PDF《6 前沿 FRONTIER》

2018 年3月29 日 星期四 Tel: (010)

62580722 前沿 FRONTIER 执行主编: 赵广立 编辑: 李惠钰 校对: 何工劳 E-mail押glzhao@stimes.

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6 3D 打印听诊器成本仅

3 美元 听诊器是国内外妇儿医师最常用的 诊断用具, 是医师的标志, 现代医学即始 于听诊器的发明.日前, 当Tarek Loubani 博士前往加沙担任急诊医师时, 他发现当 地听诊器供应不足.过了一段时间, 他注 意到一种 玩具 听诊器的表现令人惊讶. 这促使他和加拿大西安大略大学的一个 团队使用 3D 打印机设计出一种可以在任 何地方制造的塑料听诊器. 法国医生雷奈克于

1816 年第一个发 明了听诊器,

1817 年3月8日开始用于临 床诊断使用.听诊器自应用于临床以来, 外形及传音方式有不断的改进, 但其基本 结构变化不大, 主要由拾音部分 (胸件) , 传导部分 (胶管) 及听音部分 (耳件) 组成. 被称为 Glia 模型的听诊器由 ABS 塑 料打印出来的几个部件以及在可口可乐 机器中广泛使用的廉价橡胶管组成.它可 以在三小时内被打印出来, 而且成本仅为

3 美元.在经过临床测试后, Loubani 设计 的听诊器具有与优质品牌听诊器相同的 效果. 该团队利用免费的开源软件进行设 计, 希望世界战争地区和低收入地区的医 生能够轻松访问并为自己打印听诊器. Loubani 表示: 随着其他资源的减 少, 听诊器的功用也随之上升.在伦敦如 果有人被枪击中, 我可以使用超声波检查 内部, 看看是否有危及生命的气胸.在加 沙, 急诊科没有超声波检查, 所以听诊器 成为一种便宜的工具, 可以让我们做出挽 救生命的决定. (盛夏) 近日,北方地区的供暖季陆续结束,回想

2017 年的供暖季可谓一波三折.由于北京周边 一些地区大面积集中 煤改气 造成天然气供应 短缺, 部分地区出现供暖不到位、 不达标的情况. 去年

12 月,国家发展改革委等十部委联合 印发 《北方地区冬季清洁取暖规划 (2017― 2021) 》 . 按照规划, 到2021 年北方地区清洁取暖 率达到 70%, 基本实现雾霾严重城市化地区的散 煤供暖清洁化.同时, 对位于京津冀大气污染传 输通道的 2+26 重点城市的标准更加严格, 到2019 年 2+26 重点城市城区清洁取暖率要达到 90%以上. 这给地热发展带来机遇. 在3月27 由 中国地质大学 (北京) 主办的主题为 清洁地热 零碳中国 的第七届中深层地热资源高效开发 与利用国际会议上, 中国地质大学教授李克文 表示, 地热资源的利用是零碳中国目标的一 个重要组成部分.

2017 年地热发展不尽如人意

2017 年初, 国家发改委、 国家能源局及国 土资源部联合发布 《地热能开发利用 十三五 规划》 , 这是国家首个地热产业规划, 是地热产业发 展的里程碑, 必将对我国地热产业快速、 健康发 展起到极大的推动作用. 作为规划的主要编制 者之一 ―― ―中国工程院院士、中国地源热泵产 业联盟名誉理事长曹耀峰在多次公开场合讲话 中这样评价. 虽然有了规划, 但中国地源热泵产业联盟专 家委员会主任郑克θ衔,

2017 年地热发展并 不尽如人意. 规划刚出台时, 全国地热界欢呼中 国地热开发盼来了第二个春天.但在推广阶段, 北方地区冬季清洁供暖计划中, 去煤化改造不包 括地热供暖, 地源热泵所占比例很小. 国家主席习近平在

