《自然-医学》：影响2025年医学发展的11项临床试验，机器学习闻出威士忌产地，月球的年龄更老了 | 一周论文新鲜读

来自《自然》旗下期刊的新近发表，我们为您精选呈现。

1. 影响2025年医学发展的11项临床试验

2. 土星环如何保持年轻外观

3. 银河系超大质量黑洞附近发现双星系统

4. 月球的年龄更老了

5. 南极海冰损失致风暴形成

6. 算法能闻出威士忌中最强烈的香气和产地

7. 嫦娥六号在月球发现晚期活跃磁场

“我们的榜单反映出世界在2025年面临的那些令人担忧的健康挑战，以及旨在治疗肥胖、癌症、营养不良、精神健康不佳和极端高温影响的新疗法和新技术。其中一些新疗法从未在人体中进行过试验，例如两种不同类型的基因疗法。其他一些则拥抱了AI革命，包括聊天机器人和智能手机技术，用于改善心理健康、辅助宫颈癌检测以及帮助自闭症儿童学习社会技能。” 《自然-医学》的高级编辑Ben Johnson写道。

心理健康在今年的榜单上占据了重要地位，值得注意的是有一项临床试验利用一个手机工具包来帮助中低收入国家（如肯尼亚）的青少年。这一工具包设计用于帮助儿童自我评估心理健康需求并与同龄人建立联系，而研究人员则想了解这一群体中暴力行为的根本原因。另一个独立研究组正在临床测试不同方式来使用大麻二酚（CBD）产物（一种大麻植物的提取物）治疗精神疾病，临床试验于11个国家的30处地点进行，共有1000名参与者。

女性健康也是榜单重点关注的领域。在调查了女性使用智能手机的情况后，一个人工智能聊天机器人被设计用于协助女性进行宫颈癌筛查，研究结果表明该工具的用户普遍对它感到满意，且认为该工具能快速解答她们的问题。这项试验预计将于2025年完成。研究人员还在研究一种不同于当前主流“一刀切”（一套标准通用所有人）方法的乳腺癌筛查方法来筛查这一疾病。正在进行的临床试验纳入了6个国家的53000名女性，其中一半人通过DNA测试表明存在乳腺癌风险。

在人类营养方面，美国国立卫生研究院资助的“精准健康营养项目”中，研究人员将对8000名成人的饮食、遗传、微生物组、生活方式习惯以及健康史进行分类分析，尝试预测不同饮食模式如何影响这些人。同时，一个名为ALIMUS的项目将研究随着气候变化导致土壤养分减少的情况下，如何帮助肯尼亚和布基纳法索的家庭蔬菜种植填补儿童和育龄妇女的营养缺口。

此外备受关注的还有PSMAddition试验，这项试验旨在研究在1126名患者中使用镥-177（一种含有放射性物质的药物）治疗前列腺癌。在一项已完成的试验中，西非布基纳法索的1200名居民参与了研究，使用覆盖高反射性材料的屋顶（称为“凉爽屋顶”）来降低室内温度，作为极端高温的解决方案。同时，Beacon试验正在评估一种被称为“碱基编辑”的新型基因疗法，该疗法将编辑严重镰状细胞病患者体内的造血干细胞。虽然试验中有一名患者在治疗期间死亡，但没有证据表明这是由碱基编辑过程所致，目前试验仍在继续进行。

根据《自然-地球科学》发表的一篇论文，土星的冰环可能比看上去更古老，因为它们能抵御岩石碎片撞击造成的污染。作者认为，土星环可能和行星本身一样古老，虽然它们看上去干净年轻，这挑战了过去对它们年龄的估计。

土星环曾被认为很古老，可能与行星同时形成——大约45亿年前。人们认为，随着时间推移，微流星体（在太空中穿行的比沙粒还小的岩石碎片）撞击会弄脏组成环的岩石和冰颗粒，使之颜色变深。但是卡西尼号宇宙飞船在2004年到达土星的时候观察到，土星环看起来相对明亮干净。因此，研究估计土星环的年龄不到4亿年。

