“Nature’s 10”
Omicron的研究人员、火星的探险家及人工智能伦理学先驱是本年度重大研究故事的幕后工作者
《自然》（Nature）杂志的十大榜单探讨了今年科学领域的关键发展以及在这些里程碑中扮演重要角色的科学家。这些学者与他们的同事一同做出了惊人的发现，并使人们注意到关键问题。《自然》杂志的“十佳”并不是一个奖项或排名。该评选是由《自然》杂志的编辑编制，旨在通过相关人员的引人入胜的故事来突出科学中的关键事件。
下文将主要介绍生命科学相关的研究人员。
Winnie Byanyima：疫苗战士
这位联合国领导人知道，没有斗争就不会实现疫苗公平。
在COVID-19疫苗问世之前，Winnie Byanyima就知道公平分配它们将是一个挑战。2020年初，她是少数警告低收入和中等收入国家不能仅依靠捐款为其人民接种疫苗的声音之一。她认为，让每个人都能获得拯救生命的疫苗的唯一方法是帮助尽可能多的公司制造疫苗，并建立分销系统以将它们送到需要的地方。
但是这并没有发生。开发新冠疫苗的公司，如Pfizer–BioNTech公司和Moderna公司，一直紧紧抓着知识产权（intellectual-property, IP）不放，富裕国家已经抢购了大部分的疫苗。有几个国家现在正在分配加强针，而低收入国家只有大约6%的人接受过一剂。Byanyima预计到会出现这种差异，因为她有过在艾滋病流行时的经验。在21世纪初，拯救生命的药物已经存在，但在她的祖国乌干达，基本上无法获得这些药物。
她发现一些药物和疫苗的盈利模式令人气愤。Byanyima认为，可以像销售奢侈品手包那样售卖拯救生命的健康技术，这种想法是不正常的，她领导着联合国艾滋病规划署（UNAIDS），该机构带领着在世界范围内消除艾滋病的工作。不应该把它标准化，不应该尊重它，应该称其为：不道德、贪婪和错误。Byanyima等人共同创立了宣传团体“人民疫苗联盟”（People’s Vaccine Alliance），以改变这种思维方式。联盟的策略是争取有权势的领导人加入，向他们提出精心定制的论据，强调支持疫苗公平将如何能促进他们自己的目标。Byanyima表示，政府不是圣人，但他们对人民的要求做出了回应。
今年5月，Byanyima等人庆祝了一场意料之外的胜利，当时美国（历来是一个坚定的专利捍卫者）支持南非和印度的提议，放弃了对COVID-19疫苗的知识产权保护，希望以此来提高制造能力。
但仍有许多工作要做。一些国家和欧盟仍然反对这种豁免，而拥有知识产权的公司也拒绝了许可其疫苗技术和分享生产疫苗所需知识的请求。这些公司为自己的行为辩护，声称豁免不会改变现状，而且会对创新不利。
Byanyima不认同这种说法，她对这一问题和其他不平等问题的坦率陈述为她赢得了许多崇拜者。非洲疾病控制和预防中心主任John Nkengasong认为，有些人会说不平等是不好的。但当Winnie谈到这个问题时，你会感觉到她身上有一股来自内心的火焰。
Byanyima表示，正是这种对正义的渴望使她在乌干达前独裁总统Idi Amin被推翻后不久就告别了她的航空工程工作领域。1981年，她加入了为恢复乌干达的民主和人权而战的游击队运动。他们取得了胜利，到1994年，她被选入乌干达议会。她在2019年被任命为联合国艾滋病规划署的负责人，在那里她把公平放在该计划在世界各地的工作的中心。全球卫生政策研究员Matthew Kavanagh从华盛顿特区乔治敦大学（Georgetown University）的职位上辞职，转而为Byanyima工作，因为其针对助长艾滋病毒传播的潜在不平等的工作方向。COVID-19的情况也是如此。Kavanagh表示，Winnie推动了关于疫苗公平的对话，这在疫苗出现之前就已经存在，而其他人也在竞相追赶Winnie的脚步。
Byanyima致力于确保科学的成果能够改变生活。她表示，如果没有减少不平等的政治决策，我们不可能取得任何进展。
Tulio de Oliveira：变异体追踪者
南非的一位生物信息学家帮助鉴定了冠状病毒SARS-CoV-2的令人担忧的变异体。
11月25日，Tulio de Oliveira宣布发现了SARS-CoV-2的一个新变异体。在博茨瓦纳、南非和香港的样本中检测到的Omicron有类似“瑞士军刀”的突变，Oliveira和其他顶尖科学家担心这可能有助于它逃避人们先前通过感染或接种疫苗所获得的免疫力。
