《自然》公布2023年值得關(guān)注的科學事件

楊 潔

2022年年末，《自然》雜志依照慣例，公布了2023年值得關(guān)注的科學事件，涵蓋了醫(yī)療、天文、氣候和物理學等領(lǐng)域，登月計劃、mRNA疫苗和氣候融資等內(nèi)容被視作2023年的重點研究方向。以此為開端，相關(guān)領(lǐng)域?qū)⒈怀掷m(xù)關(guān)注，而科學家們也將在新的一年書寫新的篇章。

下一代疫苗接踵而至

過去的3年時間里，為應對新冠疫情，各類疫苗相繼問世。其中mRNA新冠疫苗一鳴驚人，如由美國莫德納公司和美國國家過敏和傳染病研究所聯(lián)合研發(fā)的mRNA-1273候選疫苗，由美國輝瑞公司、德國生物新技術(shù)公司、中國復星醫(yī)藥公司聯(lián)合研發(fā)的BNT-162候選疫苗，由上海和德國美因茨公司聯(lián)合研發(fā)的復必泰疫苗等，均屬于mRNA疫苗范疇。這也促使一系列預防其他疾病的mRNA疫苗陸續(xù)進入開發(fā)過程中，其中一些已經(jīng)取得階段性進展。如德國生物新技術(shù)公司預計將在未來幾周內(nèi)啟動針對瘧疾、結(jié)核病和生殖器皰疹的mRNA疫苗的首次人體試驗，這個公司還與美國輝瑞公司合作，試驗一種旨在降低帶狀皰疹發(fā)病率的候選mRNA疫苗；無獨有偶，美國莫德納公司也在研發(fā)病毒用以入侵人類細胞的蛋白質(zhì)，因此，使用mRNA疫苗的意義就在于幫助免疫系統(tǒng)“學會”如何識別刺突蛋白而不是“引入”真正的病毒，那么刺突蛋白就可以觸發(fā)免疫反應，從而抵御未來的感染。

在具體操作中，mRNA疫苗是將mRNA片段包裹在一個脂質(zhì)納米顆粒中，在接種疫苗后，脂質(zhì)納米顆粒的親脂性可以使納米顆粒和受體細胞膜融合，將mRNA片段遞送至細胞內(nèi)，它將指導受感染的細胞產(chǎn)生相應的刺突蛋白。在此之后，免疫系統(tǒng)會攻擊被修飾的人類細胞——因為免疫系統(tǒng)不再識別它們，這些細胞將被視作病毒的“同盟軍”。而一旦免疫系統(tǒng)清除了所有感染細胞的痕跡，它就保留了對這一病毒刺突蛋白的記憶，如針對生殖器皰疹和帶狀皰疹的候選mRNA疫苗；與此同時，德國生物新技術(shù)公司和輝瑞公司啟動了一款mRNA疫苗的第一階段試驗，這個疫苗旨在預防新冠感染和流感，包含編碼新冠病毒原始毒株、奧密克戎BA.4/BA.5，以及4種流感變體結(jié)合蛋白的mRNA鏈。

mRNA疫苗研發(fā)再掀熱潮

所謂mRNA疫苗，是將含有編碼抗原蛋白的mRNA導入人體直接進行翻譯，進而形成相應的抗原蛋白，從而誘導機體產(chǎn)生特異性免疫應答，并最終達到預防免疫之目的。換言之，mRNA疫苗的工作原理是修飾人體細胞。它不包含病毒的實際部分，其中的主要作用成分是科學家復制的基因指令——一小段mRNA用于合成獨特的刺突蛋白（S蛋白）。由于刺突蛋白是果再遇到這種蛋白，它就會發(fā)起攻擊。這意味著，未來這種病毒的“真身”一旦進入人體，免疫系統(tǒng)會立即識別并知道如何防御，起到預防疾病的效果。

mRNA疫苗是繼滅活疫苗、減毒活疫苗、亞單位疫苗和病毒載體疫苗后的第三代疫苗。作為使用時間更久、應用范圍更廣泛、更為人所熟知的滅活病毒疫苗，其研發(fā)工藝主要是通過在細胞基質(zhì)上對病毒進行培養(yǎng)，然后用物理或化學方法將具有感染性的病毒殺死但同時保持其抗原顆粒的完整性，使其失去致病力而保留抗原性。在注射滅活疫苗后，受種者將產(chǎn)生以體液免疫為主的免疫反應并產(chǎn)生抗體，可中和、清除病原微生物及其產(chǎn)生的毒素作用，對細胞外感染的病原微生物有較好的保護效果，后續(xù)迭代產(chǎn)生的疫苗也采取了類似的原理制成。而相較于傳統(tǒng)疫苗“誘敵深入”的免疫策略，mRNA疫苗則將人體細胞轉(zhuǎn)化為增強免疫的主陣地，由內(nèi)而外地引發(fā)對新冠病毒的強大且持久的免疫力，使其具有了針對病原體變異反應速度快的巨大優(yōu)勢，同時生產(chǎn)工藝簡單、易規(guī)?；瘮U大等特點也使得mRNA疫苗成為對抗病毒的有力武器。

