塑造2021年的科學(xué)新聞

近日，英國(guó)《自然》雜志網(wǎng)站新聞編輯精選了“塑造2021年的科學(xué)新聞”。這里摘錄部分。從疫情的持續(xù)蔓延到各國(guó)的“探火”之旅，從阿爾茲海默病藥物的審批到格拉斯哥氣變大會(huì)的博弈，這一年里科學(xué)和研究領(lǐng)域發(fā)生的諸多“決定性時(shí)刻”，你了解多少呢？

疫情又伴隨了我們一整年。這一年里，研究人員競(jìng)相了解更多關(guān)于新冠病毒變種的信息。新冠疫苗在很大程度上可以抵抗病毒變異株阿爾法、貝塔和伽馬，但隨后又“殺出”個(gè)德爾塔。今年3月，德爾塔變異株開始以驚人的速度席卷印度。在這個(gè)疫苗接種運(yùn)動(dòng)尚未取得大進(jìn)展的國(guó)家里，德爾塔變異株導(dǎo)致死亡和住院人數(shù)不斷增加。從此，它向世界各地蔓延，帶來更嚴(yán)重的疫情和封鎖。數(shù)據(jù)不斷表明，疫苗通常會(huì)保護(hù)感染德爾塔變異株的人不會(huì)遭受新冠肺炎帶來的最嚴(yán)重后果，但與其他變種相比，疫苗對(duì)德爾塔的保護(hù)作用較小。11月下旬，最新的“值得關(guān)切的變異株”奧密克戎出現(xiàn)了。早期數(shù)據(jù)表明，它嚴(yán)重破壞了疫苗免疫力，但加強(qiáng)針改善了這種情況。

美國(guó)國(guó)家航空航天局的“毅力號(hào)”火星車于2月18日降落在這顆紅色星球上，開啟了火星探索的新紀(jì)元。在著陸后，“毅力號(hào)”部署了一架小型直升機(jī)，在火星上完成了第一次動(dòng)力飛行。今年9月，“毅力號(hào)”成功收集了第一個(gè)可帶回地球的巖石樣本，將幫助科學(xué)家分析火星生命存在的跡象。5月15日，中國(guó)的“祝融號(hào)”火星車成功登陸火星。它從一個(gè)以前未被探索的區(qū)域收集了大量地質(zhì)數(shù)據(jù)。今年2月，阿聯(lián)酋將“希望號(hào)”火星車送入火星軌道，最終拍下火星“極光”的照片。

4月7日，美國(guó)費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室繆子反常磁矩實(shí)驗(yàn)研究人員報(bào)告說，巨大的、不穩(wěn)定的類電子粒子——繆子，比最初預(yù)測(cè)的更具磁性。幾十年前，該實(shí)驗(yàn)的一個(gè)早期版本暗示，繆子的行為與標(biāo)準(zhǔn)模型理論預(yù)測(cè)不相符。研究人員現(xiàn)在正在仔細(xì)檢查今年的計(jì)算結(jié)果。如果它們成立，而且理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間的差異持續(xù)存在，可能將標(biāo)志著有50年歷史的粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的預(yù)言失敗。

當(dāng)?shù)貢r(shí)間6月7日，美國(guó)食品和藥物管理局（FDA）批準(zhǔn)了首個(gè)治療阿爾茨海默病的新藥。這讓受到該疾病影響的人感到興奮，但同時(shí)也激怒了一些研究人員。該藥物的開發(fā)者，位于馬薩諸塞州劍橋市的生物技術(shù)公司Biogen表示，這種抗體藥物可以清除大腦中成團(tuán)的β淀粉樣蛋白。一些科學(xué)家認(rèn)為，β淀粉樣蛋白是阿爾茨海默病的根本原因。但該藥物“在臨床獲益方面存在不確定性”。盡管一個(gè)顧問小組堅(jiān)決建議FDA不要批準(zhǔn)該藥物，但FDA還是這么做了，這一舉動(dòng)導(dǎo)致了顧問們的辭職。隨后，美國(guó)聯(lián)邦政府對(duì)這一決定進(jìn)行了調(diào)查。

