近年来，人工智能、基因编辑、生物3D打印、诱导众干练细胞、合成生物学等新兴技能备受眷注，并慢慢使用至临床医学范畴，给很众疾病的诊治带来了新手腕。这些技能因其特别的上风正正在庖代或者一经庖代守旧医疗技能，对现有诊疗理念具有推倒性的意旨。医学范畴推倒性技能的生长，不但蜕变了现有的诊疗格式，还蜕变了今世医学的思想格式。今世医学正慢慢向众技能、众学科交叉统一偏向生长，并延续产生新的推倒性技能。然而，正在这些新兴技能先进的同时也出现了良众的题目。本文综述了今世医学中几个代外性推倒性技能的发出现状，同时对伴生的和平题目举行了浅析及预测。
推倒性技能最早由美邦哈佛商学院Clayton M.Christensen教师正在《推倒性技能的机会海潮》中提出。Christensen正在该文中指出：刻舟求剑的策划统制形式会使处于巅峰且运转精良的公司轻忽少少新兴理念和技能，于是导致该公司畴昔落空潜正在的客户群和技能上风。这些新兴的技能一起首并不行逢迎主流消费者的需乞降心情，往往需求从低端或边际墟市切入，并以价钱低贱、行使便捷为初始特点，渐渐侵略主流墟市，渐渐替换现有技能范例和贸易形式，造成一套新的代价编制。这些新兴技能对墟市和主流消费人群的代价观具有推倒性的意旨，推倒性技能这一观点也应运而生。推倒性技能的观点最初是正在贸易后台下提出，跟着特定科学技能起首利用和延迟至社会经济、军事、医药等范畴并出现愈来愈大的影响，推倒性技能的内在也正在延续地拓展。目前闭键是从墟市和技能两个视角来对付推倒性技能。墟市视角闭键夸大技能对已有墟市的影响，而技能视角更重视技能自身的打破或技能间的交叉统一。
近年来，邦度出台一系列计谋文献，以“大邦计、大民生、大学科、大专业”的新定位，推进医/工/理/文/农等深度交叉融通，促进医学范畴立异生长。为了满意邦度巨大计谋需求，众学科交叉统一是医学立异生长的必由之道，也是推进今世医疗技能临床转化，夯实健壮中邦巨大主意的基石。器重推倒性技能生长，具有深远和改革性的意旨。医学范畴内的推倒性技能不但请求性命健壮和生物医学范畴的功劳立异，也请求满意临床利用需求应对巨大医学离间，阐述“医学+X”的众学科交叉统一上风，打破现有技能瓶颈。对此，本文综述了今世医学中几个代外性推倒性技能的发出现状，并对方今生长存正在题目举行领悟，以期为我邦生长医学范畴相干推倒性技能供给参考。
推倒性技能的显露和生长源于科学展现和利用技能的相互推进。当推倒性技能正在和平、效用、本钱、行使处境等方面出现足以改革考虑业态和财富形式的打破时，将塑制新的理念。正在推倒性技能的生长流程中，往往存正在区别窗科或范畴的交叉统一，继而催生出新的学科、技能或者外面，恐怕会出现更众具有推倒性恶果的技能。跟着性命科学与算计机科学、物理、化学等学科的统一交叉，推倒性技能渐渐生长并具备了高通量、性情化、易操作等特点。这些技能极大地推进了今世医学科技的生长，使疾病的诊疗形式渐渐发作革命性的变动。以人工智能、生物3D打印、基因编辑、诱导众干练细胞、合成生物学等为代外的考虑和技能，饱励了性命科学范畴的长远改革，医学范畴内的推倒性技能不但会蜕变疾病的诊疗、人类健壮推进和医学考虑的思想格式，另有助于饱励生物医药等邦度计谋性新兴财富的生长。
