整理 | 周舒義、平生

目錄

• 剝膠帶時(shí)的刺耳聲音從何而來？
• 牛頓爭執(zhí)不下的“接吻”難題，AI給出答案
• 間歇性禁食對(duì)減肥作用不大
• 血液檢測有望預(yù)測阿爾茨海默病何時(shí)找上門
• 男女大腦有差異，差異何在？
• “通用”疫苗可同時(shí)對(duì)抗多種病原體

剝膠帶時(shí)的刺耳聲音從何而來？

拉開膠帶卷時(shí)，通常會(huì)聽到一種獨(dú)特的刺耳“滋啦”聲?，F(xiàn)在，科學(xué)家們終于揭開了其中的確切機(jī)制：膠帶黏膠層內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生一連串微小裂紋，它們?cè)诼又聊z帶邊緣時(shí)釋放沖擊波，形成我們聽到的刺耳聲音。相關(guān)論文近日發(fā)表于 Physical Review E。

也許你已經(jīng)注意到，當(dāng)從膠帶卷上撕下膠帶時(shí)，它往往會(huì)順暢地滑脫一小段，然后時(shí)不時(shí)出現(xiàn)卡頓。此前研究表明，即使表面上看起來剝離得比較順滑，這種交替“卡住（粘滯）”然后再“突然松開（滑脫）”的過程依然會(huì)在微觀尺度下不斷發(fā)生。在膠帶克服粘滯后滑脫（撕開）的瞬間，黏膠層內(nèi)部會(huì)從一側(cè)邊緣生成微小的、肉眼難以察覺的裂紋，然后沿著膠帶的橫向迅速蔓延。

阿卜杜拉國王科技大學(xué)的物理學(xué)家Sigurdur Thoroddsen等人猜測，聲音是在裂紋蔓延的過程中，由快速移動(dòng)的裂紋前端產(chǎn)生的。為此他們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，捕捉在撕開膠帶時(shí)生成的裂紋以及周圍空氣中的沖擊波。

他們用力拉扯固定在厚玻璃板上的透明膠帶，使用一臺(tái)從玻璃板底部向上看的高速攝像機(jī)，錄制了在剝離膠帶時(shí)黏膠層裂紋的形成過程。同時(shí)，另一臺(tái)以每秒200萬幀進(jìn)行記錄的超高速攝像機(jī)通過探測空氣密度的變化來尋找沖擊波。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在裂紋形成并橫穿整個(gè)膠帶的過程中，并沒有在空氣中檢測到任何沖擊波，因此這一過程并不會(huì)發(fā)出聲音，直接否定了研究人員最初的假設(shè)。然而，在裂紋橫穿膠帶、到達(dá)另一側(cè)邊緣時(shí)，卻釋放出了一連串尖銳的沖擊波。靠近裂紋終點(diǎn)的麥克風(fēng)更早探測到聲脈沖，進(jìn)一步證實(shí)了上述觀測。

分析表明，裂紋以超音速蔓延，是發(fā)出尖銳聲音的關(guān)鍵。裂紋形成時(shí)，周圍空氣會(huì)涌入填補(bǔ)空隙，但空隙蔓延太快，來不及被即時(shí)填滿，于是形成低壓空腔。當(dāng)裂紋到達(dá)膠帶邊緣時(shí)，這些低壓空腔驟然與外界打通，空氣迅速、猛烈地灌入，激發(fā)強(qiáng)烈空氣振動(dòng)，從而釋放沖擊波。你可以把它想象成打破真空玻璃罐瞬間發(fā)出的急促漏氣聲，只不過在撕膠帶時(shí)，這種微小“內(nèi)爆”是以極快速度和極高頻率連續(xù)發(fā)生的。

研究人員指出，更好理解膠帶剝離的力學(xué)原理和聲學(xué)特性，有助于制造出更靜音的膠帶。雖然對(duì)大多數(shù)人來說，剝膠帶的噪音可能只是小小插曲，但對(duì)運(yùn)輸和包裝行業(yè)的工人來說，這卻是一個(gè)揮之不去的困擾。

相關(guān)論文：https://doi.org/10.1103/p19h-9ysx

牛頓爭執(zhí)不下的“接吻”難題，AI給出答案

1694年，牛頓和大衛(wèi)·格雷戈里在劍橋?yàn)榱艘粋€(gè)“接吻”難題爭執(zhí)不下：最多可以有多少個(gè)相同大小的球體，能夠同時(shí)與一個(gè)同樣大小的中心球體相接觸（即“親吻”），且這些外圍球體互不重疊？這就是三維空間的“親吻數(shù)問題”（KNP）。