當然，關(guān)于mRNA疫苗及相關(guān)技術(shù)的爭論也從未停止。包括歐洲在內(nèi)的世界許多地區(qū)都把mRNA技術(shù)視為一種基因療法，出于安全考慮，基因療法一般很難獲得當?shù)匦l(wèi)生主管部門的批準并受到嚴格監(jiān)管。不過，業(yè)內(nèi)科學家普遍認為，mRNA疫苗是一種相對安全的制劑，因病毒里的mRNA相對不穩(wěn)定，很容易降解。從理論上講，疫苗中使用的mRNA片段不能穿透細胞的細胞核，因此也不能影響人類DNA中的染色體；與之相對的，在新冠疫情期間施用mRNA疫苗并產(chǎn)生如嚴重過敏等免疫反應的報道也多次見諸報端。總體來講，雖然目前仍缺乏針對mRNA疫苗對人類健康長期影響的臨床數(shù)據(jù)，但這項已經(jīng)存在了30年的技術(shù)有望改變?nèi)祟惣膊∶庖叩臍v史，相關(guān)研究者認為，在抗擊新冠疫情的過程中大規(guī)模使用mRNA疫苗開啟了醫(yī)學史上的新紀元，意味著采用相同免疫方法對抗流感、癌癥和艾滋病等疾病在未來有望成為現(xiàn)實。而世界范圍內(nèi)，在mRNA不同技術(shù)路線上均有候選疫苗進入臨床試驗，無疑將成為mRNA疫苗研究走向深入、逐步走向現(xiàn)實應用的一個明證。

太空探索精彩紛呈

2022年，人類在航天與天文學領(lǐng)域的進展令人驚嘆：如詹姆斯·韋布空間望遠鏡拍攝到了奇幻的宇宙圖景，中國空間站全面建成，“太空之家”遨游蒼穹，雙小行星改道測試任務將一顆小行星撞入新軌道，美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX）的火箭一年里完成了61次發(fā)射……2023年，人類探索宇宙的步伐將走得更為堅定，將有更多的天文望遠鏡在這一過程中發(fā)揮重要的作用。

2021年12月25日，研發(fā)歷時25年、發(fā)射又經(jīng)歷多次延期的詹姆斯·韋伯空間望遠鏡（以下簡稱“韋伯望遠鏡”）終于成功發(fā)射升空，并于2022年1月24日順利進入圍繞日地系統(tǒng)第二拉格朗日點的運行軌道。2022年7月中旬，韋伯望遠鏡正式開工，拍攝了第一批包括星系、星云和太陽系外巨行星在內(nèi)的、用于科學研究的高分辨率全彩色照片，其捕捉到的宇宙景象讓太空愛好者和科學家連連贊嘆。借助韋伯望遠鏡，業(yè)內(nèi)科學家也先后發(fā)表了一些關(guān)于早期宇宙的新發(fā)現(xiàn)。2023年，科學家將進一步發(fā)揮韋伯望遠鏡的科學功用，加快對宇宙觀測和探索的步伐，并有望在韋伯望遠鏡拍攝的宇宙圖片中，發(fā)現(xiàn)關(guān)于星系演化的新結(jié)果和新發(fā)現(xiàn)。

“木星冰月探測器”任務將研究木星及其衛(wèi)星——木衛(wèi)三、木衛(wèi)二和木衛(wèi)四

除了韋伯望遠鏡，2023年，人類可能會從更多天文望遠鏡的建設(shè)、使用和觀測中，獲得對宇宙的新認識。如歐洲空間局正在開發(fā)的歐幾里德空間望遠鏡將于2023年發(fā)射升空，這個望遠鏡計劃圍繞太陽運行6年并拍攝照片，最終創(chuàng)建宇宙的三維地圖；日本宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)的X射線成像和光譜任務也懷抱同樣的使命，這是一顆地球軌道衛(wèi)星，在其成功發(fā)射后將用于探測來自遙遠恒星和星系的X射線；智利的薇拉·魯賓天文臺也將于2023年7月開始拍攝圖像，這個望遠鏡有一個特殊的三面鏡設(shè)計和一個包含超過30億像素固態(tài)探測器的相機，3個晚上就能掃描整個南部天空。

