1.癌症免疫疗法潜力巨大
 
癌症研究在2013年经历了巨大变化，这是因为人们酝酿了数十年的癌症免疫疗法终于展现了它的潜力，在临床试验中获得了令人鼓舞的结果。在癌症免疫疗法中，其作用的标靶是身体的免疫系统而不是直接针对肿瘤，它促使T细胞和其他免疫细胞来对抗肿瘤。鉴于癌症免疫疗法所具有的光明前景，《科学》杂志让其登上本年度最重要科学突破的榜首。
 
“今年，癌症免疫疗法无误地显示了广阔的前景。”《科学》杂志新闻总编辑蒂姆·阿蓬泽勒表示，虽然“到目前为止，利用免疫系统攻击肿瘤的策略隻对某些癌症及若干病人有效，还不应夸大其即刻的裨益，但是许多癌症专家确信，他们正在目睹一种重要的癌症治疗新模式的诞生”。
 
当今癌症免疫疗法的许多进展可以追溯到1980年代末，当时法国研究人员在T细胞上发现了名为CTLA-4的受体。詹姆斯·艾利逊确认了这种受体会阻止T细胞全力攻击肿瘤细胞。1990年代中期，艾利逊证明在小鼠体中，阻断CTLA-4可解除T细胞攻击肿瘤细胞的束缚，从而使肿瘤细胞大幅萎缩。
 
与此同时，日本研究人员在T细胞上发现了另外一个受体PD-1，它被称为“闸门”。有关该受体的临床试验始于2006年，在一小部分患者中得到的初步结果让人们看到了该研究的前景。
 
另外一个受到关注的领域是对T细胞进行转基因工程后，让这些细胞以肿瘤为标靶实施攻击。在2011年，这种名为嵌合抗原（或CAR）的疗法让癌症研究领域兴奋不已，它现在已经是无数临床试验尤其是血癌临床试验的工具。
 
相应地，许多在几年前不考虑涉足免疫疗法的制药公司现正在加大对其进投资的力度。
 
目前，人们还不能确定究竟有多少病人可从癌症免疫疗法中获益，以及免疫疗法对哪些类型的癌症具有最好的疗效。科学家们正在忙于试图发现可提供答案的生物标记，并在思索让治疗变得功效更强的方法。但是，人们有理由相信，癌症研究及治疗中的新篇章已经开啟。
 
2.基因编辑技术CRISPR
 
人们在细菌中发现了这种基因编辑技术，现在，研究人员将其作为一种外科手术刀用于单个基因的操作。该技术的普及性在2013年出现飆升，因为有超过12个研究团队用它来操控多个植物、动物及人类细胞的基因组。
 
3.钙鈦矿型太阳能电池
 
在过去的这一年中，钙鈦矿这种新一代太阳能电池材料获得了广泛关注。钙鈦矿电池比那些传统的硅电池要更便宜且更容易生产。虽然它们还没有像商用太阳能电池那样有效，但它们正在快速不断地得到改善。
 
4.结构生物学指导疫苗设计
 
抗原是疫苗的主要成分。今年，研究人员利用某种抗体的结构来设计一种儿童期病毒的抗原，该病毒每年会导致数百万人住院。这是人们首次通过结构生物学获得如此强有力的对抗疾病的工具。
 
5.CLARITY成像技术
 
在2013年，名为CLARITY的成像技术使得脑组织变得透明并让神经元（以及其他脑细胞）得到了全面展示，改变了研究人员观察大脑这种复杂器官的方式。
 
6.迷你器官
 
研究人员今年在体外生长迷你人样“类器官”上取得了显着的进步。这些类器官包括肝芽、迷你肾及微型大脑。迷你化的人类器官或被证明是优于动物的人类疾病模型。
 
7.宇宙射线可追溯到超新星的残余物
 
尽管最初是在100年前被检测到的，但科学家们一直不确定来自外太空的被称作宇宙射线的高能粒子来自何方。今年，他们终于将这些射线与超新星或爆炸中的恒星所遗留的碎片云联系在了一起。
 
8.人类的克隆胚胎
 
意识到咖啡因在易损的人类卵细胞中起到了稳定关键性分子的重要作用后，今年，研究人员成功地从克隆的人类胚胎中得到了干细胞。
 
9.我们为什么要睡觉
 
在小鼠中的研究显示，脑子会在睡眠时通过扩展神经元之间的通道让更多的脑脊液流过，从而更加有效地进行自我清理。该发现提示，恢复和修复都属于睡眠的主要目的。
 
10.我们的微生物，我们的健康
 
对数万亿的以人类身体为家的细菌细胞所做的研究已经弄清了这些微生物对我们有多大的影响。“个性化”药物需要将这些寄生的微生物考虑在内才能有效。