继续与新冠病毒赛跑

日前，《自然》盘点了2021年重大科学事件。同时，对2022年值得关注的科学事件进行了预测。

工作人员在国药集团中国生物北京生物制品研究所的新冠病毒灭活疫苗分包装车间内工作。图片|新华社

“着巡合影”图。图片|新华社

科研人员展示人工合成淀粉样品。图片|新华社

2021年重大科学事件回顾

新冠病毒变种威胁疫苗保护性

2021年从开始到结束，研究人员都在与新冠病毒赛跑，竞相了解更多有关正在全球传播的病毒变种的信息。

新冠病毒疫苗在很大程度上能防护2020年末和2021年初出现的变种病毒，这些变种后来被命名为阿尔法、贝塔和伽马。但随后出现了德尔塔。2021年3月，这一变种开始以惊人的速度席卷印度——在一個疫苗接种运动尚未取得很大进展的国家，造成死亡和住院人数急剧增加。

随后，高速传播的变种病毒从印度传播到世界各地，在其传播过程中导致了许多破坏和更多的封锁。数据显示，疫苗通常可以保护感染德尔塔的人免于遭受新冠病毒最严重的后果，但不如对其他变种病毒感染者的保护效果好。

11月下旬，新冠病毒最新的变种奥密克戎出现了。早期数据表明，它严重破坏了疫苗免疫力，但加强注射疫苗可以改善这种情况。

探索火星

2021年2月18日，美国宇航局“毅力号”火星探测器降落在火星上，开启了火星探索的新时代。

着陆后，“毅力号”部署了一架小型直升机，完成了直升机在另一颗行星上的首次动力飞行。9月，“毅力号”探测器钻探并储存了第一批计划采集的火星岩石样本。未来的太空任务将取回这些样本，以便地球上的科学家可以分析火星过去可能存在的生命迹象。

“毅力号”是2021年抵达火星的3项任务之一。5月15日，中国的“祝融号”探测器在火星着陆，作为中国首次火星任务“天问一号”的一部分，“祝融号”在火星北半球以前未开发的地区收集了大量地质数据。

2021年年初，阿拉伯联合酋长国在其第一次行星际任务中，将“希望号”航天器送入环绕地球的轨道，并拍下了火星“极光”（太阳风与行星磁场相互作用产生的紫外线辐射）的照片。

μ介子为物理学研究打开大门

2021年4月7日，美国费米国家加速器实验室参与μ介子g-2实验的研究人员报告说，μ介子比最初预测的更具磁性。

几十年前，该实验的早期版本暗示介子的行为方式可能与物理学家基于粒子物理学标准模型计算所暗示的方式不同。根据2021年的结果，研究人员正在仔细检查这些计算。

如果它们成立，并且理论与实验结果之间的差异仍然存在，则可能标志着50年前发展出来的标准模型第一次未能解释观测结果。因此，科学家正在探索这一发现如何与他们所知道的关于基本粒子的一切相吻合，以及它是否绝对正确。

阿尔茨海默氏症药物审批起风波

美国食品药品监督管理局（FDA）批准了18年来首个治疗阿尔茨海默氏症的新药，这让受到这种毁灭性疾病影响的人们感到兴奋，但也激怒了一些研究人员。

该药物开发者、美国生物技术公司Biogen表示，这种抗体药物可以清除大脑中的β淀粉样蛋白，一些科学家认为这是导致阿尔茨海默氏症的根本原因。但是这种治疗在临床试验中并没有直接的认知益处。

尽管一个顾问小组以压倒性力量反对该药物的批准，但FDA还是在2021年6月8日通过了该药物的审批。随后，联邦政府对该决定进行了调查。

基因编辑技术首次用于人体试验

基因编辑技术CRISPR自问世以来，一直被视为治疗疾病的规则改变者。但是，要使这个梦想成为现实，对许多疾病而言，需要研究人员成功地将CRISPR-cas9植入人体，并证明它安全有效地编辑了唯一的目标基因。