薇拉·魯賓天文臺將于2023年開始拍攝圖像

此外，世界上最大的可操作射電望遠鏡——中國新疆奇臺射電望遠鏡也將于2023年進入緊鑼密鼓的建造階段。這一巨型觀天裝置是一款配備完全可操縱的碟形天線、口徑可達110米的圓形球面射電望遠鏡，在其建設(shè)完畢后，能夠在任何給定的時間觀測到天空中75%的恒星；有“中國巨眼”之稱的中國空間站工程巡天望遠鏡（以下簡稱“中國巡天空間望遠鏡”）預計也會在2023年年底發(fā)射升空，并在接近中國天宮空間站的軌道中，以可見光波長和紫外線波長巡測宇宙。相較于哈勃望遠鏡，中國巡天空間望遠鏡更適于巡天，其巡天相機的鏡片口徑為2米，雖然略小于約2.4米的哈勃望遠鏡，但其視場約是哈勃望遠鏡的300倍，可以比較快地完成大范圍宇宙觀測。作為我國載人空間站旗艦級項目，中國巡天空間望遠鏡是我國迄今為止最大的空間天文基礎(chǔ)設(shè)施，依照“建造可以觀察更廣闊天區(qū)的太空望遠鏡、以更高的效率巡天觀測、更系統(tǒng)地研究宇宙空間”的設(shè)計思路，其設(shè)計之初就瞄準了大視場、高像質(zhì)、寬波段等方向，并且與空間站相得益彰。具體來說，中國巡天空間望遠鏡以天宮空間站為太空母港，平時觀測時遠離空間站并與其共軌獨立飛行，在需要補給或者維修升級時，主動與“天宮”交會對接，?？刻漳父?，不僅能夠保障其在10年壽命期內(nèi)可以正常運行，有效避免出現(xiàn)類似哈勃望遠鏡遭遇故障約3年無法修復的情況，而且能夠延長在軌壽命，有望實現(xiàn)超期“服役”。

探月任務加速推進

“這是個人的一小步，卻是人類的一大步?！?969年美國宇航員阿姆斯特朗登上月球所說的這句話，至今令世界印象深刻。然而，自1972年最后一次阿波羅任務結(jié)束后，人類就再也沒有踏足月球這片荒涼沉寂的土地。但這并不意味著人類放棄了對月球的探索，特別是在2023年，月球?qū)⒊蔀樘栂抵凶钍軞g迎的目的地之一。在人類暌別月球十數(shù)年甚至數(shù)十年后，多國公開2023年探月計劃，包括美國、俄羅斯、印度、日本等多個國家和地區(qū)都將發(fā)射探測器嘗試登陸月球。

“阿爾忒彌斯2號”任務是美國重返月球計劃的重要一環(huán)，由美國航空航天局在2019年紀念人類首次登月50周年之際宣布。這一計劃分為三步。第一步是名為“阿爾忒彌斯1號”的無人繞月飛行測試任務，已于2022年11月至12月順利完成。當時美媒報道認為，這項任務的成功對美國重返月球具有里程碑式意義。美國有線電視新聞網(wǎng)稱，“阿爾忒彌斯1號”任務完成后，美國航空航天局就已經(jīng)在為第二步，也就是2024年開展“阿爾忒彌斯2號”載人繞月飛行測試做準備，而“阿爾忒彌斯3號”登月任務預計于2025年進行。

與此同時，美國航空航天局的重返月球計劃還與一批商業(yè)航天企業(yè)進行了深度合作。根據(jù)美國航空航天局與美國私營航天企業(yè)簽署的協(xié)議，2023年1月至3月，美國宇航機器人技術(shù)公司研制的“游隼”著陸器將啟程前往月球。3月，美國私營航天企業(yè)直覺機器公司的“新星-C”著陸器也將搭乘火箭，在月球表面搜尋可能存在的水冰。

除美國外，多個國家、地區(qū)乃至多家私營航天企業(yè)都將目光投向了月球，2023年極有可能成為人類探索月球的“新黃金時代”元年。如俄羅斯航天局計劃在2023年7月將“月球-25號”探測器送至月球南極地區(qū)，以驗證月球軟著陸技術(shù)，鉆取月球土壤樣品，并探測月球上的水冰。月球兩極附近分布的水冰，在未來可能為人類訪客提供水源。如若計劃按時推進，這將是1976年蘇聯(lián)停止探月后，俄羅斯首次發(fā)射探測器登陸月球表面。

