動(dòng)蕩的政治變革將在新的一年塑造科學(xué)的進(jìn)程。美國(guó)總統(tǒng)唐納德·特朗普領(lǐng)導(dǎo)的政府預(yù)計(jì)將繼續(xù)致力于廢除基于科學(xué)的環(huán)境法規(guī)。英國(guó)離開歐盟的決定已在研究資助和科學(xué)家遷移方面引發(fā)了難以解決的問題。中國(guó)立志成為科學(xué)和經(jīng)濟(jì)領(lǐng)導(dǎo)者的決心肯定會(huì)影響研究將以何種方式以及在何處開展。隨著這些大趨勢(shì)展現(xiàn)出來，《科學(xué)》雜志預(yù)測(cè)了今年可能被聚焦的關(guān)于研究和政策的特定領(lǐng)域。

天文學(xué)

觀測(cè)超級(jí)黑洞

2017年4月，一個(gè)由天文學(xué)家組成的國(guó)際團(tuán)隊(duì)拍攝了位于銀河系中央的超大質(zhì)量黑洞的快照。在未來的幾個(gè)月里，他們希望發(fā)現(xiàn)這些照片能體現(xiàn)出多少內(nèi)容。事件視界望遠(yuǎn)鏡團(tuán)隊(duì)利用了6個(gè)射電觀測(cè)站的力量——共80根天線，覆蓋了從夏威夷到西班牙再到南極的廣闊地域。為獲得足夠的分辨率從而對(duì)上述黑洞進(jìn)行成像，這一陣勢(shì)是必需的。盡管超大質(zhì)量黑洞在質(zhì)量上是巨大的（相當(dāng)于400萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)），但在體積上出奇的小（直徑不到水星和太陽(yáng)之間距離的一半）。在處理完數(shù)據(jù)并將其相互聯(lián)系起來后，科學(xué)家要么獲得該黑洞和圍繞它的明亮物質(zhì)形成對(duì)比的清晰剪影，要么和此前利用較少望遠(yuǎn)鏡的嘗試一樣，獲得引發(fā)無(wú)數(shù)好奇心的模糊圖像。

人類起源

來自古代DNA的新線索

古代DNA的新來源應(yīng)當(dāng)會(huì)增強(qiáng)這一分子“遺物”在闡釋人類祖先方面的能力。骨頭是古代人類DNA的常見來源。但去年春天，科學(xué)家宣稱，他們成功地從洞穴沉積物中獲得古代人類DNA。這一成就或許為追蹤尼安德特人、丹尼索瓦人或者現(xiàn)代人類DNA至特定地點(diǎn)的研究的繁榮提供了動(dòng)力，隨之興起的還有對(duì)進(jìn)一步詳細(xì)描述人類祖先同其他早期智人之間互動(dòng)的古物開展的研究。盡管大多數(shù)古代DNA來自寒冷的氣候，因?yàn)镈NA在這種環(huán)境下降解得慢，但來自較溫暖地區(qū)的結(jié)果正在顯現(xiàn)，而這要得益于更好的取樣和分析技術(shù)。來自非洲的古代DNA或許能揭示關(guān)于人類起源和多樣性的新線索，而來自南美和亞洲的數(shù)據(jù)可能發(fā)現(xiàn)人類在全球定居時(shí)的路徑。其他研究也將揭開意大利人、猶太人、巴勒斯坦人和印度人的起源。

公共衛(wèi)生

流行病卷土重來

流行病很難預(yù)測(cè)。近年來經(jīng)歷了一些“宿敵”的死灰復(fù)燃，并且全球可能將在2018年見證更多。在沖突或其他危機(jī)導(dǎo)致衛(wèi)生設(shè)施、疫苗接種或者整體衛(wèi)生系統(tǒng)崩潰的地方，曾被擊敗的疾病便會(huì)回歸。人們擔(dān)心黃熱病會(huì)在尼日利亞爆發(fā)，因?yàn)樵谀抢锉榧案魈幍牟±�突然出現(xiàn)，從而表明黃熱病毒一直在較大的區(qū)域內(nèi)傳播。在孟加拉國(guó)的羅興亞族難民中，白喉正在卷土重來，并且在飽受戰(zhàn)爭(zhēng)摧殘的也門導(dǎo)致上百人患病，而該國(guó)在25年間從未出現(xiàn)過白喉病例。也門的霍亂疫情是現(xiàn)代歷史上規(guī)模最大的一次疫情，僅2017年便出現(xiàn)100萬(wàn)疑似病例。霍亂和黃熱病疫苗的儲(chǔ)存量是有限的，但一個(gè)新的霍亂疫苗生產(chǎn)商或許能幫助緩解短缺現(xiàn)狀。