对于南非夸祖鲁-纳塔尔研究和创新测序平台（KwaZulu-Natal Research Innovation and Sequencing Platform, KRISP）的主任Oliveira而言，这让人不禁想起前一年，他的团队在南非的样本中发现了另一种令人担忧的SARS-CoV-2变异体。该变体被称为“Beta”，在其被发现的数月后，外国政府对进出南非的旅行进行了限制。这两个变异体都是医生和实验室工作人员在已经受到COVID-19重创的地区感染率意外上升后所发现的。
Oliveira明白，报告另一个有关的变异体，他有可能招致新的制裁，这将对南部非洲的国家进行经济处罚。但他也知道这样做是正确的。这位出生于巴西的生物信息学家表示，阻止疾病大流行的方法是迅速采取行动。等待和观望并不是一个好的选择。
总部位于伦敦的生物医学研究慈善机构Wellcome的负责人Jeremy Farrar表示，在非洲南部对于Beta和Omicron变异体的快速识别，强化了在全世界均匀分布疾病监测系统的重要性。Farrar表示，如果不平衡持续下去，那么在疾病监测有限的地方，有可能出现COVID-19的新变异体，甚至出现完全未知的疾病，并不受控制地传播。
COVID-19大流行并不是第一次利用基因组测序来追踪非洲的疫情爆发，科学家们在2014年至2016年西非的埃博拉疫情中使用了这种技术。KRISP创建于2017年，由Oliveira掌舵，已经追踪了包括登革热和寨卡在内的疾病背后的病原体，以及更常见的传染病，如艾滋病和结核病。但无论是在非洲还是在世界各地，以前从未在如此短的时间内对同一病毒的这么多不同样本进行过测序。
De Oliveira的工作也影响到了政策制定。KRISP的工作方式将尖端分子技术与同一线有密切联系的医生和护士相结合，为政策提供实时信息。例如，他们对早期医院爆发的COVID-19病毒进行了测绘，为防止病毒在医院传播制定了病房布局指南。位于尼日利亚埃德救世主大学（Redeemer’s University）的非洲传染病基因组学卓越中心（African Centre of Excellence for Genomics of Infectious Diseases）负责人Christian Happi表示，Tulio做了一项令人难以置信的工作，开创了一种科学应对流行病的新方式。
12月，Oliveira永久性移居南非开普敦郊外的斯泰伦博斯，他从7月起在那里建立了流行病研究、应对和创新中心（Centre for Epidemic Research, Response and Innovation, CERI）（他将继续在KRISP任职）。该中心将致力于控制非洲和全球南部的流行病，并将容纳非洲最大的测序设施。Oliveira表示，新冠病毒大流行推动了这些投资，并且这种势头已经蔓延到其他疾病的监测中。他们向世界展示的主要内容是，这些事情也可以在发展中国家完成。
并不是说这些国家因此得到了奖励，恰恰相反。De Oliveira表示，当富裕国家仅仅因为该国拥有发现新变异体的科学技能而对南部非洲实施旅行禁令时，他感到非常失望。Oliveira认为，把南非作为替罪羊几乎是疫苗囤积和富裕国家失去对大流行病控制的一个烟幕。当然，他期待更多。
Oliveira在宣布两个令人关注的变异体的作用使他因提供坏消息而闻名。当Omicron的宣布带来了新的旅行禁令时，一些南非人，包括政治家，质疑Oliveira发表这种声明的权利。有些人甚至将基因组监测界视为敌人。但是，Oliveira表示，他们不是敌人，并且恰恰相反。
John Jumper：蛋白质预测者
由这位人工智能研究员带领的团队发布了一种正在改变生物学的工具。
如果明确几乎所有蛋白质的结构：包括其所有复杂的折叠、口袋和催化表面，就像进行网络搜索一样简单，那将意味着什么？伦敦DeepMind的John Jumper等人在今年早些时候公开发布了AlphaFold来试图回答这个问题，它使用人工智能（artificial intelligence, AI）以惊人的准确度来预测蛋白质结构。