一直懷揣“太空強國”夢的印度，也盯上了月球這片“熱土”。這些年，印度在對月球的探索中可謂屢敗屢戰(zhàn)、越挫越勇。2019年，印度登月探測器在執(zhí)行“月球2號”任務時失聯(lián)兩個多月，后被證實在著陸過程中失控墜毀，但印度并未就此放棄。《今日印度》報道稱，印度可能在2023年6月發(fā)射“月球3號”探測器，這將是印度在“月球2號”任務失敗后，第二次嘗試將著陸器和漫游車送上月球表面。這項任務對印度空間研究組織至關(guān)重要，因為它將證明印度進一步執(zhí)行太空任務所具備的著陸能力。這個組織負責人索姆納特表示，“月球3號”任務目前已處于最后準備階段。據(jù)了解，印度空間研究組織吸取過去的經(jīng)驗教訓，在此次任務中雖然仍使用與之前類似的月球著陸器和月球車，但改進了著陸技術(shù)，以提高成功概率。

日本同樣對探月燃起了濃厚興趣。據(jù)報道，日本計劃2023年發(fā)射“小型月球探測著陸器”。這是日本首次月球表面探測任務，將演示精準月球著陸技術(shù)。日本宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)負責人介紹，這個技術(shù)是下一代月球探測的必備技術(shù)。

“長征七號A”火箭

除了各國的“國家隊”，各大商業(yè)航天企業(yè)也是“探月大軍”中不可忽視的力量。在2022年12月11日，在美國國家航空航天局執(zhí)行“阿爾忒彌斯1號”無人繞月任務的“獵戶座”飛船于加州附近太平洋上濺落之際，阿拉伯聯(lián)合酋長國的“拉希德”號月球車、美國國家航空航天局的“月球手電筒”和日本的“白兔-R”著陸器則向月球進發(fā)?！鞍淄?R”將于2023年4月嘗試在月球上軟著陸。此外，印度空間研究組織的“月船-3號”將于2023年年中在月球南極附近著陸。首次民間月球之旅也將于2023年開展——11人將搭乘美國太空探索技術(shù)公司的“星艦”火箭進行為期6天的私人太空飛行。

值得注意的是，中國航天科技集團也于近期公布了2023年計劃。這個計劃顯示，在2023年，中國航天科技集團將安排50多次宇航發(fā)射任務，全面推進探月工程四期和行星探測工程，開展“嫦娥七號”“天問二號”等新型號探測器的研制工作。

病原體觀察清單

2022年11月，世界衛(wèi)生組織（以下簡稱“世衛(wèi)組織”）宣布其正在擬定一份新的病原體優(yōu)先級名單。之所以要將這些病原體以名單的形式公之于眾，是因為這些病原體有可能引起大流行病或流行病的暴發(fā)，應當受到密切觀察。世衛(wèi)組織將召集約300名科學家對超過25個病毒和細菌家族進行評估，以確定未來可能引起大流行病的病原體。此外，他們還會研究所謂的“X疾病”——一種不知名的、可能導致嚴重國際流行病的病原體。

X疾病最早出現(xiàn)在非洲剛果（金）的一個偏遠小鎮(zhèn)，感染者是一名女性。在最初，這名患者出現(xiàn)了與感染埃博拉病毒相似的癥狀——出血熱，但隨后在對其進行了多種病毒檢測之后，并沒有任何一種已知病毒呈現(xiàn)出陽性，包括一開始大家最懷疑的埃博拉病毒也是陰性。也就是說，這名女性所感染的病原體充滿未知，就此這種疾病被命名為“X疾病”?！癤疾病”傳播速度快，同時還具有和埃博拉一樣高達50%到90%的致死率，甚至還可能出現(xiàn)人畜共患的情況。而面臨這樣的可能，建立更完善的預警系統(tǒng)、及時對新發(fā)現(xiàn)病原體開展研究和防治，并迅速制定出最有效的應對策略，將是應對病毒傳染風險的必要途徑。

