新冠疫情塑造了這一年的研究：從疫苗和療法，到校園停課和虛擬會議。
有一個事件貫穿2020年始終：一種以前不為人知的致命病毒在全球範圍內肆虐，造成150多萬人死亡和大量的人感染，重創經濟發展。雖然2020年還有其他具有新聞價值的研究進展，但是新冠大流行給科學發展定下了一個非同尋常的基調。
鼻咽拭子已被廣泛用於檢測新冠病毒（SARS-CoV-2）。
資料來源：Athit Perawongmetha/路透社。
新冠病毒的傳播速度與科學發現的速度不相上下。新冠病毒一經發現，世界各地的研究小組就開始探究它的病毒生物學，另一些則致力於開發診斷測試盒或研究控制它的公共衛生措施。科學家們全力以赴地尋找治療方法，開發能遏制疫情的疫苗。紐約市洛克菲勒大學的病毒學家Theodora Hatziioannou說：「我們從未在任何其他傳染病原體上取得過如此快速的進展。」
幾乎和所有人一樣，研究人員的工作和個人生活也受到了疫情的影響。許多不研究新冠病毒或病毒影響的人，其項目被推遲，事業遭擱置，研究經費被中斷。
新型病毒
2020年1月，在首次報導武漢出現不明原因呼吸道疾病之後不到一個月，中國的研究人員就已經確定了病因：一種新型冠狀病毒[1]，這種病毒很快就被命名為SARS-CoV-2。到1月11日，一支中國-澳大利亞團隊在網上公布了該病毒的基因序列。不久之後，科學家又有了一個令人警醒的重大發現：該病毒會人傳人。
新冠病毒顆粒的電鏡照片，病毒顆粒包覆在刺突蛋白內。資料來源：英國國家感染服務中心/SPL
到 了2 月，研究人員已經發現新冠病毒會與ACE2受體結合[2]，這種蛋白見於許多器官（包括肺部和腸道）的細胞表面。靶標的大量存在或有助於解釋新冠肺炎的各種有害症狀——從肺炎到腹瀉和中風[3]。新冠病毒結合ACE2的強度至少是SARS冠狀病毒的十倍，SARS也在2003年引起過致命的呼吸道疾病暴發。科學家認為這可以從一定程度上解釋新冠病毒的傳染性為何如此之強。
到了3月，一些科學家指出，能在空氣中長時間停留的含有病毒的微小「氣溶膠」在傳播中起了一定作用。但並不是所有的研究人員都認同此觀點，一些政府和公共衛生組織花了幾個月才認同了這是病毒傳播的一種方式。研究人員還了解到，人類在出現症狀之前就可以傳播疾病。根據11月發表的一項分析[4]，如果沒有採取控制措施，大約一半的新冠病毒傳播都是從無症狀感染者開始的。
圍繞新冠病毒生物學的最大懸念也許是它的來源。有力的證據表明，它起源於蝙蝠，並可能通過中間動物傳給人類。好多種動物都容易感染新冠病毒，包括貓和水貂。9月，世界衛生組織(WHO)成立了一個科學小組，調查疫情的動物來源：從中國開始尋找，並擴大到其他地方。美國總統川普等人在沒有實質性證據的情況下，聲稱是某個中國實驗室釋放了新冠病毒，但大多數科學家都認為這種可能性基本沒有。
疫情防控的成與敗
從疫情初期開始，流行病學家就馬不停蹄地開發出病毒傳播預測模型，並提出哪些公共衛生措施可以幫助控制病毒。在沒有疫苗或治療方法的情況下，世界各地的官員都依靠封鎖等非藥物幹預措施。今年1月，武漢的官員證明快速讓日常生活幾乎全部停擺能控制住病毒的擴散。世界上許多地方也隨之實行了類似的人員流動限制。
許多國家為控制疫情而限制人員流動。資料來源：Aly Song/路透社
但封鎖措施很快就對經濟產生了嚴重的影響，導致許多國家在病毒得到控制之前就解除了封鎖。在大流行初期，由於病毒是否能通過空氣傳播尚不明確，戴口罩是否有用也引起了爭議，而且戴口罩的行為還被政治化了——特別是在美國。與此同時，陰謀論、不實信息、不嚴謹的科學發現幾乎與病毒傳播的速度一樣快，其中還包括要讓病毒自生自滅而不是加以控制的討論。
