2021年3月25日环球科学要闻

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                                2021年3月25日环球科学要闻
                               
                                原子钟比较测量精度创新高，首次达到小数点后18位；科学家实现M87黑洞边缘的磁场成像；科学家造出可3D打印的“神笔”；全球首款用于治疗眼疾的隐形眼镜上市……
                               
                               
· 物理学 ·
原子钟比较测量精度创新高，首次达到小数点后18位


图片来源：Hanacek/NIST

原子在特定频率发射和吸收光子，这个过程基本不受环境因素的干扰，因此原子钟成为精确计时的绝佳工具。不过，为了获得更准确的秒定义，就必须对原子钟进行比较。迄今为止，通过比较不同光钟的频率比值，能把测量不确定度降到小数点后17位。据一项发表于《自然》的新研究，研究人员部署了一个基于铝、锶、镱的三种原子钟组成的网络，并比较了它们在2017年11月至2018年6月期间各自的频率比值。研究发现，通过比较这些原子钟，可使得获得的测量精度范围达到小数点后18位。这一研究或为部署可移动、机载、远程光钟网络奠定了基础，该网络或能用来测试标准模型之外的理论，并有望复现秒定义。


· 天文学 ·
科学家实现M87黑洞边缘的磁场成像


偏振光下M87超大质量黑洞的图像，图中线条标记了偏振的方向。图片来源：EHT合作组织

自2019年首张黑洞照片公布后，天文学家在距离地球5500万光年的M87星系中心黑洞边缘观测到大量偏振光，这意味着黑洞边缘存在强磁场，且其方向可通过光的偏振方式分析得出。为了观测M87星系的中心，事件视界望远镜（EHT）合作组织将世界各地的八台望远镜连接起来，创建了一个虚拟的类似地球大小的望远镜——EHT。EHT的分辨率相当于在地球上看清月球上一张信用卡所需的分辨率，这使研究团队能够直接观察到黑洞的阴影及环绕的光环，而新的偏振图像清楚显示出该光环是磁化的。研究者认为，黑洞边缘的磁场会对磁性气体产生强大的斥力，这足以对抗黑洞引力。这导致M87中心不断喷射高能物质流，其长度可达5000光年，而只有穿过磁场的气体才进入事件视界。研究成果展示在了两篇《天体物理学杂志快报》[1][2]论文上。


· 新技术 ·
科学家造出可3D打印的“神笔”


视频图片来源于研究论文

近日，在一项发表于《科学·进展》的研究中，科学家打造了一只可以直接实现3D打印的“神笔”。这只笔的外观像一只普通的马克笔，但用其在2D平面上进行绘画后，只需要将图像在过硫酸钾溶液中浸泡3分钟，2D绘画就会变为3D物体。这一神奇工艺得益于两种特殊的颜料。红色颜料含有表面活性剂，在遇水溶液时能够膨胀，能让2D绘画变得立体。而黑色颜料不含表面活性剂，可以牢固地附在2D平面上，起到固定红色颜料的作用。而过硫酸钾溶液则可以将3D物体迅速定型，使其能方便地从附着物上取下。研究人员表示，这一技术有助于实现3D打印技术的大规模使用。


· 医学 ·
全球首款用于治疗眼疾的隐形眼镜上市

近期，强生公司旗下的Johnson & Johnson Vision宣布，日本厚生劳动省已经批准该公司能够释放药物的隐形眼镜上市。这种隐形眼镜包含酮替芬，它是一种抗组胺药物，能够治疗与眼睛过敏相关的眼痒。相比于眼药水滴眼的方式，隐形眼镜能长时间佩戴在眼睛上，释放的药物在眼中存留时间显著延长，能够更好地发挥药物的作用。在两项3期临床研究中，患者在戴上释放药物的隐形眼镜15分钟后，其眼痒的症状明显减轻，且这一效果可以持续12个小时。这也是全球首款获得监管机构批准上市的药物释放隐形眼镜。此外，实验还显示，隐形眼镜已经能够容纳和释放多种类型的药物，能实现短期的眼部护理和治疗慢性眼科疾病。