牛頓認(rèn)為答案是12，格雷戈里則認(rèn)為可能是13。牛頓的直覺是正確的，但要用嚴(yán)格的數(shù)學(xué)證明“第13個(gè)球絕對(duì)塞不進(jìn)去”極其困難，因?yàn)?2個(gè)球在中心球表面可以自由滑動(dòng)，情況非常復(fù)雜。直到兩百多年后的1953年，數(shù)學(xué)家Kurt Schütte和B. L. van der Waerden才給出了三維親吻數(shù)為12的第一個(gè)嚴(yán)格數(shù)學(xué)證明。著名數(shù)學(xué)家保羅·埃爾德什曾寫道，離散幾何或許就始于這場著名的“12對(duì)13”之爭。

然而，我們目前只在少數(shù)幾個(gè)特定維度（1、2、3、4、8、24維）上知道確切答案。數(shù)學(xué)家奧列格·穆辛在2003年證明，4維空間的親吻數(shù)是24，而24維空間的親吻數(shù)196560在1979年得到證明。2022年，數(shù)學(xué)家瑪麗娜·維亞佐夫斯卡（Marina Viazovska）因?qū)?維與24維球體堆積最優(yōu)解的嚴(yán)格證明而獲得菲爾茲獎(jiǎng)。當(dāng)維度升高，親吻數(shù)的計(jì)算難度也呈指數(shù)級(jí)上升。過去50年，親吻數(shù)構(gòu)造僅有7次實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，而且每次依賴完全不同的方法，難以遷移與復(fù)用。

近日，上?？茖W(xué)智能研究院與北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)名為PackingStar的強(qiáng)化學(xué)習(xí)系統(tǒng)，在12、13、14、17、20、21、25–31維等多個(gè)維度刷新了親吻數(shù)與廣義親吻數(shù)紀(jì)錄。并發(fā)現(xiàn)了大量規(guī)則但不對(duì)稱的、數(shù)學(xué)家難以構(gòu)造但卻可以理解和推廣的幾何構(gòu)型。需要注意的是，PackingStar無法為新構(gòu)型提供數(shù)學(xué)證明，因此需要人工來驗(yàn)證結(jié)果。

研究團(tuán)隊(duì)將高維幾何問題轉(zhuǎn)化為余弦矩陣填充問題，在多智能體協(xié)作框架下探索遠(yuǎn)超人類直覺的復(fù)雜空間。系統(tǒng)由填充智能體（Player 1）與修剪智能體（Player 2）協(xié)同博弈，在“生成—篩選—優(yōu)化”的循環(huán)中持續(xù)逼近最優(yōu)結(jié)構(gòu)。其中，填充智能體負(fù)責(zé)快速生成結(jié)構(gòu)的初步形態(tài)，并通過學(xué)習(xí)不斷優(yōu)化生成策略，它類似AlphaGo在圍棋游戲中下棋，不斷填充矩陣，在巨大的構(gòu)型空間中尋找球體的排列方式。修剪智能體則對(duì)填充后矩陣對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行幾何分析，學(xué)習(xí)如何識(shí)別并去除不夠合理的球體排列。然后將矩陣交由填充智能體重新填充，反復(fù)打磨結(jié)構(gòu)。通過“填充—修剪—解構(gòu)—再填充”的循環(huán)機(jī)制，系統(tǒng)有效壓縮搜索空間，降低高維探索難度。

成果層面，PackingStar在25—31維全部刷新了人類已知下界紀(jì)錄，這些記錄的正確性已經(jīng)得到了美國麻省理工學(xué)院的亨利·科恩（Henry Cohn）教授等人的獨(dú)立驗(yàn)證。研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步研究了“廣義接吻數(shù)”，即同時(shí)和多個(gè)相切中心球親吻的球的最大數(shù)目。PackingStar打破14維與17維“兩球親吻數(shù)”紀(jì)錄；打破12維、20維、21維“三球親吻數(shù)”紀(jì)錄；在13維發(fā)現(xiàn)優(yōu)于1971年以來所有有理結(jié)構(gòu)的新構(gòu)型；在多個(gè)維度中發(fā)現(xiàn)6000余個(gè)新結(jié)構(gòu)。

