科学的未来:人类将占据主导地位
在过去的几年里，我们看到了科学家们做梦也想不到的突破和发现。从拯救生命的COVID-19疫苗的开发到N美国宇航局在一次成功改变小行星轨道的尝试中，将宇宙飞船撞向小行星很明显，短时间内可以发生很多事情。
随着科学世界的迅速发展，新的一年开始了，我们着眼于现在的突破趋势，询问专家:科学世界将走向何方?
在气候变化的世界里养活地球
一些估计到2050年，地球将需要多生产60%的粮食来维持世界不断增长的人口——这一要求可能会给已经疲惫不堪的农业带来压力，并对自然资源造成沉重负担。要跟上如此高的要求，重大变革是必要的——但我们从哪里开始呢?
一种提议的方法是转基因耐热作物通过“破解”光合作用．光合作用利用阳光、水和二氧化碳来制造植物需要的糖和其他分子，但在炎热和干燥的条件下，水和二氧化碳的必要性造成了一个问题。为了让二氧化碳进入，植物必须保持气孔开放，但这可能导致水分流失，最终导致植物死亡。通过侵入系统，遗传学家一直在努力改造水稻、小麦和玉米等植物以抵御极端温度，而其他蔬菜已经具有很高的耐热性茄子、红薯和秋葵它们被设计成能够承受更长时间的热量并提高产量。就在这个月，一项研究发表在自然描述了在芬兰一个古老的生态系统中发现的200万年前的DNA，当时那里的温度是我们在气候变化继续下去时应该达到的水平。研究人员希望利用这些数据来展示植物物种是如何适应的，从而更好地理解转基因现代物种是如何承受今天不断上升的温度的。
科学家们也鼓励将资源投入到开发更充足、营养丰富、可获得并能承受需求压力的食物上。这可以通过农场以外的行动来实现Patrick Webb博士Alexander McFarlane是塔夫茨大学的营养学教授，也是美国营养研究中心的主任美国国际开发署的未来营养保障创新实验室．他说:“今天生产的很多产品从未到达消费者手中。”“大约30%的食物被损失或浪费，此外还有很多食物被喂给牲畜，导致温室气体排放。一些用于制造酒精和乙醇，更多的用于制造几乎没有营养或健康价值的超加工食品。我们需要改变供应链中对食品的处理方式，帮助改变对更高质量饮食的需求，以支持已经在农场采取的行动。”
换句话说，如果补贴转向营养丰富的食品，减少食物浪费，减少目前肉类和奶制品消费水平导致不健康的国家的肉类和奶制品消费，就会发生明显的变化。
韦伯补充说:“所有这些都将取代当前生产模式中所谓必要的‘增长’，同时使粮食体系对人类和地球健康做出更积极的贡献。”
基因组编辑在医疗保健领域占据重要地位
基因组编辑技术CRISPR-Cas9技术在过去几年里有了进一步的发展势头。的2020年诺贝尔化学奖艾曼纽·夏彭蒂尔教授和詹妮弗·杜德纳教授共同发现了基因技术中最精确的工具之一——CRISPR-Cas9基因剪刀。基于crispr疗法的临床试验数量每年都在持续增长，目前该技术正在进行测试癌症，血液疾病，代谢条件甚至尿路感染．
就在去年首次临床试验使用基于crispr的疗法治疗失明取得了积极的结果。这种疗法针对的是CEP290这种基因会导致一种罕见的失明，即莱伯氏10型先天性黑蒙症(LCA10)，这种病是无法治愈的。临床试验将CRISPR机器注入体内进行修复CEP290突变。
另一项最近的研究测试了一种一次性治疗方法体外纠正镰状细胞病和β地中海贫血背后缺陷基因的方法。在这里，提取患者的细胞，并使用CRISPR-Cas9对其进行修饰，使其产生胎儿血红蛋白。的研究在欧洲血液学协会(EHA)大会上发表的研究报告显示，β-地中海贫血患者的血红蛋白水平分别为14.2和12.5克/分升，而正常健康成年人的血红蛋白水平为12至15克/分升。参与者在给药后还看到了长达三年的持续益处，这种方法被认为是比来自捐赠者的异基因移植更安全的潜在治疗选择。
虽然CRISPR-Cas9的独创性在某些临床试验中被证明是成功的，这项技术面临伦理、精度和可获得性方面的障碍。这些包括将这项技术大量应用于成熟细胞的难度很大，这最终会影响准确性和效率。截至2014年，的欧盟临床试验条例禁止任何基因疗法的临床试验可能导致生殖细胞的修改-编辑可遗传的生殖细胞出于道德和安全考虑。“脱靶”编辑，非特异性和意外的基因修饰，会产生严重的后果特别是在临床环境中。