跟着医疗数据范围延续扩展、数据统制准则延续完满、数据领悟才干延续升高，医学与算计机科学深远交叉统一，人工智能正在医疗范畴通常利用并饱励改革立异。基于豪爽数据出现的人工智能算法不但为疾病统制、医疗办事供给了敏捷、优化的途径，也饱励了医护思想形式的变更。跟着大数据步骤的完满和算计机才干的扩展，人工智能正在医疗健壮范畴利用的深度和广度也被延续的发现和扩展（外1）。基于人工智能的认知算计、呆板研习、图像识别、语音交互、自然发言管理、智能呆板人等技能和产物，正在健壮监测、疾病诊断与医治、病院统制、健壮统制以及医学考虑和药物开拓等范畴都有宽阔的利用前景和临床转化潜力。现已有豪爽文献报道使用呆板研习技能对病人举行诊断和医治。以医疗影像为例，呆板研习和人工智能算法也许辅助医疗诊断流程，凭据核磁共振、电子算计机断层扫描、超声医学影像、病理切片、内镜数据等对疾病举行诊断和分类。目昔人工智能已通常利用于血汗管疾病、肿瘤、神经体系疾病、呼吸体系疾病的诊疗统制以及相干病理学领悟。2021年9月，美邦食物与药品监视统制局（Food and Drug Administration，FDA）初次揭橥了已取得许可的人工智能相干医疗工具名单，共计343项产物，个中放射影像产物数目排正在首位，占总量的72.8%；2022年10月，FDA更新了相干数据，新增178项已取得许可的人工智能相干医疗工具，获批总数增至521项。
基因编辑技能通过蜕变遗传基因来医治和防患某些疾病，这个观点的提出距今已有40余年。基因编辑技能闭键包罗：归巢核酸内切酶（Meganuclease）、锌指核酸酶（Zinc Finger Nucleases，ZFNs）、类转录激活因子效应物核酸酶（Transcription Activator-Like Effector Nucleases，TALENs）、成簇纪律间隔短回文反复序列（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats，CRISPR）等。个中CRISPR/Cas9也许对基因组及其转录产品举行定点插入、删除和点窜，具备打算粗略、操作容易，本钱低廉等上风，具有极其紧要的应宅心义，目前一经利用于农业（培养优秀新种类和创造育种质料等）、工业（巩固发酵工业产物的品格）、医学（药物靶标筛选、基因医治）等范畴。使用基因编辑技能，考虑职员也许更高效地设立特定的细胞系和动物模子、开拓基因医治手腕，为性命科学、根底医学和临床医学带来革命性的变动（外2）。CRISPR/Cas9已成为当下主流的基因编辑技能。1987年日本大阪大学Nakata等初次正在大肠杆菌的iap基因中展现了5段长为29 nt的反复回文序列。2007年，美邦丹尼斯克公司Horvath等初次通过病毒侵染尝试确定了CRISPR/Cas正在细菌中阐述拒抗病毒侵染的功效。进程数十年的考虑，考虑职员展现了众种CRISPR/ Cas体系，并对其效用机制有了进一步剖析。上海科技大学陈佳考虑组生长了一系列基于CRISPR/Cpf1的新型碱基编辑器。北京大学魏文胜考虑组设立了基于CRISPR体系的高通量筛选手腕，并正在全基因组鸿沟内实行了对编码基因和非编码基因的功效性筛选。另外，进程基因编辑化妆的细胞已用于新型肿瘤疗法的考虑，饱励嵌合抗原受体T细胞免疫（Chimeric Antigen Receptor T-Cell，CAR-T）等新型疗法的生长。同时，基因编辑技能被以为是希望治愈遗传性疾病和罕睹病的要害技能，为人类巨大疾病的医治带来了壮大欲望（外3）。