研究人員表示，在親吻數(shù)問題的三百年歷史中，這樣的跨維度連續(xù)推進(jìn)非常罕見。此前每一次改進(jìn)幾乎都是孤立突破，依賴完全不同的數(shù)學(xué)技巧，難以遷移。而PackingStar在多個(gè)維度同步推進(jìn)，揭示出不同維度之間潛藏的結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)，使構(gòu)型不再彼此封閉，而形成可遷移、可比較、可演化的幾何網(wǎng)絡(luò)。

雖然聽起來像個(gè)純粹的理論腦力游戲，但多維球體填充問題在現(xiàn)代科技中有非常核心的應(yīng)用。在數(shù)字通信（如5G網(wǎng)絡(luò)、深空衛(wèi)星傳輸、硬盤存儲(chǔ)）中，我們需要在充滿噪聲的信道中傳輸信號(hào)。數(shù)學(xué)家將信號(hào)映射為高維空間中的“球體”。親吻數(shù)決定了我們能在空間中緊湊地放置多少個(gè)信號(hào)（傳輸效率），而球互不重疊的特性保證了信號(hào)之間的區(qū)分度（抗干擾和糾錯(cuò)能力）。親吻數(shù)問題還可以幫助材料學(xué)家理解晶體結(jié)構(gòu)以及原子、分子的最密堆積方式。此外，8 維和 24 維的特殊晶格結(jié)構(gòu)在弦論和高維量子物理中扮演著基礎(chǔ)性的角色。

相關(guān)論文：https://doi.org/10.48550/arXiv.2511.13391

間歇性禁食對(duì)減肥作用不大

一項(xiàng)大型研究綜述表明，間歇性禁食在減重方面的效果并不優(yōu)于傳統(tǒng)節(jié)食方法，且相較于完全不節(jié)食，其效果也好得有限。

間歇性禁食是一種進(jìn)食模式，在“禁食期”和“進(jìn)食期”之間循環(huán)。與傳統(tǒng)節(jié)食不同，它并不嚴(yán)格規(guī)定你吃什么，而是重點(diǎn)關(guān)注你什么時(shí)候吃。典型的間歇性禁食方法如16/8禁食法（每天禁食16小時(shí)，將所有的進(jìn)食時(shí)間集中在剩下的8小時(shí)內(nèi)）、5:2輕斷食法等。近年來在社交媒體推動(dòng)下，關(guān)于間歇性禁食能快速減肥和帶來代謝益處的說法流傳甚廣。

然而科學(xué)證據(jù)表明，其實(shí)際效果與網(wǎng)絡(luò)炒作存在明顯落差。研究人員分析了22項(xiàng)臨床試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，這些試驗(yàn)涵蓋了來自北美、歐洲、中國、澳大利亞和南美的1995名成年人。試驗(yàn)考察了多種形式的間歇性禁食，包括隔日禁食、周期性禁食和限時(shí)進(jìn)食。評(píng)估將間歇性禁食與傳統(tǒng)的飲食建議以及無干預(yù)措施進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果顯示，與標(biāo)準(zhǔn)飲食建議或不采取措施相比，間歇性禁食似乎并沒有對(duì)體重減輕產(chǎn)生具有臨床意義的影響。人們通過間歇性禁食僅減掉了約3%的體重，低于被認(rèn)為具有臨床意義的5%。除了對(duì)減肥的微弱益處外，研究人員沒有發(fā)現(xiàn)強(qiáng)有力的證據(jù)表明間歇性禁食比其他飲食方式更能改善人們的生活質(zhì)量。

研究主要作者、阿根廷布宜諾斯艾利斯意大利醫(yī)院的Luis Garegnani表示，對(duì)于試圖減肥的超重成年人來說，間歇性禁食似乎不起作用。不過他也強(qiáng)調(diào)，當(dāng)前科學(xué)證據(jù)的局限性很大，許多研究周期短、質(zhì)量不高，因此很難就其潛在益處得出確切結(jié)論。Garegnani補(bǔ)充說，令人驚訝的是，此次回顧的22項(xiàng)研究中沒有一項(xiàng)詢問人們對(duì)間歇性禁食的滿意度。

“如果人們感覺間歇性禁食效果更好，我不會(huì)阻止他們，但這項(xiàng)研究以及該領(lǐng)域的其他研究都清楚地表明，除了可能適度減輕體重之外，沒有強(qiáng)有力的證據(jù)表明這種方案具有其他積極作用，”柏林夏里特醫(yī)院健康研究所的Maik Pietzner說?！拔覀兊纳眢w是在食物持續(xù)匱乏的環(huán)境下進(jìn)化而來的，能夠很好地應(yīng)對(duì)長時(shí)間的食物短缺，但這并不意味著這些進(jìn)化遺留機(jī)制一定能改善我們的身體機(jī)能?！?/p>