2021年6月26日，美国基因编辑公司Intellia Therapeutics和生物制药公司Regeneron公布了临床试验结果，证明了这一点。

它们对6名患有转甲状腺素淀粉样变性病（一种罕见疾病，会导致人体器官和组织中错误折叠的蛋白质异常堆积）的人进行了试验。所有的参与者都经历了畸形蛋白质水平的下降，其中两名患者在接受了高剂量治疗后，蛋白质水平平均下降了87%。

人工智能精准预测蛋白质结构

英国人工智能公司DeepMind 2021年7月宣布，已经使用人工智能系统预测了几乎所有人类表达的蛋白质结构，以及其他20种生物几乎完整的蛋白质组。

这种被称为Alpha Fold的算法，比以往任何时候都更准确地预测了蛋白质的结构。

2021年5月15日，中国的“祝融号”探测器在火星着陆，作为中国首次火星任务“天问一号”的一部分，“祝融号”在火星北半球以前未开发的地区收集了大量地质数据。

过去，研究人员通过使用各种显微技术煞费苦心地解释蛋白质结构，或者使用不那么精确的模型进一步了解蛋白质结构。研究人员表示，2021年，超过35万种蛋白质结构的释放（其中许多结构从未被形象化）有可能引发生命科学的革命，因为这些结构掌握着疾病的秘密，并可能成为药物的靶标。

“这是迄今为止人工智能系统对推进科学知识做出的最大贡献。”DeepMind联合创始人兼首席执行官Demis Hassabis表示。

中医药助力新冠肺炎预防救治。图片| 人民网

是否接种加强针

一些富裕的国家从2021年年中开始认真考虑向已经完全接种新冠疫苗的人群注射加强针，研究人员开始质疑是否有必要采取这一措施。

当然，有证据表明新冠疫苗免疫力在高传染性德尔塔变异种面前正在下降，但是疫苗注射通常仍然可以保护人们免于感染新冠病毒后发生重症甚至死亡。尽管世界卫生组织呼吁富裕国家暂时不要为更广泛的人口提供更进一步的疫苗支持，直到低收入国家有更多的人能够接种第一剂疫苗，但一些国家还是采取了行动。

现在，随着最新的新冠病毒变种奥密克戎的传播，许多公共卫生研究人员正在敦促接种过疫苗的成年人多打几针。

但他们指出，当低收入国家只有7%的人接受单剂量疫苗时，变异株将继续在感染者中进化。他们支持知识产权豁免和其他机制，以增加全球疫苗供应，这样就不必在加强针和公平接种之间进行权衡。

极端天气将更加频繁

联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）8年来首次对气候科学进行了综合评估，描绘了一幅残酷但清晰的地球健康状况图景：如果各国政府不采取行动制止温室气体排放，已经对全世界社区造成破坏的创纪录的干旱、野火和洪水只会变得更糟。

报告称，与1850年至1900年的平均水平相比，地球已经升温了1.1℃，并且按照目前的排放水平可能会在10年内升温超过1.5℃。如果升温达到2℃（2015年《巴黎协定》承诺避免的上限），以前每50年才发生一次的极端温度事件将每隔几年发生一次，从而增加人员伤亡和财产损失的可能性。与此同时，由于最新研究增加了越来越多的气候归因研究，研究人员能够直接将今年北美太平洋西北地区创纪录的热浪和德国史诗级洪水与人为造成的气候变化联系起来。

具有里程碑意义的气候峰会

在第26届联合国气候变化大会（COP26）上，政治家们宣布了限制温室气体排放的新承诺;同时，经过几天谈判后，同意需要进一步减排，以避免气候变化的最坏影响。

196个政府签署了《格拉斯哥气候公约》，要求到2030年全球二氧化碳排放量比2010年减少45%。在峰会早期，与会各国领导人作出了结束森林砍伐、减少甲烷排放和逐步淘汰煤炭发电的重大承诺。不过，研究人员表示，总体而言，如果这些承诺全面兑现，全球温度仍将比工业化前水平升高2.4℃。许多人质疑，各国政府是否能够应对未来的挑战。