在也門，戰(zhàn)爭(zhēng)帶來大規(guī)�；魜y疫情。
圖片來源：ABDULJABBAR ZEYAD/REUTERS

計(jì)算機(jī)科學(xué)

測(cè)試量子計(jì)算

在長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的建造量子計(jì)算機(jī)的探索中，物理學(xué)家或許很快將到達(dá)一個(gè)重要的里程碑節(jié)點(diǎn)。他們將依靠諸如量子波的干涉等更加細(xì)微的現(xiàn)象來開展計(jì)算，而不是利用普通的二進(jìn)制數(shù)字。來自谷歌公司和其他實(shí)驗(yàn)室的研究人員正競(jìng)相建造足夠大的量子計(jì)算機(jī)，以解決令普通計(jì)算機(jī)“崩潰”的測(cè)試問題。對(duì)“量子霸權(quán)”進(jìn)行的此類展示將證明，這些設(shè)備能做那些傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)無(wú)法企及的事情。不過，在量子計(jì)算機(jī)擁有足夠的能力和可靠性從而實(shí)現(xiàn)一些被大肆炒作的實(shí)際應(yīng)用之前，包括打破現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)加密方案，人們還要等上若干年。

生物醫(yī)學(xué)

一項(xiàng)大規(guī)模健康研究正在開啟

今年春天，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院將啟動(dòng)一個(gè)有史以來最雄心勃勃的項(xiàng)目：涉及至少100萬(wàn)美國(guó)人的長(zhǎng)期研究將探究基因、生活方式、環(huán)境和健康之間的相互作用。這項(xiàng)預(yù)計(jì)10年完成、耗資40億美元、名為“我們所有人”的研究由時(shí)任總統(tǒng)巴拉克·奧巴馬在2015年提出，并且是推動(dòng)個(gè)體化治療的舉措的一部分。目前，該項(xiàng)目已招募1.2萬(wàn)余名志愿者參加試點(diǎn)測(cè)試。該研究負(fù)責(zé)人的目標(biāo)是，到今年年底大幅增加參與者人數(shù)并且確保至少有50%的志愿者來自生物醫(yī)學(xué)研究中未被充分代表的群體。勸說大量來自少數(shù)群體的人將其醫(yī)療記錄和基因數(shù)據(jù)共享給研究人員可能是一項(xiàng)極其艱難的任務(wù)。這些人在生物醫(yī)學(xué)研究中一直被忽視，甚至在歷史上被虐待。

生物技術(shù)

法庭就基因編輯作出裁決

今年，歐盟法院有望決定如何管控通過CRISPR和類似基因編輯工具得以改良的作物。2016年，美國(guó)在該領(lǐng)域先行一步。當(dāng)時(shí)，該國(guó)批準(zhǔn)了一種此類作物：白色蘑菇�？茖W(xué)家通過移除一個(gè)短DNA序列以預(yù)防褐變，對(duì)這種蘑菇進(jìn)行了改良。相關(guān)機(jī)構(gòu)決定，這種蘑菇不用受到關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物（GMO）的管控，因?yàn)楹痛饲暗幕�因工程技術(shù)不同，基因編輯并未插入來自病毒或者細(xì)菌的外來DNA，以改變植物的功能。在歐洲，公眾對(duì)GMO的反對(duì)極其強(qiáng)烈。庭審情況將決定現(xiàn)有的歐盟條例是否允許對(duì)經(jīng)CRISPR編輯的作物“開恩”。