相關(guān)論文：https://dx.doi.org/10.1002/14651858.CD015610.pub2

血液檢測有望預(yù)測阿爾茨海默病何時(shí)找上門

2月19日發(fā)表于Nature Medicine的一項(xiàng)研究表明，簡單的血液檢測可能作為一種“分子時(shí)鐘”，不僅能預(yù)測人們是否會(huì)患上阿爾茨海默病（AD），還能預(yù)測其癥狀何時(shí)開始出現(xiàn)。如果這項(xiàng)檢測方法在大規(guī)模研究中得到驗(yàn)證，它有望為AD的早期干預(yù)提供途徑。

阿爾茨海默病患者的大腦中會(huì)積累異常tau蛋白，這些蛋白會(huì)形成纏結(jié)的纖維，破壞大腦神經(jīng)細(xì)胞間的通訊?？茖W(xué)界普遍認(rèn)為，雖然淀粉樣蛋白斑塊可能是AD早期的觸發(fā)因素之一，但tau蛋白形成的神經(jīng)原纖維纏結(jié)與患者認(rèn)知能力下降的嚴(yán)重程度和疾病進(jìn)展有著更直接、更密切的相關(guān)性。長期以來，醫(yī)療人員會(huì)使用腦部成像來檢測纏結(jié)tau蛋白，但這些成像技術(shù)通常既繁瑣又昂貴。

異常的tau蛋白會(huì)形成纏結(jié)的纖維，并在阿爾茨海默病患者的大腦中積聚（左側(cè)腦切片）。右側(cè)為未患阿爾茨海默病的大腦。Credit: Alfred Pasieka/Science Photo Library

在新研究中，華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的神經(jīng)學(xué)家Suzanne Schindler及其研究團(tuán)隊(duì)將目光鎖定在了一種名為p-tau217的特定異常tau蛋白上。研究團(tuán)隊(duì)分析了兩項(xiàng)大型AD研究中600名老年人的血液檢測和認(rèn)知評(píng)估數(shù)據(jù)。他們發(fā)現(xiàn)，遠(yuǎn)在患者的認(rèn)知癥狀開始發(fā)作之前，血液中p-tau217與非磷酸化tau蛋白的比值就開始呈現(xiàn)上升趨勢。例如，在60歲時(shí)血漿p-tau217轉(zhuǎn)為陽性的參與者，距離癥狀出現(xiàn)的中位時(shí)間長達(dá)20.5年；即使是在80歲時(shí)轉(zhuǎn)為陽性，距離癥狀出現(xiàn)的中位時(shí)間也有11.4年。Schindler指出，p-tau217增加的速率在不同個(gè)體之間表現(xiàn)出了驚人的一致性。

基于上述發(fā)現(xiàn)，研究團(tuán)隊(duì)成功設(shè)計(jì)出了一個(gè)結(jié)合年齡和p-tau217指標(biāo)的數(shù)據(jù)模型，該模型能夠估算阿爾茨海默病癥狀出現(xiàn)的時(shí)間，誤差范圍在三到四年之內(nèi)。

Schindler表示，未來研究團(tuán)隊(duì)希望通過加入其他與AD相關(guān)的蛋白質(zhì)或其他異常tau蛋白的數(shù)據(jù)來改進(jìn)他們的“分子時(shí)鐘”，從而縮小誤差范圍。不過，該研究目前僅處于概念驗(yàn)證階段，Schindler認(rèn)為在進(jìn)行更多研究之前，人們不應(yīng)該自行嘗試?！熬湍壳岸?，我們不建議任何認(rèn)知功能正常的個(gè)體進(jìn)行任何阿爾茨海默病生物標(biāo)志物檢測?！?/p>

已有兩項(xiàng)大型臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行，旨在確定體內(nèi)含有高比例異常tau蛋白的人群是否能在癥狀顯現(xiàn)前，從現(xiàn)有的AD藥物治療中獲益。美國明尼阿波利斯退伍軍人事務(wù)醫(yī)療系統(tǒng)的醫(yī)生Howard Fink表示，鑒于目前臨床上缺乏早期治療方案，也沒有真正的特效藥，這種阿爾茨海默病預(yù)測“時(shí)鐘”對(duì)普通民眾的意義有限。