日本地球生命研究所的兵頭龍樹（Ryuki Hyodo）和同事用计算机模型模拟了微流星体和冰环颗粒之间的撞击。他们发现，高速撞击会让微流星体汽化，随后汽化物质在土星磁场中膨胀、冷却和凝结，形成带电纳米粒子和离子。兵頭和同事的模拟表明，这些带电粒子随后要么与土星碰撞，被拖入它的大气层，要么彻底逃离土星的引力。因此，作者认为只有很少的此类物质会沉积在土星环上，这让土星环看起来相对干净。他们认为极低的污染水平可能意味着土星环实际上已有几十亿年历史，只是维持着年轻的外观。

虽然还需要进一步研究，但作者认为，这一过程也可能发生在天王星和海王星的环上，以及巨行星周围的冰卫星上。

《自然-通讯》的一篇论文报告了在银河系中心的超大质量黑洞附近发现的一个双星系统。人们对这类系统虽然早已有所预测，但一直未能检测到。这些发现为银河系超大质量黑洞人马座A*（Sagittarius A*）附近的恒星动力学和演化带来了新的见解。

人马座A*被高速恒星和尘埃天体环绕，它们被统称为S星团（S-cluster）。人们预测S星团中存在双星系统（两颗恒星围绕同一重心，被引力彼此约束），但此前尚未探测到。过去的研究认为，由于恒星与人马座A*的相互作用，这类恒星不太可能稳定存在。

德国科隆大学的Florian Peißker和同事利用甚大望远镜和凯克望远镜的档案数据，首次在S星团里探测到一个双星系统。该系统被称为D9，由双星D9a和D9b组成，年龄相对较轻，预计约270万年，可能形成于S星团的外部。进一步分析表明，这一系统在S星团内的稳定期已经走到尽头，由于黑洞的影响，双星系统的两个部分可能会在较近的未来合并。对D9的探测表明，这类双星系统在从S星团外迁移到内部后，能够在星团里存续约100万年。这些发现为了解人马座A*轨道上恒星的潜在演化路径带来了新的见解。

《自然》的最新研究发表了支持月球年龄更老的证据，指出其形成时间大约在45.1亿年前。这项新分析显示，约43.5亿年前月球表面的“再熔融”过程或许掩盖了一段更古老的历史。

一般认为，月球是在早期地球与一个火星大小的原行星相撞（影响地球历史的最后一次大撞击事件）后形成的。对该事件发生时间的估算是基于对月球岩石样品的测年，这些岩石样品据推断是从撞击后存在的月球岩浆海中结晶形成的，如此推算出月球的年龄在43.5亿年左右。不过，这个年龄无法解释热力模型与其他证据之间的多个差异，如月球上环形山的数量以及月球表面部分锆石矿物的年龄，这些证据显示月球的年龄可能高达45.1亿年。

美国加州大学圣克鲁斯分校的Francis Nimmo和同事指出，频繁出现的约43.5亿年历史的岩石或许指向一次由月球轨道演化驱动的再熔融事件，而非首次月球岩浆海凝固。作者利用建模证明了月球可能经历了充足的潮汐加热，导致了约43.5亿年前的这次再熔融事件，这可能“重置”了这些月球样品的表面形成年龄。此外，月球再熔融事件或许解释了为何早期撞击形成的月球撞击盆地比预计的要少，因为这些盆地可能在加热事件中被抹去了。作者推断，这种解释或许表明月球形成时间在44.3亿至45.3亿年前，达到了之前对月球年龄估算的上限。这些见解有助于我们将对月球形成的理解与现有的类地行星形成的相关知识统一起来。

《自然》发表的一篇论文指出，南极洲海冰范围近期创下的最低纪录导致新出现的无冰海洋上方的风暴频率增加。2023年，南极洲周围海洋的海冰密集度在部分地区下降了80%之多，导致更多热量从海洋转移到大气，这被发现与风暴增加有关。该研究结果揭示了海冰损失对气候系统的更广泛影响。

