昨日，国际顶刊《自然》杂志重磅发布 Nature's 10——2021年度十大人物，探索了今年科学界的关键进展，以及在关键里程碑中发挥重要作用的科学贡献者，他们与同事一起帮助科学界以及整个社会做出了惊人发现，并引起了人们对关键问题的关注。其中，中国首次火星探测任务总设计师张荣桥、新冠病毒变体Omicron调查员等人均上榜。     Winnie Byanyima：疫苗战士 这位联合国领导人知道，没有斗争就不会实现疫苗公平。   在COVID-19 疫苗问世之前，Winnie Byanyima 就知道公平分配它们将是一个重大挑战。2020 年初，她是少数警告低收入和中等收入国家不能仅依靠捐款为其人民接种疫苗的发生者之一。她认为，让每个人都能获得拯救的唯一方法是尽力帮助医药公司制造疫苗，并建立分销系统以将它们送到有重大未满足需要的地区。  

但是她的愿景至今并未实现，辉瑞-BioNTech 和 Moderna 等开发新冠疫苗的公司紧紧抓住知识产权，大部分疫苗被富裕国家抢购，甚至有国家正在分发新冠疫苗加强针，但产生强烈对比的是，低收入国家中只有约6%的人接受过单次注射。

 

由于曾经担任过联合国艾滋病联合规划署（UNAIDS）主任，Byanyima 预料到了这种差异。她发现某些药物和疫苗的盈利模式令人愤怒。在她看来：“如果抱着可以像销售奢侈品手提包那样销售一种拯救生命的健康技术的想法，这本来就是反常的，我们不应该把它正常化，我们应该这样称它为：不道德、贪婪和错误。” Byanyima与同道人士共同创立了“人民疫苗联盟”以改变这种思维方式，它的战略是通过向强国领导者强调支持疫苗公平将如何实现他们自己的领导目标，以实现疫苗在全球的均分。

 

今年 5 月，Byanyima 和她的同事迎来了一场意外的胜利，美国，曾被看作一个强硬的专利捍卫者，选择全力支持南非和印度提出的放弃 COVID-19 疫苗知识产权保护的提议，以期增强疫苗制造能力。 Byanyima仍在这条路上奋战着，她一直致力于确保科学成果改变生活。如她所说：“如果没有减少不平等的政治决定，我们将一事无成。”   Friederike Otto：气象侦探

