本文出现在Discover杂志的年度科学现状特刊中，标题为“All Eyes on COVID”。通过成为我们杂志的订阅者，支持我们的科学新闻报道。
没有什么能比全球健康危机更能吸引公众关注科学了。到世界卫生组织在3月份宣布COVID-19为大流行病时，世界各地的人们都在向专家寻求答案。新型冠状病毒SARS-CoV-2来自哪里？我们如何阻止传播并挽救感染者的生命？在许多地方，人们听从了——坚持20秒洗手、戴口罩、保持6英尺（约1.8米）的社交距离，并尽可能待在家里。其中一些社区的病毒传播“曲线”被压平了许多，以至于到了夏末，一些国家几乎恢复了正常。秋季，许多地方出现了疫情反弹，而许多抵制公共卫生指导方针的地区则一直病例不断。无论是什么样的政治和人为因素影响了COVID-19的影响范围，我们可以肯定地说：科学度过了忙碌的一年。
科罗拉多大学博尔德分校的Sara Sawyer说：“作为一个没人关注的病毒学家，这非常令人困惑。然后，突然之间，地球上的每个人都在审视你的论文和你的领域……这令人不知所措。”
成为焦点的不只是病毒学家。物理学家和医学研究人员都在分析载有病毒的呼吸道飞沫在空气中传播的距离——就像我们打喷嚏、咳嗽、说话或仅仅是呼吸时喷出的飞沫。实验测试了不同类型的织物口罩。许多研究证实，近距离室内接触是有危险的，而正确佩戴口罩可以降低风险。
美国疾病控制与预防中心（CDC）主任Robert Redfield说：“我们并非对COVID-19束手无策。戴口罩、保持社交距离、洗手以及谨慎对待人群是我们对抗COVID-19的有力武器。”
摘下口罩，戴上口罩
在COVID-19传播的早期，有新闻报道称医务人员面临防护装备短缺，特别是N95口罩。包括美国公共卫生局局长在内的公共卫生官员甚至劝阻公众不要购买口罩。但到了4月初，新的研究完全改变了建议，转而支持广泛佩戴口罩。
Redfield解释说：“出现了数据显示，无症状者也可能传播病毒，因此CDC将口罩的建议范围扩大到了普通社区。”在此之前，CDC的口罩建议主要针对有症状者，以减少呼吸道飞沫的传播。
在抗击疫情过程中，我们还在摸索中学习到了使用呼吸机治疗COVID-19患者的缺点。早期，医疗机构争相购买呼吸机——许多汽车工厂甚至开始大规模生产呼吸机。但随着时间的推移，我们了解到呼吸机对医务人员（包括暴露于病毒颗粒的风险）和患者健康（如呼吸机引起的肺损伤）的风险，因此需求有所放缓。
在我们大多数人2020年之前都没听说过“无症状携带者”这个词，尽管这个概念并不新鲜。在20世纪初的伤寒热爆发期间，一位无症状的厨师曾感染了大约50到120人。这个人，Mary Mallon——又名伤寒玛丽——今年可能就是我们中的任何一个人。研究人员在7月份估计，SARS-CoV-2传播的传播约63%可能来自无症状前传播者（感染但尚未出现症状者），另有至少3.5%来自无症状者（从未出现症状的病例）。
随着美国人佩戴口罩的习惯逐渐养成，医务人员也加大了检测能力。起初，只有有症状者才接受检测，因为“我们的检测能力确实不足，”马萨诸塞州总医院传染病科主任Rochelle Walensky解释道。随着试剂盒的增加，检测范围扩大到已知接触过但无症状者。
Walensky在夏末表示：“时至今日，我仍然认为我们的检测能力不足。”当时，COVID-19疫情在美国各地持续爆发。尽管我们已经扩大了诊断性检测——即确定一个病人是否患有COVID-19——但大规模的监测性检测将在阻止疾病传播方面发挥关键作用。“这确实是我们必须介入的地方，以便应对无症状传播，”她说。
真正的首次监测性检测——不分是否有症状，对群体中的每个人进行检测——出现在秋季，当时许多大学试图让数万名学生入住校园。研究人员仍在努力改进现有的病毒检测方法，使其尽可能经济高效且快速——例如，使用唾液而不是鼻拭子来提高检测效率，或者使用宿舍的污水来寻找无症状学生的病毒痕迹。
Walensky说：“他们正在做的新的唾液检测很棒，这是向前迈出的一小步，但它们不是改变游戏规则的，因为我们仍然需要在实验室中处理它们。”Walensky想要的改变游戏规则的方法是什么？一种人们可以在家自行进行的检测。（等你读到这篇文章时，也许这样的检测已经变得普遍。）
应对挑战
今年科学家们在与病毒作斗争方面所做的大部分工作都涉及到重新利用现有的想法和方法。这些包括追踪源头、检测感染者以及照顾病人。即使是使用恢复期血浆疗法——将含有COVID-19抗体的所谓“幸存者血清”注入病人——这种技术也已经存在了100年。
虽然SARS-CoV-2是一种新型病毒株，但冠状病毒本身并非新鲜事物。一种与2020年占据人们思绪的病毒密切相关的病毒已经寄存在蝙蝠体内几十年了。但这并不意味着人类直接从蝙蝠身上感染了SARS-CoV-2。由于该病毒有一些非典型的基因，研究人员认为该病毒在传播给人类之前，还在一个中间宿主身上停留过。截至秋季，最有力的竞争者是穿山甲，一种覆盖着鳞片的、类似食蚁兽的哺乳动物，分布在亚洲和非洲的部分地区，尽管尚未确定具体的源头动物。
最具突破性的工作正在疫苗研究领域进行，特别是考虑到Moderna疫苗。“如果它有效，它将是同类中的第一个，”Sawyer说。“它非常不同。它实际上是将mRNA注射到人体内。”
即使这款特定的疫苗（在数十种开发中的疫苗中）未能改变这次大流行的进程，它也推动了科学理解的进步。对于传统疫苗（包括许多针对COVID-19的疫苗），活性成分是灭活或减弱的病毒，或者病毒的一部分。Moderna疫苗则注入mRNA，这是一种遗传信息，通过一种载体进入一些细胞。一旦mRNA进入细胞，我们身体的细胞就会读取mRNA中的指令，并制造冠状病毒表面蛋白。这些蛋白质会被运输到细胞表面，从而触发免疫反应，提供持续的保护。
Sawyer说：“强调这一点非常重要，这个方法有一些令人兴奋的理由，也有一些需要警惕的理由。这是一种疫苗，它实际上被设计成与我们的细胞融合，并进入我们的一些细胞才能发挥作用。”
我们可能已经厌倦了听到“前所未有”这个词来形容过去的一年，但医学研究确实在2020年迎接了许多挑战。研究人员以空前的速度适应、学习和扩展。等到你12月份读到这篇文章时，很可能已经发生了无数新的进展——无论好坏。无论发生什么，有一点是肯定的：世界需要科学来交付成果。