3D打印技能是基于离散-聚积道理，正在算计机辅助下举行分层加工、叠加成型的技能。生物3D打印（3D Bioprinting）也许基于3D打印技能和3D数字模子将负载细胞的生物组件修建成有功效的构制乃至器官。该技能统一了构制质料学、细胞生物学等常识与技能，可实行器官和构制的体外修建。器官和构制缺少继续是人类面对的壮大医疗离间之一，腾贵的保藏用度以及器官捐献导致的伦理题目永远存正在。生物3D打印技能为处理器官供体缺少供给了极具利用潜力的技能计划。行动一种立异的生物筑设战术，生物3D打印能够将新型质料（比如金属质料、高分子质料、陶瓷质料、自然高分子化合物、细胞外基质因素等）精准定位正在规则的3D分层构制中（外4），以创筑人制细胞群、构制或器官，裁减自体移植二次创伤和供体身分局限带来的题目。正在药物研发方面，通过生物3D打印的器官模子（如类器官等），能够用于体外的药物功效、毒性、抗性效用等考虑，从而低落药物临床前考虑本钱 。近十年来，FDA和欧洲药品禁锢局（European Medicines Agency，EMA）一经通过了一批生物3D打印布局体，涵盖了生物制剂、医疗工具和生物药品。生物3D打印技能能够拓展到医学的各个疾病范畴，正在人体各个别系中都有通常的利用前景和墟市（外5）。
诱导众干练细胞（Induced Pluripotent Stem Cells，iPSCs）是指通过向细胞中导入特定的转录因子，将终末分歧的体细胞重编程为众能性干细胞，使其发育成新的构制。诱导众干练细胞从被展现至今已有16年，相干技能利用的深度和广度一经被宽裕拓展，能够用于细胞运气把握、细胞众能性、人类进化、人体构制器官心理性能、人类遗传疾病、细胞再生东西开拓、药物筛选的细胞模子修建AG九游会、再生医学的细胞源泉、嵌合体等方面考虑，对性命科学和医学出现了壮大的影响。科学家一经说明iPSCs技能能使细胞去分歧、克复细胞的众分歧潜能，从而蜕变细胞运气，正在体外筑设出各式需求的细胞类型 。目前，该技能已正在根底考虑和临床履行中得以利用，但其正在药物筛选、再生医学和异种器官筑设等方面的和平保险和伦理题目仍需求延续寻找。
合成生物学行动新兴的推倒性技能，被誉为“第三次生物科学革命”的紧要载体，其骨子是以生物学考虑为根底，基于工程学思思，归纳使用化学、物理学、消息科学的常识和技能，从新或者改制合成具有特定生物学活性的生物分子及其复合物、功效线道和细胞器，从而创造细胞、构制、器官、生物个别以致生态体系，实行细胞和性命体的定向演化。简而言之，合成生物学是一种通过模仿性命编制来实行精准把握信号输出的生物学技能。正在医学范畴，合成生物学的利用闭键是凭据区别的疾病和致病机制，打算、修建适宜的医治性基因回道，更正机体内功效缺陷的回道来医治疾病。正在生长初期，合成生物学众利用于原核生物和粗略真核生物，比如使用合成生物学技能改制噬菌体捣鬼细菌轮廓扞卫膜并杀死细菌，或者通过改制细菌来合成豪爽药物（如青蒿素等）。2010年，Venter尝试室将合成的蕈状支原体基因组导入山羊支原体细胞中，出现与蕈状支原体很是肖似的个别。这是首例“人制细胞”，即环球首个“由人类筑设并也许自我复制的新物种”。2018年，覃重军团队使用基因编辑技能，设立仅含一条超等染色体的酵母细胞，为推演酵母进化和贯通性命素质开采了新的偏向。目前，合成生物学及相干技能正在药物筛选、肿瘤免疫医治打算、肿瘤细胞的特异性贯串工程菌方面都赢得了明显开展。同时，合成生物学一经被用到临盆庞大的小分子或者新型卵白药物，如抗疟疾药物前体、疫苗等。考虑职员也使用合成生物学来开拓新的医治战术来应对自己免疫疾病、代谢性疾病、流行症等。
推倒性技能也许迅速潜入并替换守旧技能，由此出现壮大变动，正在给人类社会带来利好的同时，也对现有的生长形式、思想格式、代价理念、隐私和平、伦理框架等带来障碍。
