Nature：2016年最具影响力的科学事件 CRISPR专利和三亲婴儿入选

　　

生物通报道：2016年，从震惊世界的美国总统选举，到太空灾难性的技术故障，研究人员经历了动荡的一年。但是，他们也宣布了一些显著的进展——引力波的直接探测、三亲婴儿的诞生、以及人工智能击败了世界顶级旗手李世石。

捕获引力波
今年，物理学家取得了重大进展。在2月11日，激光干涉引力波天文台（LIGO）负责人、加州理工学院教授David Reitze宣布，人类首次发现了引力波。

这次探测到的引力波是由13亿光年之外的两颗黑洞在合并的最后阶段产生的。两颗黑洞的初始质量分别为29颗太阳和36颗太阳，合并成了一颗62倍太阳质量高速旋转的黑洞，亏损的质量以强大引力波的形式释放到宇宙空间，经过13亿年的漫长旅行，终于抵达了地球，被美国的“激光干涉引力波天文台”(LIGO)的两台孪生引力波探测器探测到。

在LIGO公告仅仅几周后，欧洲空间局（ESA）的LISA探测项目测试了三重探测技术，该技术探测到的引力波，比LIGO观测到的引力波更大、更远天体。自 2015 年 12月初航天器发射以来，该项目已进行了 6 个月，LPF 团队现在发布了该任务的第一批结果。在驶向日地系统的拉格朗日点 1 的一段为期 50 天的航行之后，LPF 进入轨道，开始了一系列航天器验收测试，以及测量两测试物块能达到的自由落体的极限的观测活动。

但粒子物理学家没有那么幸运。在瑞士日内瓦附近的Large Hadron Collider的两个独立实验，在2015年底报道了一些异常测量，研究人员推测可能是一种新粒子，质量是Higgs玻色子的六倍。当时，实验者警告，这些异常可能是统计学上的偏差。然而8月份公布的更多数据证实了这一点。当时，理论家写了几百篇论文，试图用许多可能的模型来解释原始数据。

新的世界秩序
十一月份，动荡的美国总统竞选，最终以共和党商人唐纳德•特朗普出人意料的获胜而结束。研究人员竞相了解特朗普政府会如何对待科学——部分原因是因为他在竞选活动中没有突出科学的重要性。不过，特朗普的一些观点也让科学家感到失望：他声称，气候变化是由中国犯下的骗局，并已承诺美国从巴黎气候协议撤出。他还认为自闭症和儿童疫苗接种存在关联。相关阅读：Science：美国科学界对新总统特朗普忧心忡忡；Nature:科学家对美国大选结果持悲观态度。

随着特朗普政府开始成型，研究人员开始游说议员不通过这位即将上任的总统，因为其对科学没有什么好处。在十一月下旬，有2300多名科学家——包括22位诺贝尔奖获得者——致信特朗普，敦促他“为了应对当前的和新兴的公共健康和环境健康威胁，应坚持科学诚信的高标准和独立性”。

六月，英国23次投票支持离开欧盟，震撼了这个国家的科学界。研究人员仍对“来自欧盟的年度科研经费的命运，以及来自非欧盟国家的英国大学工作人员的移民状况”感到担忧。一些英国研究人员报道称，欧盟的合作被削弱了，一些外国科学家说他们感到不受欢迎以至于他们计划离开这个国家。也有让人略感欣慰的消息，英国政府——由英国退欧投票后上台的内阁领导——在十一月宣布，到2020年，每年增加20亿英镑的意外拨款（25亿美元）。

七月，土耳其一次失败的军事政变为学者展示了一场“巨变”：高等教育委员会立即解雇了1500多名大学院长。大约58%的位置一直被他们的原居住者占据。但有超过6500名教授因涉嫌参与政变而被解雇。人权组织说，许多被解雇的教授是无辜的。

今年，委内瑞拉、巴西和南非发生了政治和经济危机，这些国家的研究人员也难以幸免。轮流停电，排队购买食物和不断增加的暴力事件，引发数百名科学家离开委内瑞拉的大学，并且，在某些情况下离开这个国家。巴西的研究人员正面临经费剧烈削减、联邦科学预算冻结和环境法规削弱等。在南非，紧缩措施已导致长期资金不足，并引发了一连串的大学校园抗议和暴力行为。

探索新的未知领域
这一年是《星际迷航》公映五十周年，但是技术故障推迟了几项太空任务，但航天领域仍然取得了显著的胜利。在3月份，日本宇宙航空探测机构一流的Hitomi X射线天文卫星在发射后仅仅几周就失败了。调查人员确定，是软件错误导致了航天器失控并解体。今年七月，美国宇航局的Juno探测器抵达木星，但其主机的问题推迟了火箭发射，将其轨道缩小到围绕行星的一个更严格的椭圆。幸运的是，在每一次飞行中，宇宙飞船仍会继续在Jupiter大气层和磁气圈中收集数据——比原先计划慢得多。

同时，欧洲航天局（ESA）为失去两个探测器而痛惜。10月，Schiaparelli lander ——ESA的ExoMars任务的一部分，在一次测量误差后砸到这颗红色星球的表面，引起降落伞和制动火箭在错误的时间启动。但至少它的同伴航天器设法进入了Mars轨道。欧空局的其他损失令一些科学家感到难过。在9月，开创性的Rosetta飞船按计划撞上彗星67P/Churyumov-Gerasimenko–gerasimenko的表面，在失去联系之前收到了收音机的特写图像，并结束任务。

