VR头戴式显示器虽尚未普及,但他们早已拥有了对我们生活的方方面面进行改革的巨大的潜能,比如我们如何看待娱乐活动(电影或视频游戏),如何看待世界,甚至更重要的:如何从事科学研究和应用于临床医疗?
怎么用虚拟现实作科学研究?
地处纽约市的Weill康奈尔医学院的研究人员就在试图通过虚拟现实技术,加深对驱动癌症的基因突变的理解。他们已经为Oculus Rift VR头戴式显示器开发了一套新程序,让用户能够看到并与蛋白质的三维模型进行互动。这套新程序被称作“IPM VR”,是精准医学VR研究所(Institute of Precision Medicine VR)的简称,旨在让研究者更容易更准确地判断人类的DNA在哪一位置发生了何种变异才导致了癌症的发生,并迅速找到阻止癌症扩散的最佳方案。
或许你可以这样想,在以前,科学家们研究细胞和分子都是在显微镜下。而如今,带上VR头盔以后,细胞/DNA/蛋白等等就环绕在你的周围!太酷炫了。当然,直接这样说还是太科幻了。那么我们先癌症开始讲起。
变异在于基因,我们为何关注蛋白?
要回答这个问题,我们首先需要了解癌症在人体中是如何形成的。癌症的形成要追溯到人体的蓝本-DNA。基因决定了每个你身上每一个细胞会如何生长。而每个人的基因组都存在一些变异,有些通过遗传而得,有些则由环境因素所诱发,比如吸烟,日晒,以及在新细胞生成时自发产生的变异。这种变异是癌症的根源。尽管大多数突变都是良性的,但某些突变的错误组合有时就会引发特定器官或者区域的细胞生长失控,最终抑制人体的正常工作,这一过程就是癌症。
换句话说,就是你的源代码在复制的过程中出bug了:有几条语句丢失或出错(DNA变异),然后在执行新代码的时候(你身体上的细胞复制更新),运行结果不正确(产生癌症细胞)。
理解了这一点,我们继续来往下看。
当突变仅存在于DNA水平时起不到任何作用,只有当该基因被转录并翻译成蛋白时才会产生影响。
肿瘤所包含的基因突变多达1000多种,只有极少数突变真正驱动癌症的生长和扩散。要搞清楚究竟哪些突变才是某一特定癌症的驱动者就像大海捞针一样。但是,如果医生能做到这一点,从而使健康的细胞得以继续正常工作,患者必定受益无穷。这一领域就是精准医学。
然而当突变仅存在于DNA水平时起不到任何作用,只有当该基因被转录并翻译成蛋白时才会产生影响。
蛋白质是根据人体DNA的遗传指令所生成的分子构件模块。拥有三维结构的蛋白质,往往被作为平面结构绘在纸上。当需要判断一个新的突变是否会驱动癌症时,临床医生会检查它是否靠近“热点”,即在同一类型的癌症患者中常见的基因突变所聚集的区域。有些突变在蛋白质的二维结构中看起来距离离热点很远,但换成三维结构中观察就可能离热点很近。
这看似不起眼的小小差异,却可能对病人有着重大意义:发现这个可能会驱动癌症的突变,临床医生就有希望可以帮助病人选择一个可以靶定该突变的药物;毫不夸张地说,能否获取这些信息关乎生死。
或者换言之,再拿刚刚那个编程的故事来类比,这就好像在原来医生们就像程序员一样做测试,在电脑显示屏线面找到程序bug并修复,而通过虚拟现实技术,程序员(医生)可以化身成程序本身,就像黑客帝国中的Neo那样,在矩阵(人体)中去解决Bug(癌症)。
利用VR技术寻找致癌突变。
康奈尔大学的科学家在Oculus Rift VR头戴式显示器和游戏软件的早期版本的基础上开发出了RPM VR,帮助研究人员和临床医生身临其境地探究病人独特的基因突变。这套新程序不但配备了监测观看方向的运动传感器,而且能够依靠一些外部摄像头,进一步跟踪身体和手的运动。
当研究者对病人肿瘤中所有的基因进行测序后,软件会将测序监测到的所有突变投影到一个特定蛋白的3D结构影像上。带着VR设备的临床医生仅通过变换视角就能观察突变热点区域,或者研究有问题的突变,更能通过手和手臂的姿势,来浏览整个蛋白。若需了解更多信息,临床医生可以从电子病例中提取关于病人癌症类型和病史的二维报告。
目前,这款设备还主要被应用于科研领域,但康奈尔大学的研究团队相信,在五到十年的时间里,全美的临床医生都能用上这套VR设备。Oculus公司希望能在瞬间就把关于基因突变和蛋白形状的复杂信息直观地传达给医生。既能省去学习使用其他的软件的麻烦,又能实现医生之间的无缝协作,使不同学科的专家只需带上自己的VR设备就能共享到相同的信息并进行讨论。
Sigaras和Elemento希望自己团队开发的软件能够成为用虚拟实境技术医疗应用的先驱之一。
对于未来虚拟现实技术在医疗领域的应用,核心问题在于,如何通过该技术使医生能更快速更直观地获取信息,提高医生的工作效率和生产力。抗癌是一场与时间的赛跑,医生需要分秒必争。因此清楚了解医生的诉求,将他们最希望在虚拟实境中获取的信息呈现出来,才是VR在临床应用中的正确打开方式。
医谷链
来源:DECODE解码
为你推荐
资讯 药品试验数据保护9问?为什么中药不适用于数据保护制度? 国家药监局发布 《药品试验数据保护实施办法》
数据保护是指,符合条件的化学药品和生物制品获批上市时,国家药监局对申请人提交的自行取得且未披露的试验数据和其他数据实施保护,给予最长不超过6年的数据保护期。数据保护期...
