繼續與新冠病毒賽跑

日前，《自然》盤點了2021年重大科學事件。同時，對2022年值得關注的科學事件進行了預測。

工作人員在國藥集團中國生物北京生物制品研究所的新冠病毒滅活疫苗分包裝車間內工作。圖片|新華社

“著巡合影”圖。圖片|新華社

科研人員展示人工合成淀粉樣品。圖片|新華社

2021年重大科學事件回顧

新冠病毒變種威脅疫苗保護性

2021年從開始到結束，研究人員都在與新冠病毒賽跑，競相了解更多有關正在全球傳播的病毒變種的信息。

新冠病毒疫苗在很大程度上能防護2020年末和2021年初出現的變種病毒，這些變種后來被命名為阿爾法、貝塔和伽馬。但隨后出現了德爾塔。2021年3月，這一變種開始以驚人的速度席卷印度——在一個疫苗接種運動尚未取得很大進展的國家，造成死亡和住院人數急劇增加。

隨后，高速傳播的變種病毒從印度傳播到世界各地，在其傳播過程中導致了許多破壞和更多的封鎖。數據顯示，疫苗通常可以保護感染德爾塔的人免于遭受新冠病毒最嚴重的后果，但不如對其他變種病毒感染者的保護效果好。

11月下旬，新冠病毒最新的變種奧密克戎出現了。早期數據表明，它嚴重破壞了疫苗免疫力，但加強注射疫苗可以改善這種情況。

探索火星

2021年2月18日，美國宇航局“毅力號”火星探測器降落在火星上，開啟了火星探索的新時代。

著陸后，“毅力號”部署了一架小型直升機，完成了直升機在另一顆行星上的首次動力飛行。9月，“毅力號”探測器鉆探并儲存了第一批計劃采集的火星巖石樣本。未來的太空任務將取回這些樣本，以便地球上的科學家可以分析火星過去可能存在的生命跡象。

“毅力號”是2021年抵達火星的3項任務之一。5月15日，中國的“祝融號”探測器在火星著陸，作為中國首次火星任務“天問一號”的一部分，“祝融號”在火星北半球以前未開發的地區收集了大量地質數據。

2021年年初，阿拉伯聯合酋長國在其第一次行星際任務中，將“希望號”航天器送入環繞地球的軌道，并拍下了火星“極光”（太陽風與行星磁場相互作用產生的紫外線輻射）的照片。

μ介子為物理學研究打開大門

2021年4月7日，美國費米國家加速器實驗室參與μ介子g-2實驗的研究人員報告說，μ介子比最初預測的更具磁性。

幾十年前，該實驗的早期版本暗示介子的行為方式可能與物理學家基于粒子物理學標準模型計算所暗示的方式不同。根據2021年的結果，研究人員正在仔細檢查這些計算。

如果它們成立，并且理論與實驗結果之間的差異仍然存在，則可能標志著50年前發展出來的標準模型第一次未能解釋觀測結果。因此，科學家正在探索這一發現如何與他們所知道的關于基本粒子的一切相吻合，以及它是否絕對正確。

阿爾茨海默氏癥藥物審批起風波

美國食品藥品監督管理局（FDA）批準了18年來首個治療阿爾茨海默氏癥的新藥，這讓受到這種毀滅性疾病影響的人們感到興奮，但也激怒了一些研究人員。

該藥物開發者、美國生物技術公司Biogen表示，這種抗體藥物可以清除大腦中的β淀粉樣蛋白，一些科學家認為這是導致阿爾茨海默氏癥的根本原因。但是這種治療在臨床試驗中并沒有直接的認知益處。

盡管一個顧問小組以壓倒性力量反對該藥物的批準，但FDA還是在2021年6月8日通過了該藥物的審批。隨后，聯邦政府對該決定進行了調查。

基因編輯技術首次用于人體試驗

基因編輯技術CRISPR自問世以來，一直被視為治療疾病的規則改變者。但是，要使這個夢想成為現實，對許多疾病而言，需要研究人員成功地將CRISPR-cas9植入人體，并證明它安全有效地編輯了唯一的目標基因。

