2023年可能成為大新聞的11個科學故事

編譯 高地雪

德國一群旅客登上公共汽車。德國的部分州已經(jīng)放寬了當?shù)毓步煌ㄉ系某丝涂谡至?/p>

隨著新冠病毒大流行這場國際關(guān)注的突發(fā)公共衛(wèi)生事件步入第四個年頭，研究人員將繼續(xù)努力，使這種疾病變得可控、尋常。他們將追蹤奧密克戎的數(shù)百個亞變種——2022年，奧密克戎這一高傳染性但似乎不那么致命的新冠病毒變異株在全球占據(jù)了主導地位。病毒學家將觀察這種病毒在今年的演化過程，看看它是否會最終減緩變異速度，還是說會有一個新的變異株突然出現(xiàn)，繞開人類已經(jīng)在此前的變異株沖擊下建立起來的大部分免疫屏障。疫苗研究人員希望能夠開發(fā)新的疫苗，針對多種冠狀病毒提供更通用的保護。另一件優(yōu)先事項是引入鼻噴式疫苗，它們能夠在人體的黏膜內(nèi)部促進免疫反應(yīng)。與手臂注射疫苗相比，這些疫苗應(yīng)當可以引發(fā)對初始感染更強、更快的防御。但公共衛(wèi)生專家擔心，疫苗可能仍不會迅速普及，從而在抗擊新冠病毒和其他疾病的戰(zhàn)役中造成長期后果。由于新冠病毒的演化已經(jīng)使數(shù)種現(xiàn)有的抗體藥物失效，研究人員將重新開始搜尋針對新冠的有效治療方案。治療“長新冠”的潛在藥物的隨機試驗可能會得出第一批結(jié)果，從而使數(shù)百萬困于疲勞和其他衰弱癥狀的人受益。

在本篇的其余部分，《科學》雜志的新聞部工作人員預測了有哪些其他領(lǐng)域的研究和政策可能成為今年的頭條新聞。

多國達成氣候損失協(xié)定

2023年，來自20多個國家的外交官將共同討論一項協(xié)議的具體條款，該協(xié)議要求，對歷史上大部分溫室氣體排放負有責任的發(fā)達國家應(yīng)幫助支付氣候變化造成的損失。這一承諾是2022年11月在埃及舉行的聯(lián)合國氣候峰會上出臺的唯一一項實質(zhì)性新政策。新基金將支付與熱浪、水災(zāi)和其他氣候變化影響有關(guān)的經(jīng)濟損失和財產(chǎn)損害。但是各簽署國暫時擱置了一些細節(jié)，比如哪些國家應(yīng)該提供資金、哪些國家將收益、這些錢款該用于何處。這些細節(jié)可能會在2023年于阿聯(lián)酋舉辦的聯(lián)合國氣候峰會上成為關(guān)注焦點。觀察人士對該協(xié)議的前景表示懷疑，他們指出，發(fā)達國家此前就未能兌現(xiàn)提供此類財政支持的承諾。

兩所大型生物醫(yī)學贊助機構(gòu)即將換帥

全球最大的兩家生物醫(yī)學研究贊助機構(gòu)美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）和惠康基金會（Wellcome Trust）很可能會在今年更換負責人。美國國立衛(wèi)生研究院2023年的預算高達475億美元。2021年12月，弗朗西斯 ? 柯林斯（Francis Collins）辭去了該院的院長一職，研究人員已經(jīng)在等待白宮提名繼任者的過程中逐漸失去耐心。該機構(gòu)的下一任領(lǐng)導人需要得到參議院的批準才可上任，此人將負責監(jiān)督該院努力增進研究人員的多樣性，并且很可能要面臨共和黨議員就該機構(gòu)如何應(yīng)對新冠大流行的質(zhì)詢。該院下屬的國家過敏和傳染病研究所（年度預算66億美元）也在等待新常任理事，安東尼?福奇（Anthony Fauci）領(lǐng)導了該研究所38年，直到2022年12月卸任。此外，每年為研究提供超過10億英鎊的非營利組織惠康基金會也將為負責人杰里米?法拉爾（Jeremy Farrar）尋找繼任者。法拉爾在領(lǐng)導該基金會十年后，宣布于2023年年初卸任，轉(zhuǎn)而擔任世界衛(wèi)生組織的首席科學家。