正如世衛(wèi)組織突發(fā)衛(wèi)生事件規(guī)劃執(zhí)行主任邁克爾·瑞安所說：“確定應優(yōu)先關(guān)注的病原體和病毒家族，以研究和制定應對措施，對于迅速有效地應對流行病和大流行病至關(guān)重要?！彼J為：“如果在新冠感染疫情暴發(fā)之前沒有大量的研發(fā)投資，就不可能在創(chuàng)紀錄的時間里研發(fā)出安全有效的疫苗?！?/p>

現(xiàn)行的病原體優(yōu)先級名單最早發(fā)布于2017年，包括新冠病毒、埃博拉病毒和馬爾堡病毒、拉沙熱、中東呼吸綜合征和嚴重急性呼吸綜合征、“尼帕”病毒、寨卡病毒和“X疾病”等。而此次預計將于2023年4月前公布的全新的病原體優(yōu)先級名單，將規(guī)范各國如何準備和應對未來的流行病威脅，同時也將是一份用來指導全球研發(fā)和投資的名單，特別是在疫苗、測試和治療方面。依據(jù)參與名單評估工作的科學家所提供的每種優(yōu)先級病原體制定研發(fā)路線圖，世界范圍內(nèi)的研發(fā)者和相關(guān)工作者可從中得知認知差距、確定研究重點，進而指導疫苗、治療和診斷測試技術(shù)的開發(fā)，以及各項監(jiān)管和道德監(jiān)督。

成簇的規(guī)律間隔的短回文重復序列（CRISPR）療法有望獲批

成簇的規(guī)律間隔的短回文重復序列是原核生物基因組內(nèi)的一段重復序列，是生命進化歷史上細菌和病毒進行斗爭產(chǎn)生的免疫武器，換言之就是病毒能把自己的基因整合到細菌上，利用細菌的細胞工具為自己的基因復制服務。細菌為了將病毒的外來入侵基因清除，進化出成簇規(guī)律間隔的短回文重復序列與Cas9蛋白組成的系統(tǒng)（CRISPR-Cas9系統(tǒng)），利用這個系統(tǒng)，細菌可以不動聲色地把病毒基因從自己的基因組上切除，這是細菌特有的免疫系統(tǒng)，是古菌和細菌抵抗病毒等外源遺傳物質(zhì)入侵的一種獲得性免疫系統(tǒng)。

細菌擁有多種切除外來病毒基因的免疫功能，其中比較典型的模式是依靠復合物。這一復合物能在一段核糖核酸指導下，定向?qū)ふ夷繕嗣撗鹾颂呛怂嵝蛄?，然后將這個序列進行切除。許多細菌免疫復合物都相對復雜，其中科學家掌握了對一種蛋白Cas的操作技術(shù)，并先后對多種目標細胞脫氧核糖核酸進行切除。這種基因編輯技術(shù)，因其非常精準、廉價、易于使用且非常強大的特點，迅速成為生命科學最熱門的技術(shù)之一。

自2012年以來，美國研究人員即開始運用相關(guān)技術(shù)對生物的脫氧核糖核酸序列進行修剪、切斷、替換或添加，美國約翰斯·霍普金斯大學醫(yī)學院的科學家證明，這一系統(tǒng)還能精確有效地改變?nèi)祟惖母杉毎?。這一發(fā)現(xiàn)簡化了對誘導多能干細胞的修改和訂制，有望更快在治療上取得成果，進而開發(fā)出用于疾病研究和藥物測試的模型系統(tǒng)。隨后在2015年1月6日，為了研究這種副作用在人類其他細胞中是否也存在，研究小組進行了對照組實驗，用JAK2、SERPINA1和AAVS1基因作為模型，研究發(fā)現(xiàn)JAK2基因變異會導致骨髓紊亂，引起真性紅細胞增多癥；SERPINA1基因變異會導致alpha1-抗胰蛋白酶缺乏，這是一種遺傳性紊亂，會造成肺和肝臟疾?。欢鳤AVS1最近被發(fā)現(xiàn)是人類基因組中的“安全港”，可以插入外來基因。

在這一領(lǐng)域的研究和實踐中，我國同樣處于世界領(lǐng)先的位置。2014年，南京大學的研究人員宣布成功創(chuàng)造出定向突變的基因工程猴，這是有記錄以來首次在非人類靈長目動物身上成功使用此項技術(shù)。2016年8月，四川大學華西醫(yī)院腫瘤學家盧鈾率領(lǐng)的一個中國科學家團隊開展了全球首例對人體使用革命性基因編輯技術(shù)試驗。2018年7月開始，另一項基因編輯實驗也在中國進行，研究人員嘗試使用相關(guān)技術(shù)來破壞人類乳頭瘤病毒的基因，并有效地摧毀病毒。目前，人類乳頭瘤病毒已被證實可促使宮頸癌腫瘤生長。