随着高温、洪水和干旱的加剧，这位研究人员评估了人类是否应该承担某些责任。

Friederike Otto 在过去七年一直在研究极端天气事件，但当7月异常热浪袭击加拿大和美国太平洋西北部，打破了温度记录并造成数百人死亡时，就连她也感到震惊。 如今，每当极端天气来袭时，人们都会立即怀疑气候变化是否是罪魁祸首。这正是奥托和她在世界天气归因 (WWA) 小组中的合作者试图快速回答的问题。Otto 与 WWA 团队建立了视频通话，该团队仔细研究了气象数据以衡量异常高温天气的各方面因素，研究了该地区的气候记录，运行计算机模型以找出相对于没有气候变化的假设世界，以及预测这种异常高温发生的可能性。结果是：如果没有人为引起的气候变化，该地区几乎不可能发生如此规模的热浪。   除了今年美国西北部的热浪之外，Friederike Otto和该小组还分析了气候变化在德国和比利时 7 月毁灭性洪水、法国 4 月“寒潮”以及马达加斯加持续干旱中的作用。像许多研究人员一样，Friederike Otto非常担心气候变化的影响。   直到几年前，科学家们还很难确定地回答特定的极端天气是否应归咎于气候变化，以及它们变化的可能性。当 WWA 首次尝试分析极端事件时，许多科学家对归因研究持批判态度，他们认为这一研究仅使用一两个气候模型，而没有评估这些模型是否能够可靠地模拟所讨论的极端事件，显得并不科学。   而如今，Otto 和她的团队——包括她的前联合主席、荷兰气候建模师 Geert Jan van Oldenborgh已经制定了一项策略，该策略使用来自多达 50 个模型的气候模拟，这种方法和产生的研究现在被广泛认为是高度可靠的。 张荣桥：火星探险家 这位工程师领导了中国首次成功的火星任务，该任务于今年抵达火星并在火星表面着陆。 5月 15 日，当中国的火星探测器安全降落在地球上赤褐色的沙质平原上时，张荣桥擦掉了眼泪。这次着陆标志着张荣桥和中国国家航天局充满危险的4.75亿公里旅程的结束，他们之前从未成功地向火星发送过任务。   张荣桥说，这次登陆让他领略了中国的一句老话——十年磨一剑。中国是继美国之后第二个在火星上放置火星车的国家，如张荣桥所说，如此陌生而复杂的环境中，中国科研团队面临着许多未知数。作为首席设计师，他负责协调一个由数万名建造和运营火星任务的团队，命名为“天问一号”。该项目由一个轨道器、一个着陆器和一个名为“祝融”的火星车组成。   该任务是 2021 年抵达火星的三个任务之一——其他任务是美国宇航局的毅力漫游者和阿拉伯联合酋长国交付的轨道飞行器。中国任务的成功使张荣桥成为了民族英雄，他多次出现在官方媒体上，但很少与中国以外的媒体交谈。他通过电子邮件回答了Nature的问题。科研在天问一号的主要目标上退居次要位置，该目标是发展和展示中国在超越月球的深空任务中的实力。同时，张荣桥说，从火星获取丰富和高质量的信息是设计的一个关键考虑因素，火星车的六台科学仪器和轨道飞行器上的另外七台仪器产生的数据将有助于更好地了解这颗以前未探索过的行星区域。 天问一号于 2020 年 7 月 23 日发射升空，于 2 月抵达火星，并于 5 月降落着陆器和漫游车。航天器停靠在一个名为 Utopia Planitia 的巨大撞击坑上，此后，火星车向南行驶了1200多米，拍摄了全景照片以及在网上广为流传的自拍照。9月中旬，祝融号因太阳阻碍了火星与地球的通讯而进入冬眠状态，但在10月下旬恢复工作。它现在正朝着一个可能曾经是古代海洋海岸线的地区前进，研究人员将在那里寻找有关火星进化的线索。

Timnit Gebru：人工智能伦理领袖

在谷歌丢掉工作后，一位人工智能先驱成立了一个独立的研究所，提出有关技术伦理的问题。     研究人工智能 (AI) 伦理的研究员 Timnit Gebru 说，她过去的一年——总而言之——糟糕透了。去年 12 月，在谷歌对她的工作进行审查后，她失去了在谷歌的工作。大肆宣传的罢免令科学家们震惊，公司中数千名研究人员团结起来支持她，加剧了她对人工智能中反黑人歧视以及该技术可能对社会边缘化群体造成危害的担忧。   现在，Gebru 已经开辟了自己的道路。今年 12 月 2 日，也就是她与谷歌分道扬镳的 12 个月后，她成立了一家研究所，独立于大型科技公司研究人工智能。她说，过去一年发生的事件反映了一种现状，人们越来越认识到，不应将人工智能的缺陷视为技术问题，它们是技术开发环境存在缺陷的一种症状。 2020 年末，一场关于 Gebru 与 Mitchell 和外部学者共同撰写的论文引发了巨大争议，它批评了大型语言模型的环境影响和潜在偏见。Gebru 被告知，该公司的内部审稿人希望她从她提交的会议上撤回论文，或者删除与 Google 相关的作者；当她询问有关是谁提出这一建议的详细信息时，也给同事发电子邮件说谷歌正在压制边缘化的声音。 如今，Gebru 说，她早就有关于创建自己的研究所的想法，旨在建立一个关于人工智能工作应该如何完成的积极模型。在她申请赠款并从多家慈善组织获得 370 万美元的资金后，这些正在逐步实现。  

Tulio de Oliveira：变体追踪器

南非的一位生物信息学家帮助鉴定了冠状病毒 SARS-CoV-2 的令人不安的变种。

11 月 25 日，Tulio de Oliveira 宣布发现了 SARS-CoV-2 的新变种，在博茨瓦纳、南非和香港的样本中检测到新冠病毒新变体 Omicron，de Oliveira 和其他主要科学家担心这些突变可能有助于它逃避先前感染或疫苗接种的免疫力。

 