流行病學家認為，大規模檢測是擺脫這場危機的正道。但是由於使用PCR技術的標準檢測試劑盒和試劑短缺，許多國家遇到了瓶頸。這促使世界各地的研究小組開始設計新的快速檢測方法，包括基於基因編輯工具CRISPR的檢測方法和快速抗原檢測方法，這還有助於診斷未來的新發疾病。
越南、中國臺灣和泰國等地在早期遏制了病毒傳播，採用的辦法各異，包括全面封鎖、廣泛檢測、強制佩戴口罩和數字接觸追蹤。在新加坡、紐西蘭和冰島，積極的檢測-追蹤方案加上嚴格的隔離措施，病毒幾乎被消滅，生活也恢復到了接近正常的狀態。
美國約翰斯·霍普金斯大學的流行病學家Caitlin Rivers說，這些成功案例的共同點是政府願意採取迅速、果斷的行動，「及早積極的行動確實有助於減緩傳播。」
但在另外許多國家和地區，官員們行動遲緩，無視科學建議，或難以擴大檢測規模。結果是感染率上升，引發第二波疫情。在美國和西歐，新冠肺炎的感染和死亡人數現在再次激增。
全球已有超過150萬人死於新冠肺炎。資料來源：Michael Dantas/AFP/Getty。
加速疫苗研發
在一片混亂中，一項歷史性的科研成就為世界帶來了疫苗——對抗一種一年前還不為人知的新疾病。新冠疫苗的研發和測試速度令人驚嘆。在11月的最近一次統計中，世衛組織表示有200多種疫苗正在開發中，其中約有50種處於臨床試驗的不同階段。這些疫苗採用了種類繁多的技術路線：從使用化學滅活新冠病毒的老式接種，到以前從未有過許可疫苗的新技術。
輝瑞-BioNTech新冠疫苗獲得緊急使用授權後，Margaret Keenan成為英國第一個接種該疫苗的人。資料來源：Jacob King/PA Wire/Bloomberg/Getty。
大型效力試驗結果顯示，製藥公司輝瑞和德國生物技術公司BioNTech的疫苗、美國生物技術公司Moderna的疫苗、製藥公司阿斯利康與英國牛津大學研發的疫苗都能有效預防新冠肺炎。在過去一個月裡，英國和美國的監管機構已經為輝瑞的疫苗頒布了緊急使用授權，允許廣泛使用，歐盟的監管機構預計也將在未來幾周內做出決定。中國和俄羅斯研製的疫苗已經獲得批准，但是未完成最後階段的人體測試。
輝瑞和Moderna的疫苗預防新冠肺炎的有效性似乎在95%左右，而阿斯利康和牛津的疫苗的有效性仍不確定。還有一些重要的問題依然未解：疫苗對重症的預防效果如何，尤其是對老年人的預防效果如何，保護效果能持續多久？而且科學家仍然不知道疫苗是否能阻止病毒的人際傳播——對抗其他疾病的許多疫苗都不能做到這一點。
坎帕拉的高危居民在烏幹達封鎖期間接受食物配送。資料來源：Sumy Sadurni/AFP/Getty。
疫苗要發揮作用，就必須送到最需要的人手中。包括美國、英國、歐盟成員國和日本在內的富裕國家已經預先購買了數十億劑的各種疫苗。為中低收入國家採購疫苗的項目也得到了許多富裕國家的支持，但是不包括美國，最終能否成功還是未知數。在疫苗的生產和交付方面存在著無數的障礙；例如，輝瑞公司的疫苗需要在-70℃的溫度下保存，這將給世界上沒有冷藏設施的地區帶來問題。後面肯定會出現更多的困難。
新舊療法
鑑於給全球人口接種疫苗——可能需要定期接種——所面臨的物流挑戰，單靠疫苗不太可能結束這場大流行。荷蘭烏得勒支大學醫學中心的重症監護醫生Lennie Derde說：「擺脫疫情的唯一方法是疫苗和治療相結合。」
研究人員全力測試了一系列潛在的治療方法，結果有成有敗。一些候選藥物，包括瘧疾藥物羥氯喹和兩種愛滋病毒藥物的「雞尾酒」療法，在小型臨床試驗和觀察性研究中初顯希望，但後來在對新冠肺炎住院患者進行的較大規模的隨機對照研究[5,6]中未能顯示出作用。
一些國家的醫院在大流行期間不堪重負。資料來源：Irfan Khan/Polaris/eyevine。
4月，一項大型臨床試驗的研究人員宣布，一種名為瑞德西韋（remdesivir）的抗病毒藥物縮短了新冠肺炎患者的住院時間，但後來的研究發現，瑞德西韋並沒有顯著減少死亡。11月，世界衛生組織建議不要使用該藥。