令人欣慰的是，中国航天在今年获得了瞩目的成绩。今年8月，中国发射了第一颗量子卫星，目的是测试将安全的量子通信扩展到太空的方法。九月，中国在贵州省西南部完成了世界上最大的单盘远程望远镜的构建，Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope。在十一月，中国发射了Long March 5火箭，这是世界上最强大的一个火箭。这意味着，可以将人、车和重型行星探测器送入太空。最后，两名中国宇航员打破了中国最长时间的太空任务记录，在10月和11月间他们在天宫2号空间实验室驻留了一个月的时间。

CRISPR专利之争闹上法庭
基因组编辑工具CRISPR-Cas9的新应用持续快速发展。在10月28日，中国四川大学华西医院的一名肺癌患者，成为肿瘤学教授卢铀利用CRISPR-Cas9编辑细胞治疗的第一个患者。作为一项临床试验的一部分，研究人员关闭了一个通常抑制细胞免疫系统的基因，希望编辑的细胞能够启动一次对抗癌症的免疫应答。明年，预计在美国和中国将启动更多基于CRISPR-Cas9的癌症试验。

但是，CRISPR–Cas9疗法的商业前景仍不确定。美国专利和商标局在1月宣布了两个研究小组（麻省理工学院Broad研究所的张锋，和加州大学伯克利分校的詹妮弗杜德娜）之间的“干扰”程序，这使得基因编辑技术专利权的争夺达到了白热化。这项诉讼——将于明年初结束，目的是确定谁首先发明了这项技术。每个团队都想申请这项可能有着至关重要商业应用的技术专利。相关阅读：CRISPR专利的两家争夺者在美国对簿公堂 张锋占上风。

同时，在人类胚胎中使用CRISPR-Cas9的研究在今年继续增多。这是一个有争议的研究领域，对设计婴儿的前景提出了担忧，但一些国家的监管机构已经批准了这一领域的项目。在中国、英国和瑞典的研究团队宣布，他们的意图是使用该技术来优化其在胚胎中的使用，以及研究人类的发育。

气候危机
4月22日，在世界地球日这天，来自155个国家的代表以及60多个国家的领导人将齐聚联合国总部，见证一份气候协议的签署，这也是将去年巴黎气候峰会的成果落成文并付诸实践的重要一步。这份气候协议的达成需要代表全球55%排放的至少55个国家签署完成。联合国表示，协议签署的参与率创下历史新高，预示着各个国家对联合抗击全球气温上升所做出的积极努力和压倒性的支持。

最大的进步是在9月美国和中国——占全球排放量的38%，正式加入该协议。几个星期后巴西和其他30个国家也加入了，并且欧盟在十月五日达成协议。该公约于十一月四日生效。

但这并非人们应对全球气候变化的唯一协议。10月6日，联合国国际民用航空组织限制了国际航班的碳排放。在10月15日，197个国家同意修改蒙特利尔协议——旨在保护臭氧层，以淘汰氢氟碳化合物——在空调常用的强大的温室气体。这些国家也在10月28日打破了长达四年的僵局，在南极洲的罗斯海海岸外创建了世界上最大的海洋保护区。

寨卡病毒传播
二月份，世界卫生组织（WHO）宣布，巴西寨卡病毒爆发引起的出生缺陷，构成了全球性的公共卫生急救。这些出生缺陷包括例严重畸形，导致胎儿或新生儿有异常小的头部和大脑。相关阅读：三篇Cell文章直击寨卡病毒最前沿问题。

但在美洲，尽管病毒蔓延了整个大陆，预期的小头畸形病例以及其他寨卡病毒相关出生缺陷的爆发却没有实现。

即使在巴西，非常高比例的头小畸形仍局限于国家的东北地区，研究人员开始怀疑混杂因素的影响。七月，巴西当局开展了一项研究，以调查环境、社会或生物学因素，结合病毒感染，是否可以解释高发病率的奇怪分布。他们期待明年初的初步结果。

在十一月18日，WHO宣布结束国际公共卫生急救，理由是Zika和出生缺陷之间联系已经得以确认，重点需有转向了解寨卡病毒感染的后果，包括出生缺陷和疫苗的发展。

在明年，一些正在进行的国际研究项目，应该就一些病毒相关的问题得出结论，例如，被感染的孕妇生出有先天缺陷的婴儿的比例是多少。

人工智能VS人类大战
今年1月，一个电脑程序首次在围棋比赛中击败了世界级的人类玩家。但是，最终的对决是在3月份，当时人工智能（AI）——称为AlphaGo，击败了世界顶级旗手李世石（Lee Sedol）。该人工智能是由谷歌在伦敦的公司DeepMind开发的，在五轮比赛中赢了四场比赛。

10月份，DeepMind研究人员推出了另一款AI，它能不经过预先学习而操纵伦敦地铁。这个复杂的程序将记忆与能力结合，从之前的经验中学习新的能力。这使得AI向着执行类似人类任务（如推理），更近了一步。

AI还使得语言的机器翻译中的错误减少了约60%，并协助物理学家寻找新的超级材料。这些进展在很大程度上得益于机器的深度学习。

有争议的“三亲设计婴儿”
经过几十年的研究，将三个人的DNA混合起来的辅助生殖技术正在开花结果。这些程序可防止儿童患上由线粒体缺陷引起的代谢性遗传疾病。

今年九月，在墨西哥诊所工作的研究人员报道了通过这种程序诞生的第一个健康婴儿。在中国出生的一名婴儿也使用相同的技术。今年十月，乌克兰的一家诊所宣布，两名以前不育的妇女通过类似的方法得以怀孕。在十二月15日，在听从科学家们的意见后，英国人类受精和胚胎学管理局说，该技术已准备投入临床使用，可以在2017年尽快开始。相关阅读：世界首个三亲宝宝诞生华裔医生之手。

（生物通：王英）

生物通推荐原文：
Nature 540, 496–499 (22 December 2016) doi:10.1038/540496a