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MIT科技評論11/10

* 【具有里程碑意義的結核病疫苗已進入人體試驗的最終階段】知名製藥公司葛蘭素（GSK）在《新英格蘭醫學雜誌》發表了一個新生產關於新型結核病（TB）疫苗功效的2b期人體試驗。最終結果，大約50%的疫苗接種對象，可長期安全免受破壞性疾病的侵害。現在，該研究將進入試驗的最終階段，未來7到10年內進行臨床實驗。

* 【MIT研發出可自組裝成各種結構的變形機器人，或將用於救災】MIT電腦科學和人工智能實驗室CSAIL 提出了一個簡單的想法：自組裝機器人成為立方體，讓他們上下攀爬、旋轉跳躍、互相識別。現在，這樣的自形組裝機器人已能完成簡單的任務，比如形成一條直線或跟蹤一束光。除了救災，它們將被應用於製造業、醫療等領域。

* 【一大波機器狗列隊跑進MIT，集體空翻+帶球過人】列隊入場，集體空翻，在一場機器人足球賽上帶球過人。一場歡樂的機器人秀在麻省理工學院的校內草坪上演。

近日，美國麻省理工學院生物實驗室（MIT’s Biomimetics Robotics Lab）展示了一大群四足機器人（或稱為機器狗）。這也是該實驗室在機器人領域的最新進展。

實驗室將機器狗命名為：迷你獵豹（mini cheetah）。這是一種輕量化四足機器人，同時採用了模塊化設計。

* 【新型兩足機器人問世，真正「人機合一」】進入陌生環境中怎麼活動？這對人來說，不成問題，但換上機器人，就一籌莫展了。科學家找到了一個捷徑來解決這個難題：模仿。他們創建了一個人機界面，可以將人的動作映射到兩足機器人身上。

因為有人的輔助，這款機器人可以執行此前從未進行過的操作任務。更重要的是，這個機器人可用於災難應對。作者在論文引言描述道，如果在 2011 年 3 月就有此技術的話，機器人可以承受致命核輻射水平，從而在第一個 24 小時內進入日本福島第一核電站進行操作，福島核電廠反應爐可能就會及時穩定下來，那場核事故的災難後果就會大大減輕。

這項研究發表在 10 月 30 日的《科學機器人》（Science Robotics）上，作者是伊利諾伊州大學香檳分校機械科學與工程系助理教授 João Ramos 和麻省理工學院機械工程系副教授 Sangbae Kim。

* 【DeepMind全種族打敗《星際2》人類玩家， AI全面征服即時戰略遊戲之巔】官宣！DeepMind AI 開發的星際爭霸 2 AI"AlphaStar"進化成了完全體"AlphaStar Final"，三個種族（神族、人族和蟲族）均達到歐服戰網宗師組級別，最高達到 6275 分，在遵守所有遊戲規則的情況下，超越了 99.8% 的歐服玩家！有關新版 AlphaStar 的論文也登上了Nature 雜誌。

根據 DeepMind 介紹，AlphaStar 於今年 7 月正式登陸星際 2 戰網，開始以匿名的方式和歐服天梯玩家對戰，以確保得到公平對戰。得益於新算法的幫助，完全體版本 AlphaStar Final 的競技水平突飛猛進。

在不到 4 個月的時間里，它使用每個種族進行了 30 場天梯比賽，三個種族的水平都達到了宗師級別：神族 6275 分（勝率 83%），人族 6048 分（勝率 60%），蟲族 5835 分（勝率 60%）。

* 【苦等140年後，一個新公式奠定半導體電學測量新里程碑】近日，一篇刊登於 Nature 期刊的文章，向世人展示了一項霍爾效應苦等 140 年的應用。

這篇文章的名字十分明𥇦：「Carrier-resolved photo-Hall effect」，意為「能解析載流子信息的光霍爾效應」。文章中介紹了一種全新的測量方法，能夠同時測量導電材料中兩種載流子的重要信息，可以為新型的太陽能電池材料和光電材料提供有力的檢測手段和指導方向；同時，這一突破可以讓我們更加詳盡地瞭解半導體的物理特性，對研發和改進半導體材料有著重大意義。

* 【SpaceX完成載人飛船關鍵測試，領先波音公司，明年正式升空】載人飛船發射時間臨近，SpaceX 近日再完成發射前的關鍵測試。

在經過了數次重大改進之後，SpaceX 近期又對龍飛船降落傘進行了一系列測試。昨日，SpaceX 在其官方推特上展示一段測試視頻，顯示載人龍飛船的降落傘系統共有 4 個降落傘組成，其中一個降落傘有意不展開，以證明即使出現部分故障時，該系統也能幫助飛船安全著陸。