人類基因編輯即將獲得許可

新的一年可能會迎來醫(yī)學史上的一座里程碑：基于基因編輯的醫(yī)療方案首次獲批。血紅蛋白是血液中攜帶氧氣的蛋白質(zhì)，鐮刀型紅細胞疾病和乙型地中海貧血都是因患者的血紅蛋白中攜帶基因缺陷而導致的。福泰制藥和基因剪刀醫(yī)療兩家生物科技公司已經(jīng)進行了臨床試驗，他們移除了患者的血液干細胞，利用CRISPR基因編輯工具（規(guī)律成簇的間隔短回文重復編輯技術(shù)）激活了胎兒血紅蛋白中的一段健康基因（細胞在胎兒出生后就會關(guān)閉這段基因），隨即將編輯后的細胞重新注入患者體內(nèi)。這種一次性治療方案已經(jīng)解決了大多數(shù)病人的重度疼痛發(fā)作和輸血需求。這兩家公司正在尋求美國和歐洲監(jiān)管機構(gòu)的批準，在今年年底前，大西洋兩岸至少有一方有望做出決定。下一個問題是成本。傳統(tǒng)的基因療法通過添加而非修改基因來治療遺傳性疾病，其價格從85萬美元到350萬美元不等。組學的研究，為演化和生命史提供新見解。

巴西的維埃拉提提猴是眾多瀕臨滅絕的靈長類動物之一，研究人員即將公布它們的基因組，這一成果從屬于數(shù)個對動物物種進行DNA測序的項目之一

大量動物基因組公布

科學家們已對數(shù)以千計的人類和微生物基因組進行了測序和研究，但是對其他多細胞生物DNA的完整破譯工作卻有所滯后。相關(guān)工作將在今年開啟新篇章，屆時將公布大量非人類基因組序列，這些成果都得益于成本更低、結(jié)果更精準的測序技術(shù)發(fā)展?！暗厍蛏锘蚪M計劃”是一個總括性的項目，它包括50多個下屬測序小組，涵蓋了廣泛的物種。今年，該項目預計將公布2 000個測序結(jié)果。該項目下的許多小組都專注于特定類型動物的測序。例如，惠康桑格研究所的“達爾文生命之樹項目”一直在研究昆蟲和其他無脊椎動物，“動物法則項目”則對哺乳動物進行了仔細研究。另外兩個項目將公布超過200種非人類靈長類動物的序列，其中許多物種已被列為受威脅或瀕臨滅絕?？茖W家們期望這些新數(shù)據(jù)可以促進比較基因

努力消滅M痘

全球各國衛(wèi)生部今年將努力消除M痘（以前被稱為猴痘）在人際間的傳播。2022年，M痘在全球范圍內(nèi)首次暴發(fā)，超過八萬人患病，這促使世界衛(wèi)生組織宣布它成為國際關(guān)注的突發(fā)公共衛(wèi)生事件。到2022年年底，新增病例急劇減少，但每周仍有數(shù)百例新增病例。專家們希望能夠更好地了解這種下降在多大程度上源于通過感染和免疫接種建立起來的免疫力，又在多大程度上源于受其影響最嚴重的群體（男同性戀者及其性伴侶網(wǎng)絡(luò)）的行為改變。目前正在進行的研究有望揭示一種改良后的天花疫苗對該疾病的預防效果，并比較不同劑量和注射方式造成的不同效果。長期經(jīng)歷M痘暴發(fā)的非洲國家能否獲得此種疫苗，將是對全球衛(wèi)生政策的重大考驗。

中國將發(fā)射空間望遠鏡

中國的太空科學事業(yè)將繼續(xù)發(fā)展。今年，中國有三項發(fā)射任務(wù)，包括一臺名為巡天號的空間望遠鏡。這臺口徑2米的望遠鏡是中國第一臺天基光學航天探測器，雖然它的大小不及口徑2.4米的哈勃空間望遠鏡，但其視野是后者的350倍，更有利于天文觀測。巡天號將研究系外行星、恒星形成、星系演化，以及暗物質(zhì)和暗能量（它們是控制宇宙膨脹的神秘事物）。該望遠鏡將與中國的天宮空間站共軌飛行，并能夠與空間站對接以便維護。巡天號計劃于2023年12月發(fā)射，并于2024年開始觀測。中國科學院國家天文臺已承諾分享觀測數(shù)據(jù)。中國的另外兩項發(fā)射任務(wù)包括一臺X射線觀測站（此為與法國合作的空間變源監(jiān)測項目）以及與歐洲空間局合作的愛因斯坦探測器。