相關(guān)論文：https://doi.org/10.1038%2Fs41591-026-04206-y

男女大腦有差異，差異何在？

一項(xiàng)基于腦成像數(shù)據(jù)的新研究指出，男女大腦連接模式的差異，在兒童早期并不明顯，但在青春期會(huì)迅速擴(kuò)大；其中部分差異還會(huì)在成年階段隨年齡增長而繼續(xù)加深。不過也有學(xué)者提醒，現(xiàn)有證據(jù)難以區(qū)分這些差異究竟來自生物學(xué)性別因素，還是來自社會(huì)性別角色與環(huán)境經(jīng)歷的長期影響。相關(guān)論文以預(yù)印本形式發(fā)布在bioRxiv，未經(jīng)過同行評(píng)審。

這項(xiàng)研究分析了1286名年齡在8—100歲之間參與者的功能磁共振成像（fMRI）數(shù)據(jù)，男女各約占一半。需要注意的是，這些掃描并非長期追蹤同一批人的縱向研究，而是不同年齡段個(gè)體的“橫截面快照”。

為從復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中提取模式，團(tuán)隊(duì)使用了名為“Krakencoder”的人工智能工具，分別分析兩類連接：一類是反映腦區(qū)之間“物理連線”的結(jié)構(gòu)連接（如軸突通路），另一類是反映腦區(qū)之間活動(dòng)同步性的功能連接。

研究顯示，與性別相關(guān)的連接差異在生命早期較小，但在青春期出現(xiàn)明顯躍升；此后，部分差異會(huì)在成年階段繼續(xù)擴(kuò)大。功能連接差異主要出現(xiàn)在更高階的腦網(wǎng)絡(luò)中，這些網(wǎng)絡(luò)往往需要整合多個(gè)腦區(qū)的信息，參與注意、決策與意識(shí)等功能；結(jié)構(gòu)連接差異則主要集中在低級(jí)網(wǎng)絡(luò)（負(fù)責(zé)處理感官收集到的信息），這種物理結(jié)構(gòu)的差異在中年時(shí)達(dá)到頂峰，表現(xiàn)出隨年齡進(jìn)一步分化的趨勢。

在具體的腦區(qū)表現(xiàn)上，男女有著不同的強(qiáng)化方向。整個(gè)生命周期中，女性在“默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)”區(qū)域之間的功能連接往往比男性更強(qiáng)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)主要負(fù)責(zé)處理高級(jí)別的大腦運(yùn)作過程。男性則偏重于小腦左右半球（負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)控制）之間的功能連接，小腦每個(gè)半球內(nèi)部的結(jié)構(gòu)連接也更強(qiáng)。（注意這里說的是統(tǒng)計(jì)平均趨勢，不是“每個(gè)女性/男性都更強(qiáng)”。）

上述發(fā)現(xiàn)可能與現(xiàn)實(shí)中的健康差異高度相關(guān)。例如，女性患焦慮或抑郁癥的可能性大約是男性的2倍，而男孩被診斷為自閉癥譜系障礙的概率則是女孩的大約4倍。來自劍橋大學(xué)的認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)家Yumnah Khan表示，一個(gè)有趣之處在于，研究中性別差異出現(xiàn)和擴(kuò)大的時(shí)間線，似乎與人一生中性激素水平變化的時(shí)間線存在某種對(duì)應(yīng)關(guān)系。尤其是高級(jí)網(wǎng)絡(luò)的功能性差異在45-55歲期間達(dá)到最大分化，該時(shí)間段恰好與女性典型的絕經(jīng)期（51-52歲）重合 。

然而，科學(xué)界對(duì)于這些差異究竟是由純粹的生理差異引起，還是由社會(huì)文化塑造的性別角色所致，仍存在激烈爭議。羅莎琳德·富蘭克林醫(yī)學(xué)與科學(xué)大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家Lise Eliot指出，女性抑郁和焦慮患病率較高可能與社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)果、性暴力和身體羞辱有關(guān)，這些因素都很可能促成大腦的變化。她強(qiáng)調(diào)，生理性別只是導(dǎo)致健康差異的其中一個(gè)因素。

特拉維夫大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家Daphna Joel提出，人類的大腦并不能被簡單地劃分為“女性”和“男性”兩個(gè)截然不同的類別。她認(rèn)為這項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)的差異可能更多反映了教育、父母對(duì)待方式、體力活動(dòng)或社會(huì)壓力的不同，而非純粹的生物學(xué)影響。