行动推倒性技能的紧要代外之一，人工智能一经告捷利用于医学图像领悟、医疗呆板人、药物研发、病院统制等众个医学范畴，大大升高了临床医疗的效用，减轻了大夫的负责。然而，人工智能带来的潜正在医疗和平题目也阻挠轻忽。因为人工智能需求算法步调来确保此类体系的运转，算法步调中的差池和缺陷恐怕导致不行料思或不公正的结果。为确保人工智能医疗产物的牢靠性，考虑职员务必改进人工智能算法的透后度、可托度、可量度性、巩固性和可克复性，正在实质利用场景中周旋“以人工焦点”的准绳，实时并干涉修复因人工智能算法出现的结果谬误。正在手术呆板人方面，Homa等梳理了手术呆板人的临床行使不良事务，提出呆板挫折是酿成患者死伤的因为之一。无疑，手术呆板人升高了手术精准度，但因为短少自决认识，纵使正在大夫的操作和监视下也无法完整确保其无差池运转。跟着科技的生长，人工智能一经越来越具有人性化的特点，但现有的智熟手术呆板人还无法宽裕贯通人类社会中的豪爽常识性常识，难以高度合理有用地管理自然发言，无法完整替换医护职员行动医疗运动的主体。人工智能的医学利用还应警卫其潜正在的消息和平题目。人工智能医疗体系中含有豪爽的患者隐私数据，保全于云端或固定存储器内，纵使有加密举措也无法完整遏制消息的调取和揭发。2017年美邦发作了15次巨大医疗消息揭发事务，进步三百万患者的消息被揭发，给社会带来壮大担心定身分和潜正在胁迫。
考虑职员应不断寻找人工智能算法的声明、优化、升级流程，以升高其医疗计划才干和医疗作为牢靠性。人们正在享福人工智能带来方便的同时，也需求戒备加紧医疗数据和平的扞卫和行使禁锢。
推倒性技能正在推进人类生长的流程中会不行避免地触发科学与伦理的碰撞，基因编辑技能和干细胞技能的生长就面对着豪爽伦理争议。以“基因编辑婴儿”事务为例，该事务被Science杂志总结为2018年度“科学崩坏”（Science Breakdown）。它打垮了生物伦理的底线，违背了闭于生殖细胞尝试的邦际共鸣，也重要违反了我邦《人类遗传资源统制暂行设施》等相干规则。中华医学会医学伦理学分会闭于“基因编辑婴儿”事务特意提出号召，提倡进一步巩固恭敬科学、敬畏性命的认识。此外，诸如嵌合体和人胚胎干细胞等考虑都恐怕对方今的伦理观点带来离间。
这类飞速生长的新型技能，需求实时对其协议伦理范例和功令法则，应将受试者的性命和健壮优点放正在首位，苛峻用命邦度功令法则和邦际邦内的医学伦理范例。科学家该当正在准确的伦理引导框架下开拓和利用推倒性技能，使之制福人类。值得戒备的是，伦理考虑也应与时俱进，两全人类的根蒂优点以及新技能的特点，做出有益的寻找并提出可行性提倡。
近年来，生物3D打印赢得了一系列紧要打破，但目前仍处正在研发和寻找阶段。 首当其冲的瓶颈便是耗材的局限，现阶段常用的生物3D打印耗材包罗金属、陶瓷、聚乙二醇及聚乳酸、明胶、胶原、透后质酸和壳聚糖等，质料本钱较高。 羟基磷灰石等两全精良生物相容性和和平性的质料还众处于尝试考虑阶段，离临床履行另有较大隔绝。 其次，生物3D打印是一个交叉和统一水平较高的学科，会合了死板、质料、细胞等相干范畴的技能，目前各范畴的相易有限，统一性技能人才缺乏。 再者，生物3D打印还存正在免疫反响、众构制打印、仿生布局等技能瓶颈，以及伴生的伦理题目。
然而，这些题目既是离间，也是机会。异日，生物3D打印技能恐怕会出现更众的打破，饱励和性情化医疗的生长。