2016 年底主持召开的中 央财经领导小组会议上强调了推进北方地区冬 季清洁供暖, 宜气则气、 宜电则电, 尽可能利用清 洁能源, 加快提高清洁供暖比重.处在雾霾重灾 区的京津冀各地政府立即行动, 明显的特点是去 煤化,尤其农村散煤的污染远高于工业锅炉, 成 为治理重点. 北京市在 《2013~2017 清洁空气行动计划》 中就明确了 构建以电力和天然气为主、 地热能 和太阳能等为辅的清洁能源体系 ,在目标任务 压力下, 北京市加快了煤改气和煤改电的无煤化 进程.而在

2017 年北京农村煤改电和煤改气项 目组成中, 地源热泵仅占 1%. 虽然空气源热泵在改造行动中占比较高, 达到67%, 但郑克θ衔, 空气源热泵多用在南方, 而北方的清洁能源利用应以地源热泵为主. 全国地热发电相对于

2020 年新增装机 容量

500 兆瓦的目标,

2017 年仅完成了 1.4 兆瓦. 要完成目标, 郑克θ衔, 需要靠政策支 持加地热立法. 应尽快打造国家示范工程并 给予上网电价支持. 而示范工程的选择, 郑克 Φ慕ㄒ槭墙骰缤蹲士⒌奈鞑匮蛞

32 兆瓦地热电站. 清洁能源 混搭 取代煤炭可期 从高碳到低碳再到零碳, 理念提升经历了一 个过程.2006~2015 年, 全球可再生能源年均增 长5.7%, 远高于化石能源 1.5%的增速.2016 年, 我国公布的《能 源生产和消费革命战略(2016~2023 年) 》 预计, 未来

15 年, 全球供电装 置可增加

3 倍, 太阳能发电装置可增加

5 倍. 光伏发电和风电装机容量每年都在高速增 长, 到哪一年能够完全替代煤炭能源呢? 李克文 介绍了其团队做的零碳中国研究. 单从发电量 来看,太阳光发电到

2025 年左右、风能发电到

2045 年左右, 能够完全代替煤炭发电. 李克文表示, 发电之外, 交通领域使用汽油、 柴油, 供暖领域使用煤炭, 把风能与太阳能所能 提供的能量加起来, 到2050 年, 零碳能源有望超 过传统能源提供的能量. 虽然只是通过研究数据进行预测, 但30 多 年的未来不算久, 仍是个令人欣慰的数字. 李克 文说, 如果按照现今地热的发展趋势, 替代煤炭 供暖, 则会在

2045 年左右实现. 零碳是一种生活方式,而不是一个具体标 准. 零碳技术的计算方法显示, 只要做到综合利 用太阳能、 风力以及地热发电与供暖等, 任何一 个建筑都可以实现零碳的概念. 李克文表示. 在2030 年左右, 中国有可能用太阳能发电 和风能发电替代全部电力需求;

2050 年左右, 中 国可以用地热供暖替代全部煤炭供暖;

未来

30 年,用清洁能源替代中国全部能源需求是可行 的.当然, 这需要国家和各级政府在政策等方面 的大力支持. 李克文强调. 建设京津冀地热科研基地 负责地热资源调查评价工作的中国地质 调查局, 也正为促进京津冀地热资源利用做着 努力. 中国地质调查局重点实施地热资源调查评 价工作包括 '

三区一点一线'

. 中国地质调查局 相关负责人表示, 三区即为雄安新区、 北京城市 副中心、 天津东丽湖地区;

一点即为献县科研基 地;

一线即为太行山―渤海地壳结构断面.据介 绍, 献县在

2017 年年底已实现了地热发电. 雄安新区的地热资源优势已被业界认可. 雄安新区雄县是地热开发利用程度最好的地 区, 安新县和容城县的地热开发利用程度相对 较低, 潜力巨大. 该负责人表示. 据悉, 雄安新区的地热勘查以 构建绿色透 明雄安, 打造地热利用样板 为目标, 开展雄安新 区浅层地温能调查、 容城地热田整装勘查、 雄县 地热田整装勘查、 高阳地热田整装勘查、 地热资 源勘查开发及科学利用示范等项目. 京津冀地热资源梯级综合开发利用科研基地 所在地位于河北省沧州市献县东部的沧县台拱区 国营梅庄洼农场, 地处滏阳河、 滹沱河交汇地带. 科研基地的地热资源非常丰富,