一名來自賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究人員通過移除一個(gè)短DNA序列以預(yù)防褐變，對(duì)這些蘑菇進(jìn)行了改良。這項(xiàng)技術(shù)正在接受歐洲法庭的評(píng)審。圖片來源：YANG LAB

政策

退歐的下一步

英國(guó)將在2019年離開歐盟的決定引發(fā)了諸多懸而未決的問題，包括其對(duì)研究領(lǐng)域的影響。這也是《科學(xué)》雜志連續(xù)第二年強(qiáng)調(diào)此事。未來一年內(nèi)在比利時(shí)布魯塞爾進(jìn)行的談判，將對(duì)解決貿(mào)易、移民以及英國(guó)可能參與歐盟研究資助項(xiàng)目所依據(jù)的條款等諸多問題至關(guān)重要。去年12月給英國(guó)科研界帶來了一些好消息：已經(jīng)在該國(guó)生活的歐盟科學(xué)家仍可在英國(guó)退歐后留在那里，而英國(guó)也將留在歐盟的研究項(xiàng)目——“地平線2020”，直到其在2020年結(jié)束。

資助

歐盟勾勒大型研究計(jì)劃

歐洲委員會(huì)下一個(gè)針對(duì)研究和創(chuàng)新的雄心勃勃的資助計(jì)劃將在今年開始成形。這個(gè)為期7年、將于2021年開始的項(xiàng)目緊隨“地平線2020”而來。后者將在2014~2020年間提供770億歐元的資助。經(jīng)過數(shù)十年的穩(wěn)定增長(zhǎng)后，歐盟的研究預(yù)算如今面臨著英國(guó)退歐的影響：當(dāng)英國(guó)在2019年離開歐盟時(shí)，將留下100億或者110億歐元的缺口。各國(guó)政府、業(yè)界和學(xué)術(shù)界已開始為它們想在最新計(jì)劃中看到的內(nèi)容進(jìn)行游說。

臨床研究

RNA療法再進(jìn)一步

經(jīng)過數(shù)年的挫折后，旨在將RNA分子變成療法的科學(xué)家?guī)е鴺酚^的態(tài)度進(jìn)入2018年。基于RNA的藥物能通過介入將DNA信息轉(zhuǎn)變成蛋白的細(xì)胞過程，治療一系列遺傳性疾病。不過，研究證明，在讓這些微小的RNA有效載荷混過身體防線并進(jìn)入期望的組織的同時(shí)避免運(yùn)載工具產(chǎn)生的毒副作用是一件非常棘手的事情。去年9月，奧尼蘭姆制藥公司宣布，在一次成功的三期試驗(yàn)中，其設(shè)計(jì)的RNA分子能讓引發(fā)進(jìn)行性疾病——遺傳性ATTR淀粉樣變性的基因沉默。伊奧尼斯制藥公司最近宣布，一種名為抗轉(zhuǎn)錄療法的RNA方法在治療亨廷頓病的一期試驗(yàn)中減少了毒性大腦蛋白。同時(shí)，若干正在進(jìn)行的臨床試驗(yàn)將測(cè)試把細(xì)胞變成治療性蛋白工廠的信使RNA分子。

科學(xué)家正致力于將信使RNA轉(zhuǎn)變成利用細(xì)胞機(jī)器產(chǎn)生治療性蛋白的藥物。圖片來源：V. Altounian/Science

公共衛(wèi)生

注射或能治療艾滋病病毒

30多種抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)，以治療艾滋病病毒。同時(shí)，很多組合藥物使受感染者的壽命接近正常人。不過，這些藥物僅在被服用時(shí)才能發(fā)揮作用，而很多受感染者在堅(jiān)持每天吃藥方面存在困難。今年年底，若干大型研究有望報(bào)告藥力更加持久且每4周注射1次的抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物能否像每天要吃的藥片一樣有效。對(duì)猴子開展的研究表明，被注射的抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物或許能擁有持續(xù)3個(gè)月的藥效。與此同時(shí)，人類研究目前正在分析靶向艾滋病病毒的長(zhǎng)效單克隆抗體。這些注射藥物或許也將成為預(yù)防艾滋病病毒的變革者，因?yàn)槲锤腥救巳悍�用的抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物，即所謂的暴露前預(yù)防，會(huì)破壞病毒的傳輸。