合成生物学的通常利用为人类健壮带来了少少列生物和平（Biosafety）和生物安保（Biosecurity）题目值得深远思量。 生物和平干系到邦度大家卫生、社会巩固、经济生长和邦防设备，是邦度和平编制的紧要局限。 目前，合成生物学等生物技能恐怕惹起的生物和平题目闭键划分为三种： 一是对生物众样性出现的胁迫； 二是对人类健壮及生态处境出现的负面影响； 三是激发尝试室生物和平危急。 正在医学考虑范畴，合成生物学恐怕创造新的病原体，一朝发作揭发或是被行动生物军器，将酿成难以揣测的后果。 我邦也面对着潜正在的生物技能滥用、误用、谬用等状况，生物和平危急事势日益苛苛和庞大。
加快完满我邦生物和平危急防控和管辖编制设备是方今的肯定请求，2020年10月17日我邦通过了《中华百姓共和邦生物和平法》，从功令层面临生物技能考虑、开拓与利用和平举行立法扞卫。该法案明了将生物技能考虑、开拓运动分为高/中/低危急三类，展开高危急生物技能研发运动该当赢得答应，展开中危急生物技能研发运动该当举行挂号。
除了上述题目，医学范畴的推倒性技能正在生长流程中还会给人类和社会带来很众不行预知的危急，为技能开拓职员、医疗办事职员、禁锢计划职员等带来苛苛的离间。优点相干方对各种推倒性技能的开拓重心、评议目标、负担评判、伦理框架等尚未造成团结、切实的共鸣和指南。
正在策画和推进推倒性技能生长的同时，该当器重推倒性技能带来的各式题目和危急，预判恐怕会给人类社会酿成的伤害，升高危急提防认识和协议提防举措。防微杜渐，器重推倒性技能的前瞻性管辖，促使实行财富和社会式样安定过渡，加快推倒性技能的转化、利用和生长。
推倒性技能也许打垮守旧生长思想与门道，庖代现有主流技能，设立新技能维度。跟着技能编制的晋升和先进，医学范畴的新技能赢得巨大打破并出现改革性效应（外6）。异日，人工智能的医学利用范畴还将延续细分，加快医学呆板人、长途辅助诊疗和健壮大数据监测等产物的智能化升级。基因编辑技能也许精准蜕变内源致病基因，希望从根蒂上治愈肿瘤、血汗管及遗传性疾病等，异日或可用于检轶群种病毒或改制病毒的特点，进而把握和割断疾病传达。生物3D打印技能近十年来飞速生长，已也许行使从小鼠中提取的胚胎干细胞打印告捷取得仿生主动脉。异日，该技能希望打破免疫反响、血管化、众构制打印、仿生布局等瓶颈，饱励和性情化医疗生长。诱导众干练细胞被以为是21世纪医治人类疾病的最理思形式之一，异日希望庖代胚胎干细胞和医治性克隆。合成生物学正在基因工程和疫苗研制等方面均有较大打破，异日十年或将彻底改革医疗范畴。
推倒性技能的生长，不但正在企业和财富层面上很是紧要，正在邦度科技计谋层面也具有加倍巨大的意旨。习正在十九大通知中夸大：“加紧利用根底考虑，拓展实行邦度巨大科技项目，出色要害共性技能、前沿引颈技能、今世工程技能、推倒性技能立异”；正在二十大通知中再次夸大：“加快实行一批具有计谋性全体性前瞻性的邦度巨大科技项目，巩固自决立异才干。加紧根底考虑，出色原创，饱动自正在寻找”。《中华百姓共和邦邦民经济和社会生长第十四个五年筹备和2035年前景主意纲目》也中明了提出要前瞻策画异日财富，加紧前沿技能众途径寻找、交叉统一和推倒性技能提供。
方今新一轮科技革命和财富改革正正在加快促进，各学科范畴之间深度交叉统一。正在这个“百年未有之大变局”的出格史书时刻，我邦应紧紧收拢这个巨大的史书机会，切实左右与预测激发财富改革的推倒性技能生长偏向，为我邦科技立异供给紧要打破口以支持我邦科技强邦设备，正在新一轮科技革命和财富改革中抢占计谋制高点。
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