对于南非夸祖鲁-纳塔尔研究创新和测序平台 (KRISP) 的主管 de Oliveira 来说，回忆起这一年，令人毛骨悚然，当时他的团队在南非样本中发现了另一种令人担忧的 SARS-CoV-2 变体——Beta。随着该变种的出名，导致外国政府在其发现数月后限制进出南非的旅行。

 

de Oliveira知道，通过报告令人担忧的新冠病毒变体，他冒着招致南非遭受经济制裁的风险，但他也知道这是正确的做法。“阻止大流行的方法是迅速采取行动，”这位出生于巴西的生物信息学家说，“观望不是一个好的选择。”

 

总部位于伦敦的生物医学研究慈善机构 Wellcome 的负责人 Jeremy Farrar 表示，在南部非洲快速识别 Beta 和 Omicron 强化了在全球范围内均匀传播疾病监测的重要性。“如果不平衡继续存在，那么在疾病监测有限的情况下，我们就有可能冒着 COVID-19 的新变种、甚至是新疾病突然出现并不受控制地传播的风险，”

 

COVID-19 并不是第一次使用基因组测序来追踪非洲疫情变化的情况；科学家在 2014 年至 2016 年在西非爆发的埃博拉疫情中使用了它，KRISP 于 2017 年由 de Oliveira 掌舵，它还追踪了包括登革热和寨卡在内的疾病以及艾滋病和结核病等更常见的病原体。

 

如今，De Oliveira因发现与追踪两个令人担忧的新冠病毒变体而闻名。当 Omicron 宣布推出新的旅行禁令时，包括政界人士在内的一些南非人质疑 de Oliveira 是否有权发表此类声明。有些人甚至将基因组监测社区视为敌人。但是，他说：“我们不是敌人，我们只是意识对立。”

 

John Jumper：蛋白质预测因子

由这位 AI 研究人员领导的团队发布了一种正在改变生物学的工具。

   

如果确定任何蛋白质的结构都像执行网络搜索一样简单，这意味着什么？今年早些时候，伦敦 DeepMind 的 John Jumper 和他的同事试图通过公开发布的 AlphaFold 来回答这个问题，AlphaFold 使用人工智能 (AI) 以惊人的准确度预测蛋白质结构。

 

“这将改变现代生物学的面貌，”伊利诺伊州芝加哥大学的生物物理学家、Jumper 的前博士顾问之一Tobin Sosnick说。

 

AlphaFold 的发展是一个毁灭和重生的过程。2018 年，研究团队震惊了对蛋白质结构预测感兴趣的小型科学家团体。在名为 CASP（结构预测关键评估的缩写）的两年一度的竞赛中，AlphaFold 的早期版本在根据蛋白质序列确定蛋白质形状方面的表现优于所有其他计算工具。

 

但是，尽管取得了胜利，AlphaFold 并没有生成足够详细的预测，当时还是该团队联合负责人的 Jumper 说。提高其性能的努力遇到了障碍，所以研究人员决定从头开始。

 

AlphaFold 的第一次迭代基于预测目标蛋白质各部分之间距离的神经网络，其他团队也在采用这种方法。Jumper 希望 AlphaFold 能够提供科学家可以相信的预测，因此需要对底层神经网络进行彻底检查。

 

AlphaFold的第二个版本在 2020 年末再次主导了 CASP，这一次的优势更大。此外，其近三分之二的预测与实验确定的结构相当。然而，对于 Jumper 来说，AlphaFold 故事中最有价值的一章出现在 7 月。他和他的团队与位于英国欣克斯顿的欧洲分子生物学实验室——欧洲生物信息学研究所一起发布了该网络的底层代码，以及人类和其他 20 种其他模式生物中几乎所有蛋白质的预测结构——总共 250,000 个结构。他们计划明年发布所有已知蛋白质中近一半的结构——总计 1.3 亿个结构。

 

Jumper 的团队会定期听取其他现在使用 AlphaFold 的研究人员的意见。他最兴奋的项目之一是核孔复合体图，这是一个巨大的分子机器，是真核细胞基因组的看门人。这项工作将 AlphaFold 的结构和其他预测与包含该复合体的实验结构相结合，该复合体由 1,000 多个单独的蛋白质链组成。

 