伊利诺伊州芝加哥大学的生物物理学家Tobin Sosnick是Jumper的前博士生导师之一，他认为AlphaFold将改变现代生物学的面貌。2021年之前已成为过去，在2021年后，人们会问，什么是结构生物学？
AlphaFold的发展是一个毁灭和重生的过程。2018年，从事这项工作的团队使对蛋白质结构预测感兴趣的小型科学家群体受到震惊。在一个名为CASP（short for Critical Assessment of Structure Prediction, 结构预测关键评估的简称）的两年一度的竞赛中，AlphaFold的早期版本在通过蛋白质序列确定其形状方面的表现超过了所有其他计算工具。
但是，尽管取得了胜利，当时担任团队联合负责人的Jumper表示，AlphaFold并没有产生足够精细的预测。改进其性能的努力遇到了障碍。所以研究人员决定从头开始。谷歌母公司Alphabet的子公司DeepMind的科学人工智能主管Pushmeet Kohli表示，必须舍弃一切。Kohli表示，Jumper在重新开始的决定中发挥了关键作用，并且坚持了下来，即使在AlphaFold2的早期版本表现比其前身差很多的情况下，他不害怕采取新的方向。
Jumper有一段改变研究方向的历史。他于英国剑桥大学（University of Cambridge）攻读凝聚态物理学的博士学位，但他认为这不是正确的研究课题方向。于是舍弃博士学位带着硕士学位离开，并最终在一个由物理学家转为对冲基金经理的私人研究小组中从事蛋白质的计算机模拟工作。Jumper表示，当他出现在这个小组时，他还不知道什么是蛋白质。
接下来他着手于化学博士项目，在该项目中他使用机器学习来研究蛋白质动力学。Jumperbs认为，将人工智能应用于科学问题是“非常神奇的”。但他想要稳定的生活。因此，他申请了金融以及商业人工智能实验室的工作。在与DeepMind公司的面试中，该公司表明了其解决蛋白质结构预测的计划，Jumper对此很感兴趣。Jumper指出，如果不是DeepMind，他可能会离开科学界。
AlphaFold的第一次迭代是基于一个预测目标蛋白质各部分之间距离的神经网络，其他团队也在采用这种方法。Jumper希望AlphaFold能够提供给科学家们可以信赖的预测结果，这就需要对底层神经网络进行彻底的检测。
第二版AlphaFold在2020年底再次主导了CASP，这一次的优势更加明显。此外，近三分之二的预测结果与实验确定的结构相一致。然而，对于Jumper来说，AlphaFold故事中最有价值的一章是在7月份。他和他的团队与位于英国欣克斯顿的欧洲分子生物学实验室的欧洲生物信息学研究所（European Molecular Biology Laboratory’s European Bioinformatics Institute）一起发布了该网络的基础代码，以及人类和其他20种模式生物中几乎所有蛋白质的预测结构：共25万个结构。他们计划在明年发布所有已知蛋白质的近一半的结构：总计1.3亿个结构。
Jumper的团队定期听取其他现在使用AlphaFold的研究人员的意见。他最兴奋的一个项目是核孔复合体图，这是一个巨大的分子机器，是真核细胞基因组的看门人。这项工作将AlphaFold的结构和其他预测与由1000多条单独的蛋白质链组成的复合体的实验结构结合起来。
对于Jumper来说，这样的应用是最高的褒奖。他表示，看到AlphaFold在多大程度上改变了实验者的工作，这真的非常、非常不可思议。他们的梦想是做一些真正有用的事情。
Meaghan Kall: COVID信息传递者
一位政府流行病学家违反规范，在推特上对英国冠状病毒数据进行解析。
1月8日下午，英国政府的一名流行病学家Meaghan Kall帮助完成了一份关于在英国东南部传播的SARS-CoV-2变异体的技术简报文件的最后润色。然后，在报告发布约半小时后，她尝试了一些新的东西：她在推特上发布了一条分解关键点的帖子。
Kall在网上看到了人们关于冠状病毒变异体逐渐增多的不安和困惑，并希望公开解析政府数据所显示的内容。她没有征求她在英国公共卫生局（Public Health England, PHE）上级部门的同意。该机构负责应对健康威胁，现在由英国卫生安全局接替。她表示，她只是做了这件事。但她很快就吸引了观众。英国的研究人员纷纷提出问题，一位美国哲学家和一位阿根廷程序员也是如此。