相關(guān)論文：https://doi.org/10.64898/2026.01.30.702608

“通用”疫苗可同時(shí)對(duì)抗多種病原體

2月19日發(fā)表在Science上的一項(xiàng)研究中，研究者給小鼠接種一種“通用疫苗”，成功實(shí)現(xiàn)了廣譜保護(hù)效果，使小鼠在數(shù)月內(nèi)免受包括SARS-CoV-2病毒在內(nèi)的多種呼吸道病原體感染。

在小鼠實(shí)驗(yàn)中，含有免疫刺激化合物的鼻噴霧劑能夠有效抑制金黃色葡萄球菌（醫(yī)院常見感染病原體）的生長。| DENNIS KUNKEL MICROSCOPY/SCIENCE SOURCE

普通疫苗通過遞送來自特定病原體的分子或分子片段（抗原）來誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生針對(duì)該病原體的免疫反應(yīng)。這種防御通常是“一對(duì)一”的，比如針對(duì)乙肝的疫苗只能預(yù)防乙肝，對(duì)腮腺炎無效。但某些疫苗似乎具備交叉保護(hù)作用。例如卡介苗（BCG）原本專門用于預(yù)防結(jié)核病，但有證據(jù)表明它能提供“跨界”保護(hù)，同時(shí)增強(qiáng)人體對(duì)流感、COVID-19和黃熱病等其他病毒感染的抵抗力。

斯坦福大學(xué)免疫學(xué)家 Bali Pulendran 及其團(tuán)隊(duì)此前的研究表明，這種交叉保護(hù)作用需要免疫系統(tǒng)的兩個(gè)分支共同參與：迅速發(fā)起反擊的先天免疫系統(tǒng)，以及提供長期特異性免疫的適應(yīng)性免疫系統(tǒng)?；谏鲜霭l(fā)現(xiàn)，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)“三組分配方”，其中不含任何病原體來源的抗原，但仍能同時(shí)調(diào)動(dòng)先天與適應(yīng)性免疫：兩種成分為佐劑（用于激活先天免疫細(xì)胞的病原體識(shí)別通路），第三種成分為卵清蛋白（來自蛋清，可刺激T細(xì)胞）。

研究人員將“通用疫苗”溶液噴入小鼠鼻腔，隨后讓小鼠暴露于非致死劑量的 SARS-CoV-2病毒。結(jié)果顯示，對(duì)照組在3天內(nèi)體重下降約10%；而接受疫苗噴霧的小鼠幾乎沒有體重下降，肺部炎癥和組織損傷也更輕。這種疫苗噴霧還被證明對(duì)其他可感染小鼠的冠狀病毒以及兩種細(xì)菌有效，其中包括醫(yī)院感染常見的金黃色葡萄球菌。疫苗提供的保護(hù)期至少長達(dá)3個(gè)月。

研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步分析了“通用疫苗”的作用機(jī)制。發(fā)現(xiàn)它會(huì)激活一群T細(xì)胞，進(jìn)而刺激先天免疫細(xì)胞進(jìn)入高度“警戒狀態(tài)”。肺部的巨噬細(xì)胞是發(fā)揮抗擊病原體作用的關(guān)鍵。它們能吞噬細(xì)菌，并且摧毀被病毒感染的體細(xì)胞以阻止病毒復(fù)制。巨噬細(xì)胞還會(huì)收集抗原并呈遞給T細(xì)胞，幫助動(dòng)員適應(yīng)性免疫系統(tǒng)。接種“通用疫苗”的小鼠，其肺部巨噬細(xì)胞在這三項(xiàng)功能上都表現(xiàn)得更加活躍。

下一步，Pulendran 及其同事希望在人類身上測試該方法的改良版本，他們計(jì)劃用 SARS-CoV-2 抗原蛋白替換配方中的卵清蛋白。如果安全性試驗(yàn)順利，團(tuán)隊(duì)計(jì)劃讓健康志愿者受控暴露于流感病毒，以確定這種疫苗是否能預(yù)防流感。

不過西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院的疫苗學(xué)家Florian Krammer提醒說，由于人類每天會(huì)吸入大量細(xì)菌和病毒，可能已經(jīng)觸發(fā)了廣泛的保護(hù)反應(yīng)，因此這種噴霧帶來的提升空間可能有限。

相關(guān)論文：https://www.science.org/doi/10.1126/science.aea1260

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