2017年，美国国家科学院和国家医学科学院发表了一份258页的报告专注于人类基因组编辑。它包括了对美国政府和世界各国政府如何最好地应对基因组编辑的进展的建议，还包括了对基础实验室研究的建议，比如在扩大资源之前要求广泛的公众投入，以及目前将临床试验限制在预防和治疗疾病或残疾上。该委员会还讨论了公平和获得基因组编辑技术的问题价格高因为研发所需的投资可能是漫长而昂贵的。在全球范围内，需要确保残疾人有平等的发言权和公平的机会。该报告承认，随着越来越多的人了解新兴的基于crispr的治疗方法并提出要求，将出现不可避免的瓶颈。
全球疫苗接种工作的进展
根据最近的一项研究，传染病仍然是低收入国家人口死亡的主要原因，疟疾和呼吸道合胞病毒(RSV)造成的儿童死亡人数高达1 / 50研究．但专家们希望，免疫研究和新疫苗的上市将在未来几年缓解这种情况。
“我对这种名为R21的新型疟疾疫苗感到兴奋，”他说Gavin Yamey博士杜克大学全球健康和公共政策教授。由牛津大学的科学家开发的这种疫苗，被发现对预防儿童疟疾的有效率高达80%在临床试验中．我们还不知道一旦这种疫苗在现实世界中推广，我们是否会看到同样程度的好处，但如果它在现实世界的条件下非常有效，它可能会产生巨大的影响。”该疫苗是第一个达到世界卫生组织(WHO)疟疾疫苗路线图目标的疫苗至少75%的功效2021年．
亚米博士说，及时提供疫苗(如R21)和医疗护理对预防疾病至关重要。他补充说，确保更好获得卫生资源的一个可能的解决办法是在所有国家实施强大的初级保健系统，向任何有需要的人提供预防、治疗和康复服务。
疫苗公平在提供这方面发挥着重要作用。的世卫组织宣布增加资金向在受疾病困扰的国家扩大疫苗生产的倡议，而数据科学家正在使用更好地了解和预测可能起源于动物的潜在病毒爆发的技术，最终目标是预防未来任何大流行爆发。
Yamey补充说:“我们需要全球化的疫苗生产能力，以便所有地区都能在需要时生产大流行性流感疫苗。”“我们需要事先就疫苗剂量的全球公平分配达成一致，我们需要分享未来任何大流行疫苗的知识产权。”
增强意识的药物成为主流
在过去十年中，大麻用于医疗目的越来越受欢迎，但研究人员现在正在探索用于各种神经和精神疾病的致幻剂。
“许多用于娱乐的药物可以帮助治疗疾病，或者它们正在进行临床试验，以确定它们是否安全有效，”他说贝蒂进行确认他是华盛顿大学的通讯主任迷幻药多学科研究协会．“事实上，每一类精神药物都是如此。”
虽然仍处于研究阶段，而且不被允许用于常规临床实践，但一些精神活性药物已经证明了它们治疗神经疾病的潜力。氯胺酮是一种通常用于诱导和维持麻醉的解离性物质，在2019年的一项研究中，在两周内服用6次0.5 mg/kg剂量的氯胺酮后，抑郁和焦虑症状得到了显著改善研究．像安非他命这样的兴奋剂也显示出了有效性洛克在减轻多动症症状方面，药物可以提高大脑中多巴胺和去甲肾上腺素的水平。
11月中旬，MAPS公益公司宣布第二maps赞助的mdma辅助治疗PTSD的III期试验是完整的。Aldworth说:“在mdma辅助治疗PTSD的第一个III期试验中，88%的参与者在临床上经历了PTSD症状的显著减轻，67%不再符合PTSD诊断的标准。”“裸盖菇素辅助治疗难治性抑郁症正在进入三期试验。”
而FDA还没有批准任何致幻剂，迄今为止的临床试验已经取得了令人鼓舞的结果，FDA的批准似乎在未来几年就会实现，奥尔德沃思说:“FDA的批准也将有助于消除几十年来与致幻剂有关的虚假信息、神话和耻辱。”
随着科学的未来不断发展和领域的成熟，利用技术来解决世界上的顶级问题将是成功的关键。Milton H. Saier, Jr。写了在美国，仅仅关注科学是不够的，还要认识到它最直接影响的人:“它们让我们认识到我们彼此之间以及与其他生物之间的共同点，”他说。