成簇的有規(guī)律間隔的短回文重復序列療法發(fā)展迅猛

事實上，早在2018年2月就有專家預測這種基因編輯技術(shù)將改變我們的星球，改變?nèi)祟惿鐣椭車纳铮?021年，成簇的規(guī)律間隔的短回文重復序列療法顯示出對鐮刀形細胞貧血癥和β-地中海貧血癥可能有效，但當時醫(yī)生還不敢在人體上直接使用這種編輯療法?，F(xiàn)在基于全球范圍內(nèi)廣泛的臨床實驗證明，這種療法對這兩種遺傳性血液疾病有令人滿意的結(jié)果。首個成簇的規(guī)律間隔的短回文重復序列基因編輯療法可能于2023年獲批，相關(guān)產(chǎn)品也隨之進入生產(chǎn)研發(fā)和落地階段。如美國沃泰克斯制藥公司目前正在開發(fā)一種療法，其工作原理是收集病人自己的干細胞，并使用成簇規(guī)律間隔的短回文重復序列與Cas9蛋白組成的系統(tǒng)技術(shù)編輯有缺陷的基因，然后再將細胞輸回人體。這個公司預計將于2023年3月向美國食品和藥物管理局申請批準，以期為罹患β-地中海貧血或鐮狀細胞病的人提供療法。

氣候協(xié)議細節(jié)敲定

早在1992年5月9日，聯(lián)合國大會通過了一項重要公約——《聯(lián)合國氣候變化框架公約》（以下簡稱“公約”）；同年6月由世界各國政府首腦參加的聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展會議在巴西里約熱內(nèi)盧召開；1994年3月21日，這份由150多個國家及歐洲經(jīng)濟共同體共同簽署的公約正式生效。公約包含序言和26條正文，具有法律約束力，其終極目標是將大氣溫室氣體濃度維持在一個穩(wěn)定的水平，并確保在這一水平上人類活動對氣候系統(tǒng)的危險干擾不會發(fā)生。

這并不是一份“一成不變”的公約。自1995年起，公約要求締約方每年召開締約方會議以評估應對氣候變化的進展。隨后在1997年，《京都議定書》達成，使溫室氣體減排成為發(fā)達國家的法律義務；2007年，《哥本哈根議定書》取代《京都議定書》，成為新的行動綱領(lǐng)；2021年，公約第26次締約方大會達成《巴黎協(xié)定》實施細則一攬子決議，開啟國際社會全面落實《巴黎協(xié)定》的新征程；到2022年11月底，公約第27次締約方大會在埃及沙姆沙伊赫落下帷幕，其中一個成果是建立一個基金，要求發(fā)達國家為貧窮國家因氣候變化而遭受的損失買單，這標志著世界各國朝氣候正義邁出了重要一步。根據(jù)這一協(xié)議，歷史上對高排放負有責任的富裕國家將在經(jīng)濟上補償較貧窮的國家，后者首當其沖地受到氣候變化的影響。從“共同但有區(qū)別的責任”原則出發(fā)，公約對發(fā)達國家和發(fā)展中國家規(guī)定的義務及履行義務的程序有所區(qū)別，要求發(fā)達國家作為溫室氣體的排放大戶，采取具體措施限制溫室氣體的排放，并向發(fā)展中國家提供資金以支付他們履行公約義務所需的費用。而發(fā)展中國家只承擔提供溫室氣體源與溫室氣體匯的國家清單的義務，制訂并執(zhí)行含有關(guān)于溫室氣體源與匯方面措施的方案，不承擔有法律約束力的限控義務。這個公約建立了一個向發(fā)展中國家提供資金和技術(shù)，使其能夠履行公約義務的機制，但相關(guān)細節(jié)仍然需要敲定。

此外，公約計劃成立一個“過渡委員會”并在2023年3月底之前舉行會議，就如何安排這些資金提出建議，這些建議將在2023年11月于迪拜舉行的公約第28次締約方大會期間提交給來自世界各地的代表。

《巴黎協(xié)定》簽署現(xiàn)場

粒子物理研究或現(xiàn)曙光

自被發(fā)現(xiàn)以來，μ介子一直以其打破常規(guī)的“怪異行為”使科學家感到困惑。2021年費米實驗室的μ介子g-2實驗表明，這種微小的亞原子粒子的擺動遠超過理論預測。當μ介子用于測量質(zhì)子的半徑時，它也是個“麻煩制造者”，產(chǎn)生了與以前的測量截然不同的值。

