疫情之下的2020:科学研究非凡的一年|国际战“疫”行动

2020-12-21 01:00:00 来源: 科技日报 作者: 冯卫东



美国约翰斯·霍普金斯大学发布的新冠疫情最新统计数据显示,美国是全球疫情最严重的国家,累计新冠死亡病例超过30万例。图为12月14日,在美国纽约,工作人员将一名患者送入医院。 新华社发(郭克 摄)

科技日报记者 冯卫东

《自然》杂志网站12月14日刊文称,新冠病毒大流行是2020年占主导地位的科学事件。这种致命的、以前未知的病毒在全球范围内造成了严重破坏,已造成超过150万人死亡,7000多万人感染,并造成了严重的经济破坏。但新冠病毒大流行也将科学研究的发展推向了非同寻常的程度,同时影响了一整年的科学研究工作——从疫苗和治疗到校园关闭和虚拟会议。

新冠病毒被发现后,全世界的研究团队就开始对其生物学原理进行探究,同时进行诊断测试,研究控制它的公共卫生措施。科学家们还竞相寻找治疗方法,并开发能控制大流行的疫苗。

但是,新冠疫情的蔓延也影响了研究人员的工作和个人生活。许多不研究新冠病毒或其影响的研究人员已推迟了他们的项目,搁置了职业甚至被中断了研究经费。

新病毒发现及传播研究

2020年1月,在发现一种神秘的呼吸系统疾病的报道后不到一个月,中国研究人员迅速查明原因——是一种新的冠状病毒。到1月11日,一个中澳研究小组在网上发布了该病毒的基因序列。此后不久,科学家又有了另一个关键但又令人震惊的发现:该病毒可能在人与人之间传播。

2月,研究人员已经确定该病毒会锁定在ACE2受体上。该病毒捕获ACE2的强度至少是萨斯病毒的十倍。科学家认为,这可以部分解释新冠病毒的传染性。

3月,一些科学家认为,可以长时间在空气中徘徊的、微小的、充满病毒的“气溶胶”在新冠病毒的传播中起作用。但是并非所有研究人员都同意,而且一些政府和公共卫生组织花了几个月的时间来寻找证据,证明这是病毒传播的一种方式。研究人员还了解到,人们可以在出现症状之前传播疾病。

控制措施的成功与失败

从新冠疫情大流行开始,流行病学家就急于开发模型来预测病毒的传播,并提出可以采取哪些公共卫生措施来控制这种病毒。在没有疫苗或治疗药物的情况下,世界各地的政府都依靠所谓的非药物干预措施,例如封锁措施。但是封锁带来的经济影响是迅速而严峻的,这导致许多国家在病毒受到控制之前就开放了。大流行初期关于病毒是否能传播的不确定性,还引发了关于佩戴口罩的好处的争论,口罩在许多国家被政治化,尤其是在美国。同时阴谋论、虚假信息几乎像病毒一样传播,其中包括有关群体免疫优点的讨论。

流行病学家建议对新冠病毒进行大规模检测是摆脱危机的出路。但是在许多国家,用于标准测试的试剂盒和试剂(使用PCR技术)的短缺造成了瓶颈。这促使世界各地的研究小组开始设计新的快速测试方法,包括基于基因编辑工具CRISPR和抗原测试的快速测试方法。

全球最早阻止病毒传播的国家和地区使用了多种方法的组合,包括全面封锁、广泛测试、佩戴口罩和数字化追踪病毒接触者。在一些国家,积极的测试与跟踪计划和严格的隔离措施相结合,几乎消除了该病毒的传播,使生活恢复了正常水平。这些成功故事的共同点是政府愿意采取迅速果断的行动。

但是在许多国家,政府官员行动迟缓,无视科学建议或不愿加大测试力度。结果是感染率急剧攀升,导致了新冠疫情的第二波热潮。在美国和西欧,新冠病毒感染和死亡人数再次激增。

新冠疫苗的快速开发

在一片混乱之中,新冠疫苗的开发和测试也在如火如荼地进行。根据2020年11月的统计数字,世界卫生组织表示有200多个新冠疫苗正在开发中,其中大约50个处于临床试验的不同阶段。他们使用了令人眼花缭乱的各种方法,从老式的化学灭活法到从未获得许可的疫苗制备新技术。