· 神经科学 ·
人脑为何比人类近亲的更大？


图片来源：S.Benito-Kwiecinski/MRC LMB/Cell

相比于黑猩猩和大猩猩，人脑更大，且含有的神经元是它们的3倍多。在一项发表于《细胞》的新研究中，科学家通过培养人类、黑猩猩和大猩猩的类脑器官（brain organoids），发现在脑发育的早期阶段，神经祖细胞会不断增殖，并转变成成熟的神经元。在这一时期，若神经祖细胞的增殖次数越多，之后产生的神经元也会越多。研究发现，大猩猩和黑猩猩的增殖期约有5天，而人类约有7天。进一步研究显示，ZEB2基因在这一过程中具有关键作用，在黑猩猩类脑器官中，这一基因会更早被激活，当延缓这一基因的激活时间时，其类脑器官会发育得更慢且更大；反之，若提前激活人类脑器官中的ZEB2基因，它会发育得更快但更小。


· 医学 ·
首个脑部肿瘤疫苗I期临床试验结果乐观

弥漫性胶质瘤是人类原发性脑瘤的最常见类型之一，并且目前无法治愈。在约70%的弥漫性胶质瘤患者中，肿瘤细胞中的异柠檬酸脱氢酶1（IDH 1）由于基因突变而发生结构上的变化，但肿瘤疫苗可激活免疫细胞对这些突变蛋白的免疫应答。近期，《自然》报道了首个针对弥漫性胶质瘤的IDH 1疫苗的I期临床试验结果。参与该临床试验的33名神经胶质瘤患者在注射疫苗后，28人能产生针对突变蛋白的特异性抗体。研究人员通过单细胞测序技术发现，能识别IDH 1突变蛋白的免疫细胞会出现在肿瘤组织中。而从长期数据来看，这批患者的三年生存率可达到84%，其中64%的患者肿瘤不会进一步发展。研究者正在评估I期数据，该肿瘤疫苗有望进入II期临床试验。


· 考古学 ·
旧石器时期文化起源时间或再次提前

奥尔德沃文化（Oldowan）和阿舍利文化（Acheulian）是目前考古学家所知最古老、记载最充分的两种旧石器时代文化。而近期，肯特大学发表于《人类进化杂志》的一项研究引入了新兴的最优线性评估（OLE）模型技术，根据模型的估计，奥尔德沃文化的起源时间比现在认为的时间至少早3.6-6.3万年，而阿舍利文化更是提前了5.5万年。这项研究拓宽了科学家们讨论人类技术能力进化和相关饮食和行为转变的时间框架，同时研究人员还希望该研究中的模型技术未来能得到更广泛的应用，比如用于预测那些尚未被发现的遗址的年代。


· 新冠疫情 ·

截至北京时间3月25日10时，据约翰·霍普金斯大学最新统计，全球累计新冠确诊病例124 688 146例，死亡病例2 742 974例。新增确诊病例563149例，新增死亡病例9594例。

当地时间3月24日，印度卫生部发布声明称在多个地区发现“双重变异毒株”的新型新冠病毒。病毒样本同时出现E484Q和L452R突变，其特征不同于已经发现的毒株。

美国康奈尔大学进行的一项研究显示，新冠病毒抗体反应呈现明显年龄差异，10岁及以下人群反应最强。这或许是儿童新冠患者明显少于成人且症状较轻的原因之一。

近期，复星医药发布公告称，集团已接到BioNTech书面通知，批号为“210102”的疫苗中存在少量西林瓶封盖有关的瑕疵。为确保疫苗的接种安全，复星医药和BioNTech已对该事件发起调查，并于3月24日通知港澳相关主管部门暂停接种“210102”批号疫苗，同时供应中国香港的批号为“210104”的该疫苗产品也将进行封存。

3月24日0—24时，31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团报告新增确诊病例11例，均为境外输入病例（上海4例，广东4例，甘肃2例，湖北1例）；无新增死亡病例；无新增疑似病例。

31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团报告新增无症状感染者10例（均为境外输入）；当日转为确诊病例2例（均为境外输入）；当日解除医学观察12例（均为境外输入）；尚在医学观察无症状感染者232例（均为境外输入）。

文：洪艺瑞、周郅璨、韩佳桐、谢汝雨、唐儆
编辑：杨心舟、石云雷