為了理解μ介子的奇怪行為，保羅·謝爾研究所（PSI）和蘇黎世聯(lián)邦理工學院的研究人員轉(zhuǎn)向了一種稱為μ子素的奇異原子。μ子素由繞行電子的正μ介子形成，類似氫，但要簡單得多。氫的質(zhì)子由夸克組成，而μ子素的正μ介子沒有子結(jié)構(gòu)，這意味著它提供了一個非常干凈的模型系統(tǒng)來獲得極其精確的μ介子質(zhì)量基本常數(shù)值。

研究人員表示，因為可非常精確地測量μ子素的性質(zhì)，人們可嘗試檢測標準模型的任何偏差，并由此推斷出哪些超越標準模型的理論是可行的。

想要使測量非常精確，一個主要挑戰(zhàn)是制造強烈的μ子素粒子束以減少統(tǒng)計誤差，但制造大量的μ子素，且只持續(xù)兩微秒并不容易。研究團隊利用低能μ介子光束線上形成的μ子素，以微波和激光探測了其特性，并首次測量μ子素中某些非常特定的能量子水平之間的轉(zhuǎn)變。

測量μ子素的能力有助于對蘭姆位移的精密確定。蘭姆位移是氫中某些能級相對于經(jīng)典理論預測的“應該”位置的微小變化。隨著量子電動力學的出現(xiàn)，這種轉(zhuǎn)變得到了解釋。然而在氫中，具有子結(jié)構(gòu)的質(zhì)子又使事情復雜化，在μ子素中測量的超精確蘭姆位移卻可用于檢驗量子電動力學理論。

保羅·謝爾研究所

μ介子的質(zhì)量只有質(zhì)子的1/9，這意味著與核質(zhì)量相關(guān)的效應（如粒子在吸收光子后如何反沖）會增強。相關(guān)現(xiàn)象在氫中無法檢測到，但在μ子素中高精度地達到這些值，可使科學家測試某些異常理論，如是否有新粒子存在。

據(jù)了解，研究團隊的更大目標是稱量μ介子。μ介子質(zhì)量是無法用理論預測的基本參數(shù)，隨著實驗精度的提高，迫切需要提高μ介子質(zhì)量的值作為計算的基礎(chǔ)。同時，這種測量還可能導致里德伯常數(shù)的新數(shù)值，這是原子物理學中的一個重要基本常數(shù)，獨立于氫光譜，它將能解釋導致質(zhì)子半徑難題的測量值差異，甚至可能一勞永逸地解決問題。

目前，物理學家已經(jīng)公布了μ介子g-2實驗的第一批結(jié)果，預計2023年將公布更精確的結(jié)果。這個實驗研究了被稱為μ介子的短命粒子在磁場中的行為，并對粒子物理學標準模型進行了測試。

另一個備受粒子物理學家期待的事件是，位于瑞典隆德的歐洲散裂源將于2023年迎來第一批研究人員?？茖W家們將使用迄今最強大的線性質(zhì)子加速器，產(chǎn)生強烈的中子束來研究材料的結(jié)構(gòu)。

阿爾茨海默病的新希望

2022年8月發(fā)布的人體試驗結(jié)果顯示，在18個月的研究周期內(nèi)，與安慰劑相比，侖卡奈單抗可使患者認知功能衰退速度大幅減緩27%，時間為4～5個月。

基于這一數(shù)據(jù)，目前一些專家對侖卡奈單抗的潛力充滿樂觀，也有一些科學家認為這個藥帶來的好處有限，并對其安全性及“這個藥物能在多長時間內(nèi)延緩阿爾茨海默病的破壞性影響，包括嚴重的記憶喪失、情緒變化和無法完成基本任務”等具體情況產(chǎn)生質(zhì)疑。

β-淀粉樣蛋白被認為是導致人患上阿爾茨海默病的因素之一

此外，美國阿納韋克斯（Anavex）生命科學公司宣稱，其開發(fā)的阿爾茨海默病藥物——布拉卡美新（blarcamesine）能激活一種可提高神經(jīng)元穩(wěn)定性及其相互連接能力的蛋白，從而改善包括異常淀粉樣蛋白沉積在內(nèi)的多種蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)失衡。此藥物最近一次的臨床試驗結(jié)果顯示，與安慰劑相比，布拉卡美新治療改善功能的可能性提高了167%，接受布拉卡美新治療的阿爾茨海默病患者日常生活活動量表評分增加了3.5分及以上。這表明，布拉卡美新治療使阿爾茨海默病患者在認知功能方面具有臨床意義的明顯改善。下一階段，美國阿納韋克斯生命科學公司將繼續(xù)開展相關(guān)藥物的臨床試驗，以全面驗證其有效性和安全性。