2021年6月26日，美國基因編輯公司Intellia Therapeutics和生物制藥公司Regeneron公布了臨床試驗結果，證明了這一點。

它們對6名患有轉甲狀腺素淀粉樣變性病（一種罕見疾病，會導致人體器官和組織中錯誤折疊的蛋白質異常堆積）的人進行了試驗。所有的參與者都經歷了畸形蛋白質水平的下降，其中兩名患者在接受了高劑量治療后，蛋白質水平平均下降了87%。

人工智能精準預測蛋白質結構

英國人工智能公司DeepMind 2021年7月宣布，已經使用人工智能系統預測了幾乎所有人類表達的蛋白質結構，以及其他20種生物幾乎完整的蛋白質組。

這種被稱為Alpha Fold的算法，比以往任何時候都更準確地預測了蛋白質的結構。

2021年5月15日，中國的“祝融號”探測器在火星著陸，作為中國首次火星任務“天問一號”的一部分，“祝融號”在火星北半球以前未開發的地區收集了大量地質數據。

過去，研究人員通過使用各種顯微技術煞費苦心地解釋蛋白質結構，或者使用不那么精確的模型進一步了解蛋白質結構。研究人員表示，2021年，超過35萬種蛋白質結構的釋放（其中許多結構從未被形象化）有可能引發生命科學的革命，因為這些結構掌握著疾病的秘密，并可能成為藥物的靶標。

“這是迄今為止人工智能系統對推進科學知識做出的最大貢獻。”DeepMind聯合創始人兼首席執行官Demis Hassabis表示。

中醫藥助力新冠肺炎預防救治。圖片| 人民網

是否接種加強針

一些富裕的國家從2021年年中開始認真考慮向已經完全接種新冠疫苗的人群注射加強針，研究人員開始質疑是否有必要采取這一措施。

當然，有證據表明新冠疫苗免疫力在高傳染性德爾塔變異種面前正在下降，但是疫苗注射通常仍然可以保護人們免于感染新冠病毒后發生重癥甚至死亡。盡管世界衛生組織呼吁富裕國家暫時不要為更廣泛的人口提供更進一步的疫苗支持，直到低收入國家有更多的人能夠接種第一劑疫苗，但一些國家還是采取了行動。

現在，隨著最新的新冠病毒變種奧密克戎的傳播，許多公共衛生研究人員正在敦促接種過疫苗的成年人多打幾針。

但他們指出，當低收入國家只有7%的人接受單劑量疫苗時，變異株將繼續在感染者中進化。他們支持知識產權豁免和其他機制，以增加全球疫苗供應，這樣就不必在加強針和公平接種之間進行權衡。

極端天氣將更加頻繁

聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）8年來首次對氣候科學進行了綜合評估，描繪了一幅殘酷但清晰的地球健康狀況圖景：如果各國政府不采取行動制止溫室氣體排放，已經對全世界社區造成破壞的創紀錄的干旱、野火和洪水只會變得更糟。

報告稱，與1850年至1900年的平均水平相比，地球已經升溫了1.1℃，并且按照目前的排放水平可能會在10年內升溫超過1.5℃。如果升溫達到2℃（2015年《巴黎協定》承諾避免的上限），以前每50年才發生一次的極端溫度事件將每隔幾年發生一次，從而增加人員傷亡和財產損失的可能性。與此同時，由于最新研究增加了越來越多的氣候歸因研究，研究人員能夠直接將今年北美太平洋西北地區創紀錄的熱浪和德國史詩級洪水與人為造成的氣候變化聯系起來。

具有里程碑意義的氣候峰會

在第26屆聯合國氣候變化大會（COP26）上，政治家們宣布了限制溫室氣體排放的新承諾;同時，經過幾天談判后，同意需要進一步減排，以避免氣候變化的最壞影響。

196個政府簽署了《格拉斯哥氣候公約》，要求到2030年全球二氧化碳排放量比2010年減少45%。在峰會早期，與會各國領導人作出了結束森林砍伐、減少甲烷排放和逐步淘汰煤炭發電的重大承諾。不過，研究人員表示，總體而言，如果這些承諾全面兌現，全球溫度仍將比工業化前水平升高2.4℃。許多人質疑，各國政府是否能夠應對未來的挑戰。

