2021年度盘点：在挫折中阻击COVID-19

今年，研究人员在对抗病毒方面继续取得巨大的进展，因为他们从一些错误中吸取了教训。

　　

 

对COVID-19科学反应是迅速而有力的。来自全球各个学科的研究人员将注意力转向抗击病毒和拯救生命，研究结果是科学的功劳。在不到一年的时间里，安全有效的疫苗就问世了，新的治疗方法不断涌现。但也有失误和错误的开始。错误和死胡同对科学家来说并不是什么新鲜事，尽管大流行的紧迫性和公众对有希望的消息的渴望可能是导致失误频发并在大众媒体上曝光的原因。

尽管人们仍然普遍信任科学和科学家，但一些团体对研究结果和公共卫生建议持怀疑态度，甚至接受了没有任何明显益处的治疗。

科学传播专家表示，一个可能的解决方案是对使科学过程可信的机制更加透明，例如独立同行评审和期刊文章撤回，并直截了当地说明科学何时可能出错。

今年提供了几个科学家遇到、有时纠正COVID-19研究的例子，这些研究还没有到达预期的影响。这一年还为科学家们提供了继续推进其研究领域的方法。

结构问题

自COVID-19疾病流行以来，计算科学家们已经对SARS COV-2的蛋白进行了详细的建模。
第一个立足点是SARS COV-2的基因组序列。它是在2020年1月初破译的（Nature 2020, DOI: 10.1038/s41586-020-2008-3）。此后不久，研究人员开始研究病毒蛋白质的结构，使病原体能够进入我们的细胞并进行复制。这些结构，以及病毒及其蛋白质的详细计算机模型，帮助科学家和医生开发了疫苗和疗法。

但是蛋白质结构只有在准确时才有帮助。这就是冠状病毒结构特别工作组成员今年花时间检查上传到蛋白质数据库（PDB）的新SARS-CoV-2蛋白质结构的原因，PDB是世界上最大的开放结构数据库之一。他们寻找不合适的氨基酸侧链、不利的空间相互作用和其他错误。不准确的结构会阻碍药物设计者预测可能针对这些蛋白质的分子的能力。当工作组发现错误时，它在其网站上共享了一个更正的结构，并联系了原始结构的作者，他们可以并且在大多数情况下确实将正确的蛋白质结构上传到PDB。

由于自动化结构生物学工具和蛋白质序列数据变得越来越容易获得，在其他研究人员检查模型的准确性之前，缺乏经验或专业知识的研究人员可以在几周内产生并分享新的蛋白质结构。去年，在应对COVID-19流行的过程中，这个问题变得更加严重。为了解决这个问题，任务组呼吁结构生物学界改变它共享数据和文档的方式，解决结构错误（Nat. Struct. Mol. Biol. 2021, DOI: 10.1038/s41594-021-00593-7).

新用途老药的光环逐渐消失

药物开发人员从COVID-19爆发初期研究的一些治疗方法，如单克隆抗体治疗（清华大学研发：中国首款抗新冠肺炎特效药获批）和抗病毒药物，包括remdesivir，被证明是有用的。但许多其他分子未能兑现最初的承诺。

一些重新利用的药物，显示出对抗SARS-CoV-2的早期前景，但大多数被证明是无效的治疗。

最突出的例子是羟基氯喹。现在，作为前美国总统Donald J. Trump推广的治疗CVID-19的药物，羟基氯喹是一种已经批准的药物之一，在早期细胞研究中显示出有希望的抗病毒活性。为市场上已经存在的治疗方法寻找新的用途被称为药物再利用，这可能是一种比从头开始更快的新治疗方法。但是对羟基氯喹和几乎二十多种其他药物的进一步研究发现，这些化合物对感染的细胞有害，但不能阻止病毒（Science 2021, DOI: 10.1126/science.abi4708）。

计算化学家的研究没有太大的成功。一项研究的结果发现，数以百计的发表的计算研究缺乏严谨性，特别是未能支持实验室研究的计算结果（Chem. Soc. Rev. 2021, DOI: 10.1039/d0cs01065k）。预印本服务器bioRxiv 表示，如果不进行实验验证，就停止接受可能的COVID-19治疗的计算论文。尽管人工智能公司Insilico Medicine宣布，它预测了两种潜在的COVID-19疗法，到目前为止，两种疗法还没淘到金子。值得庆幸的是，两种口服新药脱颖而出。Nature关注：第一个口服抗新冠药物Molnupiravir；FDA批准的第二款COVID-19口服药

废水检测

公共卫生官员可以测试废水来检测COVID-19爆发，但这项技术是有限度的。

除了治疗，科学家还研究了如何更好地识别感染者，以阻止病毒传播。废水监测成为一种比较便宜的方法来早期捕获COVID-19爆发，因为病毒颗粒出现在粪便中，因此在感染的人出现症状之前，我们冲进市政污水系统。到2021下半年，研究人员开始看到这种方法的局限性。科学家可以根据废水数据计算病例数，但不是很精确。而且这种检测无法确定宿舍或办公楼中的哪些人受到感染，更不用说城镇或城市了。研究人员还发现，很难在废水中识别病毒的新变种，因为它们很少能够对整个病毒基因组进行测序。然而，废水监测科学家说，在COVID-19大流行期间所安装的设备和经验教训将使该技术成为未来公共卫生工具。跟踪COVID-19传播快速、大规模废水早期监测预警系统《mSystems》