目前，日本衛(wèi)材制藥和美國渤健生物科技公司已向美國食品藥品監(jiān)督管理局提交了侖卡奈單抗加速審批，在2023年，美國監(jiān)管機構(gòu)即將宣布藥物侖卡奈單抗是否可被用于治療阿爾茨海默病。雖然對此尚無定論，但不斷涌現(xiàn)的新藥無疑為阿爾茨海默病的治療帶來了新的希望。正如侖卡奈單抗部分人體試驗的監(jiān)督者之一、加拿大多倫多記憶項目的神經(jīng)學家和醫(yī)學主任莎倫·科恩（Sharon Cohen）博士所說：“這是阿爾茨海默病研究中非常有希望的時刻。我們第一次有機會在人們?nèi)阅苷９ぷ鞯脑缙陔A段減緩一種嚴重疾病的發(fā)展?！?/p>

首座核廢料存儲庫開始運營

自20世紀50年代第一座核反應堆問世以來，核廢料一直是世界核能爭議的關(guān)鍵問題。國際原子能機構(gòu)估計，全球約有26萬噸高放射性核廢料都處在“臨時存儲”的狀態(tài)下。而這種存儲形式顯然具有一定的風險性，無論將核廢料放在水中還是放在混凝土與鋼制成的干式存儲桶中，只要位于地表都會受到事故、泄漏等潛在威脅，如日本福島在核電站事故后頻發(fā)的核廢棄物泄漏即是臨時儲存風險性的一個明證。

盡管如此，世界范圍內(nèi)眾多核電大國尚未提出任何處理核廢料的長期計劃。而在2023年，芬蘭首開先河，世界首座核廢料儲存設(shè)施將在芬蘭奧爾基洛托島開始運營。芬蘭政府于2015年批準建造這座深層地下儲存庫以安全處理廢核燃料，在地底約430米處建設(shè)一個構(gòu)造類似螞蟻巢穴的坑。據(jù)介紹，這個核廢料儲存庫內(nèi)部的每條隧道最后都是一個死胡同，之后高達6500噸的放射性鈾燃料會先裝入封裝廠的銅鋼罐內(nèi)，在水池中冷卻數(shù)十年后再用黏土覆蓋銅罐，最后這些核廢料桶就會由機器人運送到位于地下400米深處的花崗巖基巖隧道內(nèi)，預計可以保持10萬年不受干擾，即使氣候變暖到下一個冰河時代也一樣，而核廢料也將在漫長的衰變過程中變得“人畜無害”。

之所以選擇在奧爾基洛托島建設(shè)核廢料儲存庫，是由于這里的基巖在過去10億年中基本穩(wěn)定，且位于相距約800米的兩個平行斷層帶之間，只在上一個冰河時代結(jié)束時，大規(guī)模冰川退縮導致這里的基巖反彈時發(fā)生過地震，科學家預計這個地區(qū)要等到下一個冰河時代之后才會發(fā)生大地震。

位于芬蘭奧爾基洛托島地下核廢料儲存設(shè)施內(nèi)的隧道

唯有水是主要威脅。據(jù)介紹，核廢料必須位于某些類型的黏土、鹽或堅硬的結(jié)晶巖中，因為它們的孔隙空間很小、不連通，而且?guī)缀醪煌杆@片近20億年的基巖主要是片麻巖，是一種在高溫和高壓下形成的堅硬巖石，可以有效阻隔水的侵蝕。此外，科學家還對核廢料進行了多層屏障，確保了即使水滲入隧道巖石層，核廢料也還有黏土和銅罐進行阻隔。即使發(fā)生了最壞的情況，上述所有的障礙都失效，這些核廢料回到地表還需要幾十年，屆時放射性水平已經(jīng)下降到安全值。

參考網(wǎng)站

Nature.The science events to watch for in 2023.2022-12-19.

https://www.nature.com/articles/d41586-022-04444-3

光明網(wǎng).《自然》發(fā)布2023年值得關(guān)注科學事件.2022-12-21.

https://m.gmw.cn/baijia/ 2022-12/21/1303230240.html

新民晚報.多國公開2023年“探月計劃”.2022-02-02.

https://m.gmw.cn/2023-02/02/content_1303270639.htm