2022哪些科学事件值得关注

新冠肆虐：变异毒株是焦点

新冠病毒在全球流行已经两年多了，仍然看不到尽头。目前全球面临的挑战是如何更好地了解、应对在2021年11月底快速传播的新冠病毒变种——奥密克戎。

早期研究结果表明，疫苗在对抗奥密克戎时效果较差。科学家仍在争分夺秒地寻找更多关于感染该病毒后患者症状严重程度的信息。

2022年，科研人员和公共卫生相关部门的人员将继续监控新冠病毒新变种的出现，持续监测新冠病毒对康复者的长期影响。

此外，全球仍有近一半的人口还未接种疫苗，如何使低收入国家负担得起疫苗，以填补全球疫苗覆盖率中的巨大缺口，也是有待解决的问题。

疫苗研发：有望多点开花

疫苗研发人员已经将目光投向了下一代疫苗，以预防快速变异的新冠病毒感染。

2022年可能会出现针对特定病毒变体的信使RNA疫苗（mRNA）。而基于蛋白质的疫苗是更常规且相对成熟的疫苗，2021年许多该类型的新冠疫苗在三期临床试验中表现良好。此外，基于DNA的新冠疫苗，造价比mRNA疫苗低，而且无需冷藏储存，有望成为适合低收入国家接种的疫苗。

而針对包括艾滋病、疟疾等的疫苗研发也有望取得进展。

欧洲大型强子对撞机重启

近年来处于停机维护状态的欧洲核子研究组织的大型强子对撞机（LHC）计划于2022年6月重新开始运行。

LHC的超导环场探测器和紧凑介子线圈探测器进行了升级、扩展。这将使它们能够从每秒4000万次的质子碰撞中收集更多数据。

此外，分别位于日本、意大利、美国的4个引力波探测器将开始新一轮观测;美国耗资7.3亿美元的稀有同位素束流装置预计于2022年初开始运行。

飞天：各国计划造访月球

由航天机构和私人公司建造的轨道飞行器和着陆器组合计划在2022年登月。

美国宇航局将发射“阿尔忒弥斯1号”轨道飞行器，这是对该发射系统的首次测试。该系统旨在最终将宇航员带回到月球表面。

此外，印度将开展第三次登月任务，将搭载自己的月球车，尝试第一次软着陆;日本将同样尝试首次在月球上进行软着陆;俄罗斯的目标是发射“月球25号”着陆器;韩国将通过“探路者号”月球轨道飞行器开启月球探索之路。

探寻火星生命的痕迹

2022年9月，俄罗斯宇航局和欧洲航天局的联合任务ExoMars，将把欧洲航天局的“罗莎琳德·富兰克林号”火星探测器送往火星，在那里寻找生命的痕迹。

同时，中国计划继续完成空间站的建设，并安排了从天文和地球观测到微重力和宇宙辐射对细菌生长影响等1000多项太空实验。

气候变化：世界各国在行动

受2021年在英国格拉斯哥举行的第26届联合国气候变化大会（COP26）的激励，世界各地的代表将于2022年11月齐聚埃及沙姆沙伊赫，举行下一轮联合国气候变化大会。

研究人员2022年将对COP26上的承诺进行监督，比如减少煤炭使用和减少甲烷排放等。

新目标：减缓生物多样性丧失

2010年制定的爱知生物多样性目标在2020年的截止日期前大多没有实现。世界各国正在制定一套新目标，以减缓生物多样性丧失。

《生物多样性公约》缔约方大会第十五次会议第二阶段会议将于2022年4月25日至5月8日在昆明举行。

目前，栖息地的丧失和其他人类活动带来的影响致使约100万种动植物面临灭绝。

◎ 来源|中国科学报