《Science》2024年度十大科学突破公布：又是药物成为“年度突破”

12月13日Science杂志公布了2024年度十大科学突破。今年的Science十大科学突破将一种名为来那卡帕韦（Lenacapavir）的注射药物列为年度突破之首。这种预防艾滋病毒感染的药物，每次注射可保护人体长达6个月。今年6月，一项针对非洲青少年女性和年轻女性的大型有效性试验报告称，这种注射药物将HIV感染率降至零，有效性高达惊人的100%。

　　

去年的Science年度突破是可缓解肥胖相关健康问题的药物（胰高糖素样肽-1（GLP-1）受体激动剂），今年12月13日Science杂志公布了2024年度十大科学突破。将一种名为来那卡帕韦（Lenacapavir）的注射药物列为年度突破之首。这种预防艾滋病毒感染的药物，每次注射可保护人体长达6个月。

一针管半年的艾滋病预防药

尽管取得了数十年的进展，每年仍有 100 多万人感染艾滋病毒，而疫苗仍然遥不可及。但今年，世界看到了希望：一种注射药物Lenacapavir，每次注射可保护人们 6 个月。

今年 6 月，一项在非洲少女和年轻妇女中进行的大型疗效试验报告称，这些注射剂可将艾滋病病毒感染率降至零，有效率达到了惊人的 100%。3 个月后，一项在四大洲进行的类似试验报告称，对不同性别的男男性行为者的有效率为 99.9%。

许多艾滋病研究人员现在都希望，Lenacapavir这种药物在用作暴露前预防（PrEP）时，能有效降低全球感染率。“开普敦大学的传染病专家Linda-Gail Bekker说："如果我们能正确地使用这种药物，也就是大力推广它，它是有潜力的。

但这并不是Science杂志将其评为2024年年度突破的唯一原因。Lenacapavir作为预防艾滋病药物所取得的巨大成功源于一项基础研究的进展：人们对Lenacapavir针对的艾滋病病毒帽状蛋白的结构和功能有了新的认识。许多其他病毒都有自己的衣壳蛋白（capsid protein），衣壳蛋白在其遗传物质周围形成一个外壳，因此这种药物的成功带来了一个令人兴奋的前景，那就是类似的衣壳蛋白也可以被用于预防艾滋病。

避孕套、男性包皮环切术、针具交换和教育等预防工具以及 “口服 PrEP ”也提供了帮助。PrEP 药片于 2012 年首次在美国获得批准，只要人们服用，就能提供强大的保护。在旧金山、悉尼和阿姆斯特丹，这些药片帮助将男男性行为者的艾滋病新发感染率降至近乎零。但多年过去了，较贫穷的国家甚至还无法获得仿制药。而在许多非洲国家，由于污名化和关系动态等障碍，年轻女孩和妇女只能断断续续地服药。2021 年，一种名为cabotegravir的 PrEP 药物上市，只需每两个月注射一次。但这种药物也因成本高昂和关注度有限而停滞不前。

进展停滞不前，使得全球距离联合国艾滋病规划署（UNAIDS）设定的目标相去甚远，即明年将新增艾滋病感染人数降至37万以下，2030年降至20万以下。但Lenacapavir有可能打破这一僵局。今年6月，Lenacapavir颠覆了PrEP疗法的世界，因为有消息称，在南非和乌干达对5000多名顺性别妇女和少女进行的盲法研究中，接受注射的人无一感染。9 月，在南美、亚洲、非洲和美国进行的第二项来那卡巴韦 PrEP 试验中，2000 多名顺性别男性、变性男女和非二元性男男性行为者仅有两人感染。

lenacapavir最初是作为对其他药物耐药的患者的一种拯救疗法而开发的，它的长效注射形式现在使它成为艾滋病毒预防的游戏规则改变者。它克服了每日口服暴露前预防（PrEP）和卡博特韦（cabotegravir）等每两个月注射一次的依从性问题，特别是对于面临耻辱和获取挑战的人群。然而，全球推广取决于可负担性、制造协议和健全的卫生基础设施，预计到2025年将获得监管部门批准。不过，它在大幅减少高危人群感染方面的潜力凸显了它的重要性。结合以往的生物医学进展，lenacapavir是朝着减少作为全球健康危机的艾滋病毒/艾滋病迈出的关键一步。

地幔“巨浪”推动大陆高地崛起

长久以来，科学家们一直认为悬崖和高原是两种截然不同的地质现象，分别由不同的过程驱动。但今年英国南安普顿大学地球科学家的一项研究表明，陡峭的悬崖和高原是由大陆分离时在地球中层引发的同一“巨浪”造成的。当构造板块断裂时，会在地球深处引发强大而缓慢的地幔波，进而导致大陆表面上升一千米以上。

最早多细胞真核生物“现身”

今年1月，中国科学院南京地质古生物研究所研究员朱茂炎团队在华北燕山地区16.3亿年前地层中发现迄今最早多细胞真核生物化石。这一发现将多细胞真核生物出现的时间进一步提前了7000万年。

第三种磁性材料发现

铁磁性和反铁磁性一直被认为是材料的两种主要磁序。2019年，研究人员预测，第三种磁性类型，即交变磁性，能兼具铁磁性和反铁磁性两者的特性。今年，多个研究小组证明了存在这一磁性材料。而拥有该特性的交变磁体未来可用于制造自旋电子计算机。

“星舰”实现“筷子夹火箭”

10月13日，SpaceX“星舰”第五次试飞成功。升空7分钟后，其助推器在降落时由发射塔上被称作“筷子”的机械臂“夹住”，首次实现在半空中捕获回收。这一壮举是SpaceX向完全可重复使用火箭系统迈进的重要里程碑。

藻类固氮“神器”首次发现

教科书告诉我们，生物固氮只发生于细菌和古菌中。而今年4月，美国研究人员发现了第一种固氮真核生物，其通过一种名为“硝基质体”（Nitroplast）的新型细胞器来固定氮气，这颠覆了以往真核生物（如动植物）无法直接从大气中固定氮气的认知。

靶向农作物害虫的RNAi杀虫剂上市

今年，美国环境保护局批准可喷洒RNAi生物农药Calantha上市，专门用于防治马铃薯头号害虫——马铃薯甲虫。这种新的、精确的方法将比现有的化学物质更安全。

詹姆斯·韦布空间望远镜探索宇宙黎明

自2022年詹姆斯·韦布空间望远镜“睁眼”以来，其观测到的宇宙黎明时期星系数量远超预期。今年，对这些星系古老光线的详细研究进一步揭示了其背后的原因。

古代DNA揭示千年前家族关系

今年，利用从古代骨骼和牙齿中提取的DNA，一系列研究为数千年前的家庭重建了“家族树”，为人们提供了有关远古时期人口迁徙和亲属关系等新见解。

CAR-T疗法用于自身免疫性疾病

今年，一系列新的临床试验测试了CAR-T疗法在自身免疫性疾病中对抗B细胞的能力。例如，2月，德国研究人员报告，15名接受CAR-T疗法的严重自身免疫性疾病患者在中位随访15个月的时间内（最短随访时间为4个月，最长为29个月），疾病均得到缓解或症状大幅减轻，并已停止使用所有免疫抑制剂和抗炎药物。