潛在的新冠肺炎治療方法在一些地區被嚴重政治化，它們吹噓未經證實的療法，包括羥氯喹。一些監管機構還為未經證實的療法頒發了緊急使用授權，在某些情況下阻礙了臨床試驗，並引發了安全擔憂。
另一些療法則較為成功。6月，一項關於地塞米松（一種免疫抑制類固醇）的大型試驗發現，對需要給氧的新冠肺炎患者使用該藥後，它能將死亡人數減少約三分之一。另一種以免疫系統為目標的藥物，稱為託珠單抗（tocilizumab），在臨床試驗中取得的結果好壞參半，但在新冠肺炎重症患者中顯示出希望。
其他幹預措施正在症狀較輕的新冠肺炎患者中進行測試，以了解它們是否能降低輕症發展為重症的機率。給人們注射從新冠肺炎康復者身上採集的血漿的研究正在進行當中。一些科學家希望大規模生產的用於直接使新冠病毒失活的單克隆抗體能有所幫助，但研究還沒有表明這些昂貴的治療方法是否能達到人們的預期。
最終，新冠肺炎的治療可能需要根據一個人的風險因素和疾病的嚴重程度，量身定製藥物組合，Derde說。她是國際試驗REMAP-CAP的指導委員會成員，該試驗旨在測試新冠肺炎療法單獨使用和聯合使用的效果。「最合理的假設是，沒有單獨哪一種神奇的藥物會發揮巨大的作用。」她說。
研究中斷
自第二次世界大戰以來，科研工作從未受到如此大規模的幹擾。隨著新冠病毒開始在各國蔓延，許多大學在3月份關閉了校園。除了最重要的實驗外，實驗室也陸續關閉，實地工作被取消，會議也挪到了線上。
在許多與疫情沒有直接關係的領域，項目和進展被嚴重拖慢。研究人員突然被迫在家工作，發現自己的生活被打亂了，往往要面對照顧家庭和圖書館等資源訪問受限的問題。許多學生還發現自己沒有實地研究的數據，也去不了完成學位所需的實驗室。旅行中斷使找工作變得更加困難。
在戶外保持物理距離有助於減少病毒的傳播。資料來源：Josh Edelson/AFP/Getty。
受影響最大的當屬女性、父母、職業早期階段的研究人員，以及來自代表性不足群體的科學家，對這些人來說，新冠疫情讓本來就會對參與科研造成困難的境況更惡劣了。4月和5月在巴西對3345名學者進行的調查[7]發現，黑人婦女以及所有種族的母親在疫情期間的生產力下降最大——以她們提交研究論文和如期完成工作的能力為衡量標準。「毫無疑問，這些結果也能反映其他國家的情況。」研究負責人Fernanda Staniscuaski說。她是巴西南裡奧格蘭德聯邦大學的植物生物學家。
全球各國政府以各種方式作出反應，有些政府為高等教育和研究密集型產業提供財政支持。例如，澳大利亞為2021年的大學研究投入了10億澳元。相比之下，在美國，研究工作在2.3萬億美元的經濟救助計劃中基本被忽略。
到了8月，美國和歐洲的許多大學校園開始重新開放，儘管許多社區的感染率激增——通常是由學生返校推動的。其他暴發大規模疫情的國家，如印度和巴西，重新開放的程度沒有像美國一樣。
另有一些亮點值得一提。即使邊界關閉，一些國際合作也在增加[8]；研究人員開始更公開地分享數據，許多人在預印本伺服器上發布他們的成果；大多數出版機構將新冠論文開放，供免費閱讀。研究文化也發生了轉變，至少暫時如此——從強調生產力，轉向討論工作與生活平衡等更廣泛的問題。英國牛津大學研究國際研究模式的研究員Xin Xu說：「我希望這場大流行帶來的積極變化能夠保持下去。」#木木西裡#
內容來源：Nature自然科研
不止新冠｜塑造2020年的科學大事件
《科學》特刊：2020年度科學突破，它們給全世界帶來希望
Nature子刊：精神分裂症或是一種免疫系統疾病！
特別聲明：本文發布僅僅出於傳播信息需要，並不代表本公共號觀點；如其他媒體、網站或個人從本公眾號轉載使用，請向原作者申請，並自負版權等法律責任。