據介紹，最新測試的降落傘已經是 SpaceX 開發的第三代降落傘，在材料上使用了一種名為 Zylon 的高性能纖維材料，取代此前使用的尼龍材料。Zylon 材料也曾被 NASA 用來製作高空氣球，在 SpaceX 的降落傘系統中，這種材料支撐的繩索在強度上達到了尼龍的 3 倍。此外 SpaceX 還改進了降落傘的縫合方式，進一步優化降落傘的平衡。

* 【美軍最神秘太空飛機返回地球，飛行780天，具體任務是個謎】近日，美國空軍宣佈其著名的軌道試驗飛機 X-37B 在肯尼迪航天中心成功著陸。這台迷你航天飛機於 2017 年 9 月由一枚 SpaceX 的獵鷹九火箭送上軌道，直到重返地球，該飛機在天上飛行了近 780 天，創下了該型號的最長在軌時間紀錄。

X-37B 是一款屬於美國空軍的太空飛機，也是目前 X-37 項目中使用的飛行器。其外觀上與航天飛機相似，但在尺寸上要小得多，同時不具備載人能力。飛機長約 8.8公尺，高 2.9 公尺，翼展不足 4.6 公尺，差不多是一輛小客車的尺寸。

該飛機的起飛重量僅為 5 噸左右。

一直以來，X-37 都是一個頗為神秘的項目，美國軍方極少透露該飛機的具體任務目的和行蹤，對飛機上的每個有效荷載也都嚴格保密。這也引起了不少外界的猜測，甚至認為 X-37B 是一架太空戰鬥機。不過這些說法都被美國軍方否認。

*【研究人員已能從人的頭髮中檢測出精神分裂的生物標誌物】人類毛髮中隱藏著很多秘密——結核病、腸胃病、貧血以及動脈粥樣硬化都可以透過頭髮進行判斷。近日，日本RIKEN腦科學中心的科學家們在對小鼠和人類死後的大腦組織樣本進行檢測，發現精神分裂的一種亞型與大腦中異常高水平的硫化氫有關，而大腦中的硫化氫水平可以反映在頭髮中。這意味著在未來，醫生將能對頭髮樣本進行簡單分析來判斷一個人是否患有精神分裂症。

* 【警鐘：以糞便微生物治療移植致一人死亡！技術試驗監管升級】今年年初，美國兩名免疫功能不全的臨床實驗者在接受了含有耐藥細菌的糞便微生物移植（fecal microbiota transplantation, FMT）臨床試驗後，發生嚴重感染，其中一名 73 歲患者不幸死亡。

隨後於 6 月，美國食品和藥品監督管理局（FDA）發佈通知，警告糞便微生物移植治療方法存在嚴重的潛在健康風險，甚至可能危及生命。同時，FDA 緊急叫停了一系列相關臨床試驗。

［台灣肥胖醫學會暨台日韓聯合學術研討會］

這次的研討會除了肥胖專科醫師的授證，主要是很想聽聽聯辦的TSSN(台灣運動營養學年會）的大師講座系列。從芬蘭、日本到英國的講者，吸收不少國外學者的經驗。

#好的營養運動行為有效逆轉糖尿病
來自芬蘭的Jaakko Tuomilehto教授，是歐洲糖尿病研究學會的Claude Bernard獎得主（表彰對糖尿病的研究貢獻），分享早期飲食運動介入對於預防糖尿病的重要性，身為科學家。他的那句「Science provides facts,but it dose not change behavior and culture」（科學向人們展示事實，但無法改變人們的行為或文化）讓我深表認同。在製造胰島素的beta細胞歷經10幾年的摧殘直到被診斷出糖尿病時，細胞功能往往剩下一半左右，而藥物只能努力拯救那剩不到一半苟延殘喘的功能，但如果在診斷前的五年甚至更早，還剩下70-80%功能時我們就介入，可以減少多少的糖尿病的發生？

我們做了那麼多的研究向世人展示預防醫學的重要性，但如果無法實際感化或是讓亞健康的人意識到生活型態改變的重要性，那這些科學的事實又如何幫助得到人類？教授強調，抓出飯後血糖偏高的「葡萄糖耐受不良」（IGT)的人立刻介入飲食跟運動改變，可以避免十年後一半以上的糖尿病發生。但這些都是現行只抽空腹血糖（IFG)的健檢報告可能會miss掉的，值得思考🤔