对于 Jumper 来说，这样的应用是最高的赞美。他说：“看到 AlphaFold 改变了实验者的工作进度，真的非常令人难以置信。” “我的梦想是做一些真正有用的事情。”

 

Victoria Tauli-Corpuz：土著后卫

一位前革命者帮助土著人民在保护生物多样性和气候方面获得了国际认可。

 

 

随着联合国气候峰会COP26在英国格拉斯哥拉开帷幕，几个富裕国家和十多个慈善组织加紧了前所未有的承诺。他们承诺提供 17 亿美元，帮助世界各地的原住民保护森林，保护生物多样性，并通过将碳锁定在植物和土壤中来防止全球变暖。这是原住民群体的分水岭，大部分功劳要归功于来自菲律宾的原住民领袖Victoria Tauli-Corpuz数十年的工作，她曾担任联合国原住民权利问题特别报告员六年。   Tauli-Corpuz 多年来在全球范围内纵横交错，以说服政府、环保主义者和慈善基金会，土著人民是森林和其他生物多样性热点的最佳管理者——这一点最近得到了科学文献的支持。 “我们击败了大坝，伐木业也停止了，”菲律宾碧瑶市 Tebtebba 基金会的创始人兼执行董事 Tauli-Corpuz 说。她意识到土著人民的命运与世界森林密不可分。在 35 年的时间里，她在联合国机构中努力工作，Tauli-Corpuz 成为了她所谓的“堡垒保护”的有力批评者。“保护思维必须改变，”她说，因为拥有大部分地球生物多样性和碳的森林也是世界土著人口的家园。“人们生活在这些森林中，我们应该与他们合作。” 近年来，借助卫星图像，科学家们得出了同样的结论。与国家公园和其他保护区一样，与邻近土地相比，原住民领土不太容易遭到森林砍伐、采矿和水坝的破坏。   这一想法在今年受到了关注，土著权利在 10 月份虚拟的联合国生物多样性公约期间得到承认，并在 9 月份在法国马赛举行的世界保护大会上受到了前所未有的关注。土著团体首次作为成员参加了后者，并成功推动了一项呼吁政府到 2025 年保护 80% 亚马逊地区的动议。政府和捐助者首次在 COP26 上做出了真正的资金承诺。 如今，回到她的基金会，Tauli-Corpuz 继续与世界各地的土著社区合作，帮助他们了解自己的权利并获得对他们传统土地的所有权。她还帮助原住民社区加强他们自己的治理体系，这对于他们寻求提出项目和获得新承诺的国际资金至关重要。“这真的是为了帮助土著人民增强自己的能力，”她说，“希望我们能够加强他们做需要做的事情的能力。”  

Guillaume Cabanac：欺骗侦探

这位计算机科学家帮助发现了一种隐秘的造假论文。 地下令人毛骨悚然的爬行状态、胸部恶性肿瘤、太阳导向的力量，这些可能听起来像是小说作品中的表达，但它们实际上是从学术文献中提取的科学术语的奇怪翻译——分别是蚁群、乳腺癌和太阳能。法国图卢兹大学的计算机科学家纪尧姆·卡巴纳克 (Guillaume Cabanac) 每天都会在学术论文中发现这些奇怪的短语。   今年，卡巴纳克和他的同事在数千篇论文中发现了这些被他们称为“折磨”的短语。少数已被收回，出版商正在调查更多。Cabanac 建立了一个网站来跟踪迅速发展的问题。“他们发现这个全新的大黄蜂巢状的文章似乎完全是假的，”加州研究完整性分析师Elisabeth Bik说。   解决这些问题与Cabanac的日常工作有关：他专门分析学术文献，现在每天大约花两个小时来寻找相关的短语。有些人可能会觉得它们很有趣，但 Cabanac 会认真对待这个问题。在他看来，这中事情不应该发生。 Cabanac 从 2015 年开始寻找胡言乱语的论文，到目前为止，Cabanac 和同事们——连同来自 PubPeer 社区的志愿者——已经在 2000 多篇论文中找出了近 400 个胡编乱造的短语，其中包括来自 Elsevier 和 Springer Nature 等知名出版商的期刊（自然的新闻团队编辑独立于其出版商）。每个这样的短语首先必须被一个人发现；然后在 Dimensions 的索引上运行搜索算法以查找包含它的论文。Cabanac 和许多助手手动扫描这些文章中的每一篇，以清除误报。最后，Cabanac 想开发一个程序，可以自动识别被折磨的短语。 Cabanac 希望他的工作有助于净化科学文献。但他知道这并不容易。“我害怕新技术会帮助骗子发表包含不易检测到虚假论文，”他说。“这是一个打地鼠游戏。我们需要做好准备。”  