2022哪些科學事件值得關注

新冠肆虐：變異毒株是焦點

新冠病毒在全球流行已經兩年多了，仍然看不到盡頭。目前全球面臨的挑戰是如何更好地了解、應對在2021年11月底快速傳播的新冠病毒變種——奧密克戎。

早期研究結果表明，疫苗在對抗奧密克戎時效果較差。科學家仍在爭分奪秒地尋找更多關于感染該病毒后患者癥狀嚴重程度的信息。

2022年，科研人員和公共衛生相關部門的人員將繼續監控新冠病毒新變種的出現，持續監測新冠病毒對康復者的長期影響。

此外，全球仍有近一半的人口還未接種疫苗，如何使低收入國家負擔得起疫苗，以填補全球疫苗覆蓋率中的巨大缺口，也是有待解決的問題。

疫苗研發：有望多點開花

疫苗研發人員已經將目光投向了下一代疫苗，以預防快速變異的新冠病毒感染。

2022年可能會出現針對特定病毒變體的信使RNA疫苗（mRNA）。而基于蛋白質的疫苗是更常規且相對成熟的疫苗，2021年許多該類型的新冠疫苗在三期臨床試驗中表現良好。此外，基于DNA的新冠疫苗，造價比mRNA疫苗低，而且無需冷藏儲存，有望成為適合低收入國家接種的疫苗。

而針對包括艾滋病、瘧疾等的疫苗研發也有望取得進展。

歐洲大型強子對撞機重啟

近年來處于停機維護狀態的歐洲核子研究組織的大型強子對撞機（LHC）計劃于2022年6月重新開始運行。

LHC的超導環場探測器和緊湊介子線圈探測器進行了升級、擴展。這將使它們能夠從每秒4000萬次的質子碰撞中收集更多數據。

此外，分別位于日本、意大利、美國的4個引力波探測器將開始新一輪觀測;美國耗資7.3億美元的稀有同位素束流裝置預計于2022年初開始運行。

飛天：各國計劃造訪月球

由航天機構和私人公司建造的軌道飛行器和著陸器組合計劃在2022年登月。

美國宇航局將發射“阿爾忒彌斯1號”軌道飛行器，這是對該發射系統的首次測試。該系統旨在最終將宇航員帶回到月球表面。

此外，印度將開展第三次登月任務，將搭載自己的月球車，嘗試第一次軟著陸;日本將同樣嘗試首次在月球上進行軟著陸;俄羅斯的目標是發射“月球25號”著陸器;韓國將通過“探路者號”月球軌道飛行器開啟月球探索之路。

探尋火星生命的痕跡

2022年9月，俄羅斯宇航局和歐洲航天局的聯合任務ExoMars，將把歐洲航天局的“羅莎琳德·富蘭克林號”火星探測器送往火星，在那里尋找生命的痕跡。

同時，中國計劃繼續完成空間站的建設，并安排了從天文和地球觀測到微重力和宇宙輻射對細菌生長影響等1000多項太空實驗。

氣候變化：世界各國在行動

受2021年在英國格拉斯哥舉行的第26屆聯合國氣候變化大會（COP26）的激勵，世界各地的代表將于2022年11月齊聚埃及沙姆沙伊赫，舉行下一輪聯合國氣候變化大會。

研究人員2022年將對COP26上的承諾進行監督，比如減少煤炭使用和減少甲烷排放等。

新目標：減緩生物多樣性喪失

2010年制定的愛知生物多樣性目標在2020年的截止日期前大多沒有實現。世界各國正在制定一套新目標，以減緩生物多樣性喪失。

《生物多樣性公約》締約方大會第十五次會議第二階段會議將于2022年4月25日至5月8日在昆明舉行。

目前，棲息地的喪失和其他人類活動帶來的影響致使約100萬種動植物面臨滅絕。

◎ 來源|中國科學報