#日本健康飲食對男女身體組成的影響
身為世界最長壽國保持者（據說西班牙在2040年會超越日本，主因戒菸做得好，日本菸害太嚴重）這場演講由日本早稻田大學教授兼任老化研究所所長的Dr.higuchi mitsuru帶來早稻田大學經歷20年追蹤的健康研究計畫，發現傳統的健康日本飲食（和食），可改善中高齡男性的體脂、腰圍跟內臟脂肪，但在女性則沒有這樣的現象，女性的脂肪跟年齡比較有顯著相關，值得注意的是，男女性的腹部中心肥胖，都跟抽菸有顯著相關（搞不好比酒還可怕），而中高強度運動可改善中高齡男性腰圍跟體脂，但是女性則改善並不多，除非健康飲食再加上中高強度運動，至於為何有此現象教授未做說明。

筆者個人淺見，日本女性的肌少症情形普遍，跟精緻碳水的攝取和不健康的減肥速成飲食風氣有關（通常都是女性愛減肥，男性較少），而肌肉減少導致的代謝下降，使蛋白質比例不若歐美飲食高的「和食」在增肌減脂上更無著力點，因此看不到減少腹部脂肪的明顯成效。

另外此研究用單一核苷酸多型性(英文簡稱:SNP）來分析遺傳危險指數（genetic risk score)，發現高齡者的基因影響不大，健康飲食跟運動比基因更影響健康，而心肺適能提升的運動在血脂的角色只能幫忙降低三酸甘油脂（TG)，在高低密度膽固醇脂蛋白（HDL&LDL)的改善幫助不大。筆者認為這個結果十分合理，運動時消耗能量以游離脂肪酸跟肝醣為主，而高低密度膽固醇脂蛋白的升降還是跟飲食和肝臟製造之間的平衡最有關係，總歸一句話，「血脂是吃出來的」。

#運動界流行的糖水漱口法
致力於運動醫學研究的Clyde Williams教授，帶來很有趣的主題，以慢肌跟快肌（Type1&Type2 fiber)對肝醣的使用，探討碳水對肌肉的影響， 簡單來說，在給予富含碳水化合物的早餐（2.5g/kg)的情況下，在運動中給予運動飲料對一小時的運動表現「並無幫助」，除非在沒吃早餐的禁食情況下給予飲料，表現才會變得比較好（有點廢話），但中途給予碳水的確會延長運動時間。

那如果我們（怕胖）不要喝下去，只是用含糖運動飲料漱口後吐掉呢？
答案是：一小時內運動表現會變得比較好喔！即使血中胰島素跟血糖都沒改變（莫非是自我感覺良好😂），但換成甜味劑漱口發現就沒這現象，可見跟甜味無關，而是真實的碳水獨立影響了腦部，大腦的肝醣會有所改變，機轉為何則沒有提到。

關於這點，筆者認為跟口腔中的微生物（Microbiota)們有很大的關係，即使碳水沒有到胃。詹妮弗．普魯兹尼克的研究證實，不僅僅是鼻子，我們的腎臟、肌肉、皮膚甚至是血管都有嗅覺及味覺受器，而這些受器對腸道菌的代謝產物—-短鏈脂肪酸（SCFA)非常敏感，因此筆者認為這些碳水CHO的結構經口腔微菌以化學訊號的方式，經血液傳達到腦部下視丘，影響了知覺跟動覺的整合力，進而改善運動表現，跟血糖是沒有關聯的。

這次的講者對於微菌在肥胖跟代謝的角色都有略提但未深入是蠻可惜的地方，其實很多地方若用microbiota 的角度切入，或許能解釋更多的現象。不過，Tammy Wang覺得運動飲料可以不用喝下去就能改變運動表現，真的是體重控制者的一大福音啊😆（代糖的不算喔）

#筆者就是在下😁
#今年全彩講義美的嫑嫑的
#但非馬拉松的話實在不用特地漱口啦😆

[2020大回顧 人類100年腸道微菌研究的里程碑(上)]
#Nature期刊嚴選
#王醫師補充
在過去100年以來的微生物研究，人類著重在研發藥物來「殺死」我們身上的微生物，將之一律視為「病原體」。

隨著抗微生物製劑跟藥物越來越多，人們發現新興的疾病也不減反增，感染性疾病下降了，但自體免疫跟代謝疾病跟癌症卻越來越多。我們延長了臥床的時間跟年紀卻沒有延長「健康餘命」，人們沒有隨著醫療科技而讓健康更甚以往。