南极海冰减少会导致海洋变暖，南大洋碳汇能力减弱，以及企鹅群落的缩减。尽管研究人员发现海冰从2016年起出现了大范围缩减，但2023年2月开始的海冰密集度下降打破了历史纪录——到6月有233万平方千米的海冰无法重新生长，这是之前6月最低值的两倍。

英国国家海洋学中心的Simon Josey和同事分析了卫星和近洋面大气数据，发现2023年冬季有三个海冰覆盖异常低的区域，缩减最严重的区域相对1991年至2020年6-7月平均值减少了80%。这种海冰损失伴随着海洋向大气释放更多热量，有些区域的热量损失是2015年之前水平的两倍。这种热量损失的增加与风暴频率上升有关，根据作者计算，海冰损失严重的区域最多会增加7天的风暴。此外，热量转移的变化可能会影响海洋循环，尤其是南极底层水——南大洋深处的一层高密度低温水——吸收和储存热量以及二氧化碳的方式。

《通讯-化学》发表了一项研究，提出两种机器学习算法能够确定一种威士忌来自美国还是苏格兰，并识别其最强烈的香气。研究结果还表明，在评估威士忌最强烈香气方面，算法的表现优于人类专家。

威士忌的香气是由多种复杂香味化合物混合而成的。因此，仅依据分子组成来评估或预测一种威士忌的香气特征非常困难，通常需要人类专家组成的小组来识别威士忌最强烈的香气特征，但这需要大量时间、金钱和培训投入，而且参与者之间往往意见不统一。

德国弗劳恩霍夫工艺工程与包装研究所（IVV）的Andreas Grasskamp和同事用两种算法评估了7种美国威士忌和9种苏格兰威士忌的分子组成，这两种算法一个叫做OWSum，是由作者开发的分子气味预测算法；另一个则是一种神经网络。分子组成数据来自气相色谱法和质谱分析的现有结果，这两种技术被用于分离和识别混合物中的成分。作者用算法识别每种威士忌的产地国和最强烈的5种香气特征，随后将算法结果与由11名专家组成的小组得出的结果进行了比较。

OWSum能够识别一种威士忌的产地是美国还是苏格兰，准确度超过90%。检测到薄荷醇和香茅醇与美国威士忌的分类最为密切相关，而癸酸甲酯和庚酸的存在与苏格兰威士忌分类的关系最为密切。OWSum将焦糖味识别为美国威士忌最具特征性的香气，而将苹果味、溶剂味和酚感（常被描述为烟熏味或药味）视为苏格兰威士忌最具特征性的气味。最后，两种算法平均而言都能比任何一位人类专家更准确稳定地识别出特定威士忌5种最强烈的香气。

作者认为，他们的方法能够对威士忌进行快速的算法分类，并识别其香气中的关键特征。

本周《自然》发表的一项研究在对嫦娥六号样品展开分析后，发现月球磁场在约28亿年前重新增强。研究结果是对月球背面磁场受约束的首次报道，挑战了之前认为该磁场在31亿年前急剧下降后一直很弱的理论。

对月球岩样的采集和分析显示，月球曾和地球一样有一个磁场，或称发电机（dynamo）。这个磁场在约42亿-35亿年前较为活跃，到了约31亿年前显著减弱。目前的数据显示，这个发电机直到在约10亿年前最终消失之前一直很弱，不过，既往研究主要关注月球正面，为我们对其磁场的认知留下了空白，尤其月球背面的磁场。

嫦娥六号任务从月球背面采集了约28亿年前的玄武岩，对这些玄武岩的分析揭示了关于磁场强度的信息。中国地质与地球物理研究所的蔡书慧和同事指出，测量数据显示，月球磁场在这些岩石形成年代的强度比之间认为的更强。研究结果表明，月球磁场强度在之前报道的31亿年前发生减弱后又重新增强。作者推断，驱动这个月球发动机的过程可能涉及某个岩浆海或月岁差（月球绕轨旋转时发生的“摇晃”）。

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