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· 公共卫生·
寄生虫感染疫情席卷美国，源头可能来自快餐店生菜
卡耶坦环孢子虫通过卵囊（显微镜图像中呈橙色）进行繁殖 图片来源：CDC/DPDx - Melanie Moser
近期，美国正在暴发卡耶塔环孢子虫（Cyclospora cayetanensis）疫情。根据美国疾病控制和预防中心（CDC）于7月15日发布的数据，5月至7月13日，全美共确诊1645例感染病例，其中141人住院治疗。目前已有34个州报告出现感染者，另有超过5100例疑似病例尚待进一步调查。这也是美国历史上规模最大的一次此类疫情。卡耶塔环孢子虫是一种细胞内寄生虫，它会侵入并劫持宿主细胞，尤其是肠道内壁细胞，迅速增殖，破坏细胞。环孢子虫病主要通过摄入含有寄生虫的食物或水传播。潜伏期约为一周，患者会出现水样腹泻症状，有时会持续数周。尽管大多数人最终不需要治疗，因为免疫系统能将寄生虫从体内清除，但该疾病可能持续数周甚至数月。卡耶塔环孢子虫通过卵囊繁殖。这些卵囊会随人类粪便排出，且必须在22至32摄氏度的温暖环境中成熟一至两周，才具备感染性，这也是疫情常在夏季发生的原因之一。治疗这种寄生虫的主要方法是使用复方抗生素甲氧苄啶-磺胺甲恶唑。
据《自然》新闻（Nature news）报道，近日，美国卫生官员发布最新消息称，此次疫情与全美5个州的快餐连锁店供应的生菜碎有关。报告感染人数最多的密歇根州已表示，生菜或沙拉蔬菜可能是罪魁祸首。不过研究人员表示，鉴于疫情规模如此之大，可能还存在其他污染源。观察显示，美国卡耶塔环孢子虫感染暴发的次数正在增加，这种寄生虫的传播范围正在超出传统的流行地区。气候变化可能正在为寄生虫卵囊的成熟创造更适合的环境。（《自然》新闻、《中国科学报》）
· 火星科学·
在火星上最新拍摄到“金属质感”的沙丘
上图为覆盖着干冰的“金属质地”沙丘，下图为从空中俯瞰凯撒陨击坑被风吹成的沙丘。图片来源：ESA/DLR/FU Berlin
人们对火星的印象通常是一片单调的红色沙漠。不过，欧洲空间局（ESA）的“火星快车”轨道飞行器（Mars Express orbiter）最新拍摄的图像显示，在一处古代火星陨石坑的底部，有一片看起来像是熔融金属质地的沙丘。
自2003年以来，“火星快车”号一直在环绕火星运行。这次拍摄到的“金属”沙丘位于凯撒陨击坑（Kaiser Crater），位于火星南部，是直径约207千米的撞击盆地。这个碗状的陨击坑阻止了沙子的逸散，使得火星风将这些沙子雕琢成沙丘。而这种“金属质地”并非真的金属，而是覆盖着季节性霜冻的沙丘，其表面大部分是“干冰”，也就是二氧化碳。当干冰在冬季沉降在地表，便会使沙丘呈现出奇异的金属光泽。（space.com）
· 神经科学·
多汗症可能是一种可治疗的神经系统疾病
多汗症（hyperhidrosis，慢性过度出汗）影响着大约2%到5%的人。其症状远比“尴尬不适”严重得多，对日常生活的影响巨大。患者经常会汗流浃背，一天要换好几次衣服，许多患者都会回避社交。最新，在一项发表于《科学·进展》（Science Advances）的研究中，来自布鲁塞尔自由大学等机构的研究人员提供了强有力的证据，表明原发性特征性多汗症的一种亚型，是由于基因突变导致控制汗腺的神经过度兴奋而产生的。这一发现将能消除人们对多汗症的偏见，并为利用现有药物进行靶向治疗铺平道路。
研究人员分析了180多名多汗症患者的DNA，发现他们神经中一种特定蛋白通道——Nav1.8离子通道——存在缺陷。在人体内，该通道具有“生物闸门”的作用，会参与调节神经系统中的电信号。结果显示，在多汗症患者中，由于遗传易感性，控制汗腺的神经系统持续会处于过度兴奋的状态，导致过度出汗。这与患者的临床表现相符，出汗通常由情绪或压力相关的刺激引发，而非心理因素所致。研究人员还在小鼠模型中验证了这些发现，他们开发了一种显微测量方法，并利用碘淀粉混合物对小鼠爪子上的汗滴（它们只从爪子上出汗）进行计数。结果发现，携带相同基因缺陷的小鼠确实存在过度出汗的情况。在注射一种阻断神经信号过度活跃的物质后，这些小鼠的出汗量明显减少了。不过，研究人员发现过度出汗会受多种因素影响，比如一位患者虽然遗传了一种“抑制出汗”的神经突变，但由于汗腺内存在另一种突变，仍然会出现过度出汗的情况。这证明，多汗症是一种由不同生物通路共同作用导致的疾病，最终都表现为皮肤上的可见症状。这项发现有望带来更有效、更有针对性的疗法。（布鲁塞尔自由大学）