4000 米以浅 主要蓟县系雾迷山组和长城系高于庄组热储, 其中,雾迷山组最大钻遇厚度 2.5 千米,涌水量 100~120 立方米 / 时, 孔底温度

97 摄氏度;

高于庄 组最大钻遇厚度

400 米,涌水量 50~70 立方米 / 时, 孔底温度

110 摄氏度;

单井供暖面积可达

10 万 平方米, 总发电装机容量可达

300 千瓦以上. 据介绍, 未来, 该科研基地将依托 地热资 源调查评价与勘查示范 工程, 紧密围绕京津 冀地区地热清洁能源勘查开发需求, 研究深部 碳酸盐岩热储结构,揭示地热资源形成机制, 攻克采灌均衡地热资源勘查评价技术, 攻克能 源站设施地热梯级利用系统集成的关键技术, 开辟深部地热资源勘查开发第二空间, 开展地 热开发地质环境影响评价, 为京津冀地热资源 规模化高效利用提供资源和技术支撑, 建立可 复制的地热利用经济模式, 为切实推动地热产 业化发展服务. 前沿点击 酷技术 中国地热开发迎来机遇. 图片来源: 百度图片 3D 打印听诊器 图片来源: 百度图片 近日, 美国临床肿瘤学会和美国病理家学院 在肿瘤领域权威期刊 《临床肿瘤学》 (Journal of Clinical Oncology, 简称 JCO) 杂志上发表联合评 论, 文中指出大多数关于 ctDNA 检测的 临床有 效性和临床实用性的证据明显不足 .这无疑是 对呼声越来越高的肿瘤液体活检技术泼了一盆 冷水. 作为传统活检的替代技术以及癌症早期筛 查的新技术,液态活检技术通过非侵入性的血 液取样方式获得肿瘤信息以辅助癌症治疗, 是 精准医疗 领域中具代表性的诊断技术.液体 活检技术包括多个研究方向,近年来讨论得较 多的就是 循环肿瘤细胞 (CTC) 和 循环肿瘤 DNA (ctDNA) . 美国两家机构关于 ctDNA 检测 证据不足 的结论是怎么得出的?会给液体活检技术带来怎 样的影响?带着这些问题, 记者走访了中国 CTC 产业联盟理事长、中国科学院国家纳米科学中心 研究员胡志远. 受质疑的仅仅是 ctDNA 检测 《中国科学报》 : CTC 和ctDNA 的确切概念、 两种检测技术的理论依据分别是什么? 胡志远: CTC 即 循环肿瘤细胞 , 是指进入 到血液循环中的肿瘤细胞. 部分 CTC 可以逃离机 体免疫识别或药物治疗,在体内寻找合适的微环 境, 形成 种子 在远端组织器官或原发组织种植 生长, 造成肿瘤的转移或复发.ctDNA 即 循环肿 瘤DNA 片段 ,主要是死亡的肿瘤细胞破裂后释 放出来的、 片段化的基因组 DNA. 两者的区别是, CTC 是能提供完整基因组的 活细胞.通过分离出这些细胞, 研究每个细胞的基 因组和蛋白表达, 比ctDNA 分析效果更广谱 (不 必看特定基因的特定片段) .由于这种 先天的优 越性 , CTC 在液体活检中独占鳌头. 《中国科学报》 : 可以理解成 CTC 技术检测 的是活的肿瘤细胞, 而ctDNA 技术检测的是肿瘤 细胞的遗迹 吗? 胡志远: 很准确.如果说 ctDNA 是人体静脉 这条 河流 里搜寻到的 鱼骨头 , CTC 就是从这 条河流里捕获到的完整的 鱼 .通过对前者的分 析, 不能确认 鱼 的活性, 更多获取的是已经凋亡 的肿瘤细胞信息;