太空飛行

計(jì)劃重返月球

特朗普命令美國(guó)宇航局（NASA）讓該國(guó)宇航員重返月球。不過，等他們到達(dá)那里時(shí)，月球可能變得很擁擠。印度和中國(guó)正計(jì)劃在今年將著落器（分別是Chandrayaan-2號(hào)和嫦娥四號(hào)任務(wù)）放到月球上。同時(shí)，5家公司正競(jìng)相在3月底之前將探測(cè)器放置到月球上，以便在谷歌的“月球X大獎(jiǎng)賽”中獲獎(jiǎng)。太空探索技術(shù)公司甚至可能在NASA的巨型火箭——天空發(fā)射系統(tǒng)最早于12月份進(jìn)行首次無(wú)人飛行前，將兩名太空游客運(yùn)送到月球附近。

粒子物理學(xué)

探尋新粒子

密切注意來自全球最大原子加速器——位于瑞士的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）的新粒子線索。2012年，那里的物理學(xué)家首次瞥見希格斯玻色子——在粒子和力標(biāo)準(zhǔn)模型中丟失的最后一塊。但迄今為止，科學(xué)家仍未發(fā)現(xiàn)更多的他們想要的東西：在標(biāo)準(zhǔn)模型之外的新粒子。致力于LHC上底夸克物理實(shí)驗(yàn)的研究人員并未直接發(fā)現(xiàn)新的粒子，而是研究了一類熟悉的粒子——B介子的衰變。B介子含有一個(gè)較重的底夸克和一個(gè)較輕的反夸克。特定衰變的速率并未同標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)測(cè)的速率完全匹配。這種異�，F(xiàn)象或許間接地指向了在眾多B介子中若隱若現(xiàn)的新粒子，而這正是科學(xué)家渴望追尋的線索。

大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)其中一個(gè)探測(cè)器或許能收獲關(guān)于新粒子的證據(jù)。
圖片來源：CERN/SCIENCE SOURCE

藥物監(jiān)管

美國(guó)食品和藥物管理局（FDA）限制干細(xì)胞療法

去年，F(xiàn)DA暗示將打擊提供未經(jīng)證實(shí)的干細(xì)胞療法的診所。這些療法針對(duì)的疾病從膝關(guān)節(jié)損傷到神經(jīng)系統(tǒng)疾病不一而足。2017年，該機(jī)構(gòu)確定了關(guān)于哪些產(chǎn)品必須經(jīng)過上市前審批流程的指導(dǎo)方針。FDA還向一家干細(xì)胞公司發(fā)出了警告信，并且查封了來自另一家公司的未經(jīng)授權(quán)的疫苗。目前，呼吁實(shí)施更嚴(yán)格監(jiān)管的倡導(dǎo)者正在關(guān)注那些未被FDA注意到的公司（可能達(dá)到上百家）是否也將面臨任何后果。

政治

科學(xué)家競(jìng)選公職

為了“惡意”反對(duì)特朗普和由共和黨控制的國(guó)會(huì)推出的科學(xué)和環(huán)境政策，很多美國(guó)研究人員已決定通過競(jìng)選公職將他們的行動(dòng)進(jìn)一步升級(jí)。他們大多是新手政客，并且?guī)缀醵际敲裰鼽h人。這些人希望，他們?cè)诳茖W(xué)界的資質(zhì)將成為競(jìng)選時(shí)的有利條件。一個(gè)對(duì)科學(xué)友好的政治行動(dòng)委員會(huì)已為全美、各州和地方競(jìng)選籌集到200萬(wàn)美元——創(chuàng)下此類事件所籌金額的紀(jì)錄，并且?guī)椭�培�?xùn)候選人掌握開展競(jìng)選活動(dòng)的基本知識(shí)。很多人在人滿為患的初選中落選，并且沒有人在去年11月的選舉中成為幸運(yùn)兒。但他們參與選舉政治的諾言為2018選舉季增添了新元素。（宗華編譯）