洞”式的測試，再次證明量子糾纏系統(tǒng)的不可思議之處很可能的確存在。

太陽能的利用

太陽在地球上每小時散播的能量足以滿足人類一年的能源消耗。鈣鈦礦太陽能電池的出現(xiàn)，將有助于捕獲更多這樣的清潔能源。

鈣鈦礦是19世紀(jì)發(fā)現(xiàn)于俄羅斯烏拉爾山脈的一種礦物，并以俄羅斯礦物學(xué)家Lev Perovski的名字來命名。鈣鈦礦材料是一類具有相同晶體結(jié)構(gòu)的材料，其中有些是通過人工合成的材料。在太陽能電池中使用鈣鈦礦材料的想法，是由來自日本桐蔭橫濱大學(xué)的宮坂力（Tsutomu Miyasaka）教授和他的同事在2009年首次提出的。起初，其太陽能轉(zhuǎn)化效率只有可憐的3.8%。但很快，它的轉(zhuǎn)化性能就超過了20%，完全可以媲美傳統(tǒng)的硅太陽能電池。

同時，鈣鈦礦太陽能電池有很多優(yōu)點：它們的制造成本相對較低；可以吸收所有可見波段的陽光；可以噴涂到各式各樣的表面。

然而，鈣鈦礦電池目前仍然面臨許多挑戰(zhàn)：鈣鈦礦太陽能電池單元較小，還需改進其生產(chǎn)工藝，制備出更大面積的太陽能電池；熱量和水分會損壞其電池的組成物質(zhì)，電池的穩(wěn)定性差；鈣鈦礦電池中往往會包含有毒金屬——鉛。但是，在未來如果研究人員能夠解決這些不利因素，這種新興的太陽能技術(shù)的前景還是很光明的。

通常來說，諾貝爾獎委員會比較認(rèn)可基礎(chǔ)物理領(lǐng)域的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，而這些工程技術(shù)上的進步在評選中很可能會處于劣勢。然而，曾今的一項能源創(chuàng)新技術(shù)——藍光LED，就贏得了2014年的諾貝爾物理學(xué)獎。

諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎——將于2018年10月1日公布

威猛的微生物

在幾十年前，研究人員很少會去關(guān)注人體內(nèi)的微生物，除非它們“為非作歹”，引起了疾病。然而，由于細菌、病毒和真菌在保持人體身體健康方面發(fā)揮著許多關(guān)鍵的作用，它們不斷地憑借自己的本事躋身到人體器官的行列。換句話說，它們完全可以被視同為人體的器官。

近些年來，微生物領(lǐng)域的關(guān)鍵進展是來自圣路易斯市華盛頓大學(xué)的杰弗里。戈登（Jeffrey Gordon）實驗室。在1996年，戈登教授和他當(dāng)時的研究生林恩。布里（Lynn Bry）曾證明，老鼠需要腸道內(nèi)的微生物來產(chǎn)生某些對其健康非常重要的復(fù)雜碳水化合物。而在十年后，戈登教授的研究團隊發(fā)現(xiàn)骨瘦如柴的老鼠和大腹便便的老鼠的腸道微生物有著非常重要的區(qū)別。研究人員將肥胖老鼠腸道的微生物移植到無該微生物的瘦小老鼠體內(nèi)后，他們發(fā)現(xiàn)瘦小的老鼠也會逐漸發(fā)胖；反之亦然，即將瘦小老鼠腸道里的微生物移植到肥胖老鼠體內(nèi)之后，原先肥胖的老鼠也往往會苗條起來，而在這整個過程中，它們所攝入的食物量至始至終都保持相同。

這些發(fā)現(xiàn)促進了人類醫(yī)學(xué)的進步，包括提高對使用抗生素的風(fēng)險的認(rèn)識，以及發(fā)展出能夠治愈破壞性胃腸道疾病的“糞便移植”技術(shù)。有時，戈登教授更是毫不夸張地被稱為“微生物之父”。至少自2015年起，他便一直是諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎的有力競爭者。