· 传感器·
在水下也能感知、修复和生长的电子皮肤
水下环境是电子设备最严苛的运行条件之一。潜水员和水下机器人依靠传感器进行导航、通信和操控物体，但传统传感器脆弱易损，依赖外部电源，且一旦损坏便无法修复。近期，在一项发表于《先进材料》（Advanced Materials）的研究中，研究人员开发了一种自修复磁电传感系统（SMES），将自供能的触摸与接近感应功能与内置损伤检测和自主修复功能相结合，可在空气和水中稳定可靠地运行。
受能够感知触觉和疼痛，并在受伤后自我修复的生物皮肤启发，研究人员设计了多层结构装置SMES，其中顶层为损伤传感层，其下方为电磁传感层。两层均构建在一种具有可拉伸性和自修复能力的弹性体基底上，并掺入液态金属提供导电功能。当传感器表层出现破损，该处电阻会急剧上升，模拟活体组织的疼痛反应。这种柔性材料含有可逆的分子相互作用，即两个受损表面重新接触时，两侧分子基团倾向于重新连接，使该系统能够实现自我修复。SMES可利用电磁感应产生电信号，当物体按压或靠近传感器时，其内部的小型磁铁相对于液态金属线圈的位置会发生偏移，变化的磁场会感应出电压，从而实现自供电的近距离感应和触觉感应功能。
研究团队用SMES制作了智能潜水手套与水下机械手，以测试这种电子皮肤的实际应用效果。结果显示，SMES无论是在陆地、空中还是水下，都能感知、检测损伤并在损伤后进行修复，而且无需电源。研究团队希望未来能将SMES与真正的机器人和可穿戴设备相结合，开发出能在不可预测的环境中感知周围环境、识别自身损伤并实现自修复的软体机器，就像活体皮肤一样。（新加坡国立大学）
· 气候·
季风及地形共塑我国华北极端降水格局
受气候变化影响，近年来，华北雨季呈现出启动时间逐年提前，短时强降水、极端暴雨频发等趋势。2023年以来，中国气象科学研究院联合河北省气象局等多家机构开展了华北暴雨综合科学试验。依托这些试验数据，中国气象局暴雨研究重点创新团队的最新研究揭示了夏季风、山地地形对华北极端降水的双重调控机制。据相关专家介绍，华北极端强降水的生成需要持续稳定的暖湿水汽供给，暖湿水汽主要来自西太平洋、南海、孟加拉湾，而低空稳定南风是水汽输送的必备条件。夏季风持续时长和极端降水总量变化高度相关。
从月际演变规律来看，夏季风自5月起持续时长逐步增长，极端降水自6月开始明显增多，7月下旬达到全年峰值，8月后同步回落。同时，夏季风存在明显昼夜变化规律。这主要是由于山地昼夜温差引发边界层风场日循环，带动整层水汽输送通量出现日内波动，直接影响华北降雨时段分布。夜间低空南风风力明显增强，水汽向北输送效率大幅提升，东南区域夏季风涌强度越高，华北降雨越充沛，这也是华北极端暴雨多集中在夜间的重要原因。数据统计还显示，季风涌（持续多日的低层强南风）时段贡献华北平原全年54%的总降水量、66%的极端小时降水，说明其在华北暴雨过程中扮演了重要角色。
除夏季风水汽输送外，太行山、燕山等地形会从动力、热力两方面改变气流走向，显著调控华北暴雨落区与强度。以太行山为例，其平均海拔超1000米，强降雨过程中能直接阻挡低层东南气流，增强降雨强度。除阻挡气流的动力作用外，太行山热力温差对暴雨的放大效应更为关键。科研团队通过数值模拟量化山地热力影响。结果显示，将太行山边界层整体降温1℃后，华北平原低空南风、水汽含量、对流不稳定能量同步下降，区域总降水量减少20.7%，极端小时降水锐减38.7%；反之，若山区日间升温幅度提升1℃，平原夜间南风波动幅度增大，风速峰值提前3小时出现，夜间极端降雨同步提早，证明山地温度昼夜变化能够改变暴雨发生时段。研究基于华北暴雨综合科学试验，强化了对山地热力作用的关注，为极端降水预报优化提供全新科学依据。（中国科学报）
撰文：不周、clefable
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