辉瑞制药公司和德国生物技术公司BioNTech、美国生物技术公司莫德纳、阿斯利康制药公司和英国牛津大学已相继公布其开发疫苗的大型功效试验结果。在过去的一个月中,英国和美国的监管机构已宣布对辉瑞疫苗的紧急授权,预计欧盟的监管机构将在未来几周内做出决定。中国和俄罗斯开发的疫苗也已获得批准。

辉瑞和莫德纳的疫苗宣称在预防新冠病毒方面约有95%的有效率,而阿斯利康和牛津疫苗的功效尚不确定。但是,有些重要问题持续存在:疫苗如何预防严重的疾病,特别是在老年人中,预防效果能持续多长时间?而且科学家们仍然不知道疫苗是否会阻止人们传播这种病毒。

疫苗要发挥作用,就需要到达那些最需要它们的人们手中。包括美国、英国、欧盟成员国和日本在内的富裕国家已经预先购买了数十亿剂的多种疫苗。为低收入和中等收入国家购买疫苗的计划虽已获得许多富裕国家的支持,但不确定其成功与否。在生产和运送疫苗方面也有许多障碍。例如,辉瑞疫苗需要保存在零下70℃的温度,这将在没有冷藏基础设施的地区造成问题。

新旧疗法齐头并进

仅凭疫苗不可能结束新冠疫情大流行,摆脱这种大流行的唯一途径是疫苗和治疗药物的结合。

研究人员竞相测试了一系列潜在的治疗方法,但取得了喜忧参半的结果。一些候选药物(包括抗疟疾药物羟氯喹和两种HIV药物的混合物)在小型临床试验和观察性研究中显示出最初的希望,但后来在针对新冠住院患者的较大的随机对照研究中并未显示出益处。

4月,研究人员宣布,一种名为瑞德西韦的抗病毒药物缩短了新冠患者的住院时间,但后来的研究发现,该药物并未显著降低死亡人数。11月,世界卫生组织建议不要使用它。

在某些地区,潜在的新冠病毒疗法被严重政治化,美国、印度和拉丁美洲的领导人大肆宣传包括羟氯喹在内的未经证实的疗法。一些监管机构发布了未经证实的治疗方法的紧急使用授权,在某些情况下,这阻碍了临床试验并引发了安全隐患。

6月,对免疫抑制类固醇地塞米松的大型试验发现,将这种抗抑郁类固醇用于需要补充氧气的新冠患者,可使死亡率减少约三分之一。另一种针对免疫系统的药物托珠单抗,在临床试验中取得了好坏参半的结果,但在重症患者中显示出希望。

目前,科学家们还在对新冠症状较轻的患者进行其他干预措施的测试,以了解它们是否能减少发展成更严重疾病的机会。一些科学家希望大量生产的能够直接使新冠病毒失活的单克隆抗体会有所帮助,但研究尚未表明这些昂贵的治疗方法是否能够实现其诺言。最终,新冠患者的治疗可能需要根据其危险因素和疾病严重程度来量身定制的药物组合。

疫情对科学研究的干扰

自二战以来,科学研究从未如此广泛地受到干扰。随着新冠病毒开始在各个国家/地区传播,许多大学在3月关闭了校园。除最基本的实验外,实验室暂停了所有工作,取消了现场研究,虚拟会议开始大行其道。

在与新冠病毒研究没有直接关系的许多领域,项目进展速度缓慢。突然被迫在家中工作,研究人员发现他们的生活被颠覆,常常在照顾家庭和对图书馆等资源的访问受限的情况下苦苦挣扎。许多学生还发现自己无法进行现场研究以得到获取学位所要求的数据。

到8月,尽管许多社区的感染率激增,但美国和欧洲的许多大学校园开始重新开放,而这通常是由学生返回校园驱动的。

不过也还有一些亮点。即使边界关闭,一些国际合作仍在增长。研究人员开始更加公开地分享数据,许多人在预印服务器上发表他们的研究工作,而且大多数出版商都开放了免费阅读新冠研究文章。科研文化也暂时从强调生产力转向讨论更广泛的问题,例如工作与生活的平衡。

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责任编辑: 左常睿
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