自問世以來，基因編輯技術(shù)CRISPR一直被吹捧為治療疾病的“游戲規(guī)則改變者”。但是，若使夢(mèng)想成為現(xiàn)實(shí)，研究人員需要成功地將CRISPR-Cas9植入人體，并證明它只安全有效地編輯它的目標(biāo)基因。6月26日，美國(guó)Intellia醫(yī)藥公司和再生元公司發(fā)布的臨床試驗(yàn)結(jié)果證明了這一點(diǎn)。科學(xué)家在6名患有一種名為轉(zhuǎn)甲狀腺素淀粉樣變性病的罕見疾病的患者身上測(cè)試了他們的治療方法，這種疾病會(huì)導(dǎo)致人體器官和組織中一種錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)異常積聚。結(jié)果顯示，所有參與者的畸形蛋白質(zhì)水平均下降，其中兩名接受高劑量注射的人的蛋白質(zhì)水平平均下降了87%。

世界知名人工智能團(tuán)隊(duì)深度思維7月份宣布，它已經(jīng)使用人工智能（AI）系統(tǒng)預(yù)測(cè)了人類表達(dá)的幾乎所有蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，以及其他20種生物的幾乎完整的蛋白質(zhì)組。這種名為“阿爾法折疊”的算法在2020年取得成功，比以往任何時(shí)候都更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。研究人員表示，2021年發(fā)布的超過35萬(wàn)個(gè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)有可能給生命科學(xué)帶來革命性的變化，這些結(jié)構(gòu)掌握著疾病的秘密，并將成為藥物的靶點(diǎn)。深度思維聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官戴米斯·哈薩比斯說：“到目前為止，這是AI系統(tǒng)對(duì)推進(jìn)科學(xué)知識(shí)作出的最大貢獻(xiàn)。”

當(dāng)一些國(guó)家從今年年中開始認(rèn)真考慮為已經(jīng)完全接種兩針疫苗的人注射第三劑加強(qiáng)針時(shí)，研究人員也開始質(zhì)疑是否有必要采取這一措施。有證據(jù)表明，面對(duì)高度傳染性的新冠病毒德爾塔變異株，疫苗免疫力正在減弱，但疫苗接種總體上仍起到一定的保護(hù)作用。

而隨著最新變種奧密克戎的出現(xiàn)，來自以色列和其他地方的數(shù)據(jù)顯示，第三劑加強(qiáng)針或可降低人們感染新冠肺炎的風(fēng)險(xiǎn)。許多公共衛(wèi)生研究人員敦促更多成年人接種加強(qiáng)針。但他們同時(shí)指出，當(dāng)?shù)褪杖雵?guó)家只有7%的人接種了單劑疫苗時(shí)，變異將繼續(xù)在感染者體內(nèi)演變。他們支持知識(shí)產(chǎn)權(quán)豁免和其他機(jī)制，以增加全球疫苗供應(yīng)，這樣就不需要在加強(qiáng)針和公平之間進(jìn)行權(quán)衡了。

在2013年以來對(duì)氣候科學(xué)的首次全面評(píng)估中，聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）為地球的健康描繪了一幅殘酷而清晰的圖景：如果各國(guó)政府不采取行動(dòng)阻止溫室氣體排放，已經(jīng)在全球范圍內(nèi)造成破壞的創(chuàng)紀(jì)錄干旱、野火和洪水只會(huì)變得更糟。根據(jù)這份報(bào)告，與1850～1900年的平均水平相比，地球已經(jīng)變暖了1.1℃，按照目前的排放水平，很可能在10年內(nèi)突破1.5℃。如果全球變暖達(dá)到2℃，這將打破《巴黎協(xié)定》的控溫目標(biāo)，之前每50年才發(fā)生一次的極端溫度事件將每隔幾年發(fā)生一次。這項(xiàng)最新研究增加了越來越多的氣候歸因研究：研究人員直接將北美太平洋西北部破紀(jì)錄的熱浪和德國(guó)今年史無(wú)前例的洪水與人類造成的氣候變化聯(lián)系起來。

在第26屆聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)（COP26）上，政界人士宣布了限制溫室氣體排放的新承諾，就進(jìn)一步減排達(dá)成共識(shí)。197個(gè)締約方（196個(gè)國(guó)家以及歐盟）簽署了《格拉斯哥氣候公約》，該協(xié)定要求到2030年全球二氧化碳排放量比2010年減少45%。在峰會(huì)早期階段，與會(huì)的世界各國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人作出了結(jié)束森林砍伐、減少甲烷排放和逐步淘汰燃煤發(fā)電的重大承諾。不過，總而言之，研究人員表示，如果這些承諾得到全面落實(shí)，仍將導(dǎo)致世界溫度比工業(yè)化前水平高2.4℃，許多人質(zhì)疑各國(guó)政府是否真的會(huì)應(yīng)對(duì)未來的挑戰(zhàn)。