人們開始回頭看看過去錯過了什麼，隨著1958年，一項使用糞便灌腸成功治療抗生素造成的偽膜性結腸炎研究，讓人類察覺我們身上正悄悄進行的生態浩劫，這些隨著糞便移植一起重回腸道的微生物們暗示了微生物生態系跟人類健康的關係。

接下來的這60年，人類的研究轉向如何「求助」微生物們，來拯救人類的問題跟疾病，微生物開始由黑轉白成為「救星」，為人類抗生素的濫用、飲食不當跟環境破壞造成的菌相失衡尋找解方。

#2006年出現大量研究強調了飲食對腸道菌群和人類宿主代謝及健康的關鍵影響，以及我們如何利用這些相互作用的知識來開發營養為導向的治療方法。

#2007年研究腸道菌功能的代謝體學、蛋白質體學跟轉錄技術蓬勃發展讓我們更了解它們的功能，全世界最大的醫學研究重鎮美國國家衛生研究院 (NIH)於同年發起研究“人類微菌計畫＂(Human Microbiome Project, HMP)，希望引領全球人類的微菌研究。

#2010年開始近十年是基因分析技術大躍進的時代，電腦軟體跟生物科技的進步讓我們能夠對於大量微生物組的基因數據定量定序跟分析，次世代定序技術 (NGS, Next Generation Sequencing) 、DNA層級的Metagenomics(宏觀基因體學或環境微生物菌相分析)與RNA級的Metatranscriptomics(還可以看環境中的RNA病毒)都讓我們更深入研究更微觀的生態系。

#2012年腸腦軸研究讓將腸道菌與飲食和精神疾病串聯起來，食物的微巨量營養素跟憂鬱躁鬱甚至是失智症都有緊密連結。

#2013年到2019年是免疫學及腫瘤治療跟腸道菌相關研究爆炸期，腸道菌及其代謝產物「短鏈脂肪酸」(microbiota-derived short-chain fatty acids)參與了免疫T細胞的作用和分化，所有自體免疫相關疾病包括第一型糖尿病(2018,Nature)、重症肌無力(2018,Scientific Reports)等等過去不明原因的抗體攻擊自身的疾病，也都發現不同於健康人的菌相失衡；而同一時段癌症治療的效果差異也被發現跟腸道菌有密切關聯，同時帶給我們自體免疫疾病跟癌症治療的新契機。

#2018至2019這兩年，我們從胎兒時期開始探究腸道菌最初形成的因素，注意到了細菌以外真菌跟病毒未知但關鍵的角色，我們擴及其他器官，除了大腸跟腦，其他如皮膚、心臟、腎臟、肝臟胰臟、小腸的疾病都跟微菌及其代謝產物有相關。非侵入性腸道微生物組數據分析開始被用作開發量身定制的診斷和監測腸道相關狀況的工具，讓我們更加了解腸道微生物在飲食及運動、藥物干預後的判讀。

#回顧過去十年，感謝科學之神讓人類跟我們身上最親密的微生物們化敵為友，賜給我們更進步的研究工具跟新觀點，2020年開始，我很確定，人類在接下來的100年，都會朝向以「腸道微生物為導向」的精準化醫療，搭配個人化的腸道基因分析，來預測、診斷及治療疾病，我稱之為「反璞歸真」的階段，人類本來就跟一草一木一樣是地球的有機體一部分，跟身上的微生物共存共榮方能永續經營，知己知彼也才能在變幻莫測的地球生態環境中百戰百勝，健康的生存下去。

(待續)
(下一篇針對肥胖跟腸道菌相關的里程碑回顧)

p.s最近流行的2019 Physician's First Watch最火的10篇研究，可以發現第1.到第10.點的機轉，全部都可以跟腸道菌扯上關係，我們的飲食、藥物、環境對健康的影響，永遠脫離不了腸道菌的交互作用。
補充: from 2019Physician's First Watch
1. 臨床指引對阿斯匹靈的初級心血管預防，採限縮建議
2. 代糖飲品與中風及心臟病有關連
3. FDA警告乳房植體造成淋巴癌的風險
4. 一瓶紅酒的致癌性等於3-5根香菸
5. FDA對痛風藥追加警語
6. 再度證實MMR疫苗與自閉症無關
7. 四分之一的抗生素開立是沒必要的
8. 髖關節術後，使用普拿疼加上ibuprofen，可有效減低嗎啡用量
9. 食用較多的高度加工食品，死亡率會上升
10.吃維它命看起來無法延年益壽

#圖文不符跟孩子一起跨年最幸福
#2020絕對是更加豐收的一年