人類世或可得到地質(zhì)標記

研究人員很快就會宣布被選為人類世“金釘子”的地點，這是一項頗有爭議的提議，旨在指定一個以人類對地球不可磨滅的影響為標志的正式地質(zhì)時間跨度。由國際地層委員會召集的人類世工作組已經(jīng)選定了20世紀50年代作為人類世的開端。在20世紀50年代，化石燃料的使用量開始激增。該小組已經(jīng)審查了全世界12個候選地點，這些地點含有湖泥、冰芯或其他能夠清楚記錄碳排放量變化的地質(zhì)特征，可以用來正式定義新紀元的開端。在工作組宣布其選擇之后，還需要三個委員會的批準。如果這個定義被否決，10年內(nèi)都不可重新申請審核。目前還遠不能保證審批順利通過。許多地質(zhì)學家承認人類活動造成了前所未有的變化，但是人類驅(qū)動的事件仍然只存在了較短的時間，因此，是否有必要改變一個描述數(shù)百萬年地質(zhì)時間的系統(tǒng)來標記前者，許多人對此表示懷疑。

一款全新的登革熱疫苗即將面世

2022年年末，一款全新的登革熱疫苗在歐洲獲得批準，并可能很快在印度尼西亞得到廣泛使用，它能保護的人遠多于目前市場上的另一款疫苗——賽諾菲巴斯德于2015年上市的登瓦夏疫苗，只有以前感染過登革熱病毒的人才能安全地接種這款疫苗。目前，武田制藥公司對28 000多人進行了一項多國研究，研究顯示其旗下的登加疫苗可以安全地保護從未感染過登革熱的人。據(jù)估計，每年有1億人因感染登革熱病毒而出現(xiàn)發(fā)燒和其他衰弱癥狀，在極少數(shù)情況下會因此死亡。一些科學家希望能看到更多有關(guān)登加疫苗安全性的數(shù)據(jù)。他們的謹慎源于登瓦夏疫苗的經(jīng)驗：從未感染過登革熱病毒的兒童在接種過疫苗后出現(xiàn)嚴重癥狀的風險更高。這個問題可能與一種不尋常的現(xiàn)象有關(guān)，即一組登革熱病毒的抗體會“增強”另一組登革熱病毒感染細胞的能力，它在登加疫苗的試驗中尚未出現(xiàn)。法伐木和采礦的管制。然而，新政策的執(zhí)行力度可能會受到限制，因為巴西的政府預算也需要用于其他方面，如抗擊日益嚴重的貧困。不過，其他國家可能會通過恢復在博索納羅任期內(nèi)暫停的支持保護補貼來提供幫助。在盧拉于2022年10月當選總統(tǒng)數(shù)日后，挪威和德國都恢復了此類捐助。

研究人員在加拿大克勞福德湖取出一個沉積巖芯，地質(zhì)界正考慮選中該地點來標記人類的地質(zhì)足跡

亞馬孫保護項目重啟

巴西新任總統(tǒng)路易 ? 達席爾瓦（Luiz Inácio da Silva）預計將于今年重啟對亞馬孫地區(qū)的保護、抗擊氣候變化，這與他的前任賈伊爾?博索納羅（Jair Bolsonaro）支持發(fā)展的議程截然相反。在博索納羅任內(nèi)，巴西經(jīng)歷了規(guī)模前所未有的森林砍伐。盧拉曾在2003年至2010年間擔任總統(tǒng)，他承諾終止非法砍伐森林的行為。他可能會首先廢除博索納羅頒布的數(shù)百項法律和法令，這些法律和法令削弱了對非

南非記錄了人類演化的重要故事

2023年的新分析可能會表明，人屬演化過程中的關(guān)鍵事件發(fā)生在南非。在科羅姆德拉伊洞穴內(nèi)工作的研究人員說，他們計劃發(fā)表新出土人屬化石的說明，這些化石可能來自200多萬年前，只略晚于目前發(fā)現(xiàn)的最早的人屬化石，后者出土于270萬年前的東非。出土于科羅姆德拉伊的化石具有獨有的特征，包括很少發(fā)現(xiàn)的下肢部位，它們可能為一個有爭議的假設(shè)提供支持：去年在附近的德里默倫采石場發(fā)現(xiàn)的化石屬于直立人。直立人是人類的直系祖先，這一假設(shè)可能表明該物種最初出現(xiàn)在南非，而不是許多人認為的東非或亞洲。其他新發(fā)現(xiàn)的南非化石還包括人屬的前身，對它們的分析也可能有助于我們理清生活在該地區(qū)的人亞族物種的歷史和它們之間的關(guān)系。

資料來源 Science