而后者则拥有包括 mRNA、 核酸 分子等更多的信息, 因此经过进一步分析, 可判断 出受检者目前和未来的疾病状况,对于临床具有 更为重要的意义. 《中国科学报》 : 就 独占鳌头 而论, 你如何评 价CTC 在肿瘤检测上的潜力? 胡志远:这要提一下 CTC 技术 的 起源 . CTC 最早由澳大利亚医生 Thomas Ashworth 于1869 年首次提出, 远早于其他肿瘤标志物.后来 美国杨森诊断公司开发出基于CTC 检测的 CellSearch 检测系统 .2004 年, CTC 获得美国 食品与药品管理局 (FDA) 批准, 用于肿瘤诊断. 自此, CTC 技术正式推向市场, 并涌现出大量有 意义的相关临床研究. 美国癌症联合委员会 (AJCC) 在2010 年制定 的 《肿瘤分期指南》 中, 就将 CTC 列入目前国际上 最为通用的肿瘤分期系统―― ―TNM 分期系统. 在2018 年1月1日在全球启用的 AJCC 第八版癌症 分期系统中, 更进一步明确了 CTC 检测的临床价 值,将CTC 列为继 ER/PR、 HER

2、 Ki67 和肿瘤 组织学分级四项生物学指标之后的又一项乳腺癌 预后评估工具, 认为乳腺癌外周血中存在 CTC 提 示预后不良. 这一系列发展过程, 都说明 CTC 这项液体活 检技术是受到权威机构和官方认可的.这次被学 术界质疑的仅仅是 ctDNA,不是整个的液体活检 技术. CTC 比ctDNA 更有优越性 《中国科学报》 :这次 ctDNA 的临床有效性 和临床实用性受到质疑,这种情况会发生在 CTC 上么? 胡志远:临床有效性和临床实用性是对技术 进行评价的关键因素.临床有效性和临床实用性 都需要临床数据的支持.可以说, 没有大型临床数 据支持的研究都是 不靠谱 的.ctDNA 缺乏临床 数据的支持,因而导致了现在的困境,我也承认 ctDNA 现阶段的临床运用还不够成熟. 而CTC 的境遇则完全不同. CTC 一直受到广 泛的青睐, 不乏各类理论依据和临床证据. 近期 《临 床肿瘤学杂志》发布前列腺癌Ⅲ期临床试验的结 果, 多达

6000 多例的临床数据明确证明 CTC 是远 优于目前临床金标准 (蛋白肿瘤标记物) 的血液标 记物.这足以证明 CTC 的临床有效性和临床实用 性. 所以, 我认为 CTC 比ctDNA 技术在癌症早筛 和精准治疗的临床应用方面更有优越性. 《中国科学报》 : 那么 CTC 检测技术在临床的 应用是何表现? 胡志远:大量研究和报道证明, CTC 在肿瘤 诊断、治疗和监控等临床应用上表现优异.CTC 与癌症患者的预后密切相关,患者治疗前后的 CTC 类型和数目的变化具有重要的预后提示价 值.尤其是在当下火热的肿瘤免疫治疗领域中, CTC 也能很好地担当 侦察兵 的职责. 由中国军事医学科学院附属医院消化道肿 瘤科徐建明主任和中国科学院国家纳米中心合 作的 PD-1 单抗 (IBI30) Ⅰ期临床试验发现, PD-L1 强阳性 (PD-L1high) 的CTCs 可用于预 测和监控 PD-1 单抗治疗效果. 这一研究成果已 经发表在 肿瘤领域 权威期刊《肿 瘤免疫学》 (Oncoimmunology) 上. 对液体活检技术后续发展乐观 《中国科学报》 : CT........