2026-05-15 18:16
资讯 博腾股份首个欧洲基地遭诺华单方面节约
5月13日,博腾股份(300363 SZ)发布《关于对外投资进展及重大风险提示的公告》,根据公告,其位于斯洛文尼亚的研发生产基地遭到诺华公司(Novartis)的单方面解约,诺华单方要...
2026-05-15 14:43
资讯 甘李药业先后两款胰岛素产品在欧盟获批
5月14日晚间,甘李药业发布公告称,甘李药业股份有限公司及其欧洲全资子公司甘李药业欧洲有限责任公司(Gan&LeePharmaceuticalsEurope GmbH)于近日收到欧盟委员会(EuropeanCo...
2026-05-15 12:00
资讯 2026年度国家医保基金飞行检查正式全面启动
5月14日,国家医保基金飞行检查湖南现场启动会暨警示教育会在长沙召开,这标志着2026年度国家医保基金飞行检查正式全面启动。国家医保局党组成员、副局长黄华波出席会议并讲话。
2026-05-15 08:29
资讯 泰格医药实控人被立案,还拖累了哪些上市公司
5月12日晚间,国内CRO龙头企业泰格医药(300347 SZ;3347 HK)发布公告称,公司实际控制人叶小平、曹晓春收到中国证监会《立案告知书》,二人因涉嫌持股变动相关信息披露违法...
2026-05-14 18:11
资讯 诺贝尔化学奖获得者创办的AI制药公司 Isomorphic Labs 完成21亿美元B轮融资
据国外媒体消息,由谷歌DeepMind孵化、AI制药企业Isomorphic Labs完成21亿美元(约合人民币142 5亿元)B轮融资。
2026-05-14 13:29
资讯 CDE:2025年度药品审评报告
2025 年受理 16130 件技术审评类药品注册申请,以药品类型统计,中药注册申请 2723 件,化学药品注册申请10587 件,生物制品注册申请 2820 件。
2026-05-14 11:54
资讯 欧洲肥胖大会:诺和诺德Wegovy在所有绝经阶段的女性中均实现了显著减重
丹麦当地时间5月12日,诺和诺德公布数据显示,Wegovy(诺和盈)在女性肥胖症患者不同生育生命阶段中均达成了显著且一致的减重效果,涵盖绝经前阶段、绝经期和绝经后阶段[1]。绝...
2026-05-13 12:59
资讯 伊米诺康完成 2.5 亿元 A 轮融资 加速打造全球领先全人源抗体发现平台
本轮融资由维梧资本领投,高脉元航跟投,老股东熙诚金睿、泰煜投资大比例超额追加投资,资金将重点用于核心技术迭代、平台商业化落地与创新能力升级。
2026-05-13 09:58
资讯 减重之后怎么办?礼来ECO最新数据将行业视线推向“长期维持”
2026年5月13日,礼来公布SURMOUNT-MAINTAIN和ATTAIN-MAINTAIN两项后期临床研究详细结果。
2026-05-13 09:53
资讯 147亿,A股医药板块有史以来最大的年度亏损
147亿,A股医药板块有史以来最大的年度亏损。近日,A股疫苗明星企业智飞生物(300122 SZ)发布的2025年年报公布了这一“成绩”。这也是智飞生物上市以来首个亏损。
2026-05-12 20:21
资讯 恒瑞医药与BMS达成总交易额可达约152亿美元的战略与许可合作
本次合作协议共包含 4 项恒瑞肿瘤学及血液学项目、4 项 BMS 免疫学项目,以及双方依托恒瑞研发引擎与多元创新技术平台共同研发的 5 项创新项目,值得注意的是,这13在研...
2026-05-12 13:40
资讯 徐和平教授荣膺国际视觉与眼科研究协会(ARVO)金质会士(FARVO Gold)荣誉称号
近日,国际视觉与眼科研究协会(The Association for Research in Vision and Ophthalmology, ARVO)在美国丹佛召开的2026年年会上正式公布了本年度金质会士(ARVO Gold Fellow,FARVO)评选结果。
2026-05-12 13:35
资讯 中国生物技术发展中心:细胞组分及衍生物治疗新技术临床研究备案指引(第1版)
本指引适用于在我国境内开展的非以药品注册为目的的细胞组分及衍生物治疗新技术临床研究,本指引所指的细胞组分及衍生物治疗新技术不依赖完整活细胞,是指利用人自体或异体干细...
2026-05-12 10:05
资讯 迈瑞遭证监会监管六问
5月8日,中国证监会对外公布最新一期《境外发行上市备案补充材料要求》(2026年4月27日—2026年5月8日),国际司共对7家企业出具补充材料要求,其中包括已于2025年11月10日向港交...
2026-05-10 19:21
资讯 复星医药至多10.15亿元取得两款FAK抑制剂中国大陆区域独家商业化权利
5月8日,应世生物宣布与复星医药达成战略合作。根据协议约定,应世生物将授予复星医药其自主开发的两款创新 FAK 抑制剂IN10018(Ifebemtinib)、IN10028在中国(不含港澳台地...
2026-05-09 16:14