Meaghan Kall：COVID-19 疫情解析传播者

一位政府流行病学家违反规范在推特上发布对英国冠状病毒数据的解释。 1月 8 日下午，英国政府流行病学家 Meaghan Kall 帮助完成了一份关于在英格兰东南部传播的 SARS-CoV-2 变体的技术简报文件。然后，在报告发布大约半小时后，她尝试了一些新的东西：她在推特上发布了一条分解关键点的帖子。   Kall在网上看到人们对冠状病毒变种的不安和困惑越来越多，并希望公开解释政府数据所显示的内容。她没有征得她在英格兰公共卫生局 (PHE) 上司的许可便做了这件事。 由于对此类数据的含义存在如此多的错误信息和混淆，公共卫生机构难以传达他们的信息，卡尔介入了这个突破口。“Meaghan 一直是新闻界热门信息的绝佳来源，并且在分解报告方面做得非常出色，”Kilpatrick 说。   大流行期间，数十名科学家在推特上成为了传播明星，但卡尔的立场不同寻常。“作为一名公务员，我说出真相的空间有限，”她在 9 月发推文说。在今年的 6000 多条推文中，她还分享了她的家人不得不隔离时进行的快速冠状病毒测试的照片，并邀请担心 COVID-19 疫苗的人给她私信。她说，她的上司既没有禁止也没有鼓励她发推文，尽管一些同事个人表示支持。   Kall 认为她的公开交流有助于信任英国政府数据。“我最喜欢的回应是那些说，'我对 PHE 没有太大信心，我并不真正相信它，直到我开始关注你的 Twitter 提要，'”她说。

Janet Woodcock：FDA主管

这位职业经理人带领美国首屈一指的药物机构度过了充满挑战的一年。 就在拜登今年 1 月成为美国总统后几天，他任命Janet Woodcock为美国食品和药物管理局 (FDA) 的代理局长。很快，信件如潮水般涌来。有些信件对她有利：一封由 82 个罕见病患者权益组织签署的信件赞扬了她的领导能力以及她将患者的声音纳入药物批准决策的重点。其他人则不那么欢迎她：31 个倡导组织敦促美国卫生与公共服务部部长让伍德科克在 FDA 的简要情况下掌舵。“Woodcock博士主持了美国历史上最严重的监管机构失败之一，”他们写道，并将该国肆虐的阿片类药物危机的部分责任归咎于她。 今年 6 月，在 FDA 决定批准药物 aducanumab 治疗阿尔茨海默病后，FDA的权威性遭到了挑战。这种由Biogen开发的药物已被证明可以减少患有这种疾病的人大脑中缠结的淀粉样蛋白 β 蛋白，但它似乎并没有像预想一般改善认知功能或症状。FDA由此陷入巨大争议。 FDA 的一个外部顾问小组投票反对该批准，但该机构做出了不寻常的决定，忽略了该建议。华盛顿特区消费者权益保护组织 Public Citizen 的健康研究主管Michael Carome 表示，这是一个关键时刻：该机构批准了一种可供数百万人服用的药物，但没有确凿的证据表明它对人们有帮助。“这是该机构做过的最糟糕的决定之一，”卡罗姆说。  

Woodcock 拒绝对本文发表评论，但 FDA 发言人表示，她没有参与 aducanumab 的批准。即便如此，作为该机构的代理负责人，她还是承担了一些责任，一位也在马萨诸塞州波士顿哈佛医学院研究药物监管的医生Aaron Kesselheim说：“我认为 FDA 在大多数情况下都会做出正确的决定，并继续作为全球药品监管的黄金标准。” 他补充说，Woodcock 领导下的FDA 与时俱进的方式值得肯定。”

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参考资料：

[1]https://www.nature.com/immersive/d41586-021-03621-0/index.html#section-ooUfKb41pU