这是Kall第一次对该机构的几十次冠状病毒简报所做的一系列易于理解的快速的解释。通过围绕她日常工作的准备和发布的推文，她成为一个在2021年为关于COVID-19的迫切问题提供了许多早期答案的政府团队的代言人。
由于较早地推出了疫苗，拥有设备精良的基因组学实验室和统一的国家卫生服务系统（National Health Service, NHS），英国很快就产生了关于新冠病毒的高质量数据：从新变异体的传播到疫苗的有效性。加州大学圣克鲁兹分校（University of California, Santa Cruz）的传染病研究员Marm Kilpatrick表示，英国公共卫生局的数据绝对是无价之宝，全世界都在用它来了解COVID-19的许多关键方面。
与其他早期推出疫苗的国家相比，英国的研究人员在传达这些数据方面做得更好。香港大学（University of Hong Kong）的流行病学家Ben Cowling举例，来自以色列的科学家们经常只以图片的形式在社交媒体上分享初始数据，这使得难以提取数据，而且是用希伯来语，使得国际观众难以理解这些结果。
由于对此类数据的含义存在如此多的错误信息和混淆，公共卫生机构难以准确传达他们的信息。Kall介入了这个突破口。Kilpatrick表示，Meaghan一直是新闻界热门信息的绝佳来源，并且在分析报告方面做得非常出色。
在这场大流行中，有数十名科学家在推特上成为明星，但Kall的立场却不通寻常。Kall在9月发了一条推特，作为一名公务员，她说话的范围受到限制。在今年的6000多条推文中，她还分享了她的家人在必须隔离时快速检测新冠病毒的照片，并邀请担心COVID-19疫苗的人私下给她留言。她指出，她的推特既没有被禁止，也没有得到其上级的鼓励，尽管一些同事对她本人表示支持。
Kall认为她的公开交流有助于提高民众对英国政府数据的信任。她表示，她最喜欢的回应是那些表示“对公共卫生局没有什么信心，不太相信它，直到开始关注她的推特”才放心的人。
在COVID-19之前，Kall花了十年时间为英国政府机构监测艾滋病毒感染情况。当COVID-19发生时，她正在写她的博士论文，内容是对病毒感染者的全国性调查。她表示，她对艾滋病毒感染者的调查使她能够理解人们有时会持有相反的观点，就像她在密歇根州一个保守的小镇上的成长经历一样。
Kall最受欢迎的帖子是批评英国的新冠病毒应对措施，其中包括将大部分检测和接触追踪私有化这一有争议的做法。11月，她写道，她仍然认为这是一个巨大的疏忽，国家卫生服务系统性健康顾问是专业的接触追踪者，他们从未被纳入测试和追踪的范围或被征求意见。在新闻官的注视下，当被问及她在推特上有多少自由时，她表示她从来没有被告知该说什么或被训斥过，但她仔细选择了她感觉受到广泛关注的问题。
Kall表示，将她的推特帖子放在一起影响到了她的个人生活。除了回答问题之外，她需要一个小时左右来准备每个简报细分。同事们问她是如何坚持下去的。她回答道，她的主要目的之一，只是努力确保人们有能力有机会了解数据，以便从可靠的来源做出自己的选择。
Janet Woodcock: 药品负责人
这位职业经理人带领美国最重要的药物机构度过了充满挑战的一年。
今年1月，在Joe Biden成为美国总统几天后，Janet Woodcock就被任命为美国食品和药物管理局（Food and Drug Administration, FDA）的代理专员。很快，信件就如雨后春笋般涌来。有一些信件对她表示支持：82个罕见病患者权益组织签署的一封信件赞扬了她的领导能力，以及她在药物审批决策中注重整合患者的声音。
另一些信件则不那么支持：31个宣传组织敦促美国卫生与公众服务部部长保留Woodcock执掌美国食品和药物管理局的时间。他们写道，Woodcock博士主持了美国历史上最严重的监管失败案例之一。他们将美国阿片类药物肆虐的部分责任归咎于她。对Woodcock的争论持续了她在美国食品和药物管理局高层工作的这动荡的一整年。
Woodcock曾是一名医生，她在美国食品和药物管理局的35年职业生涯中将大部分时间都投入到了管理药物评估和研究中心中。该研究中心负责确保药物在被批准进入美国市场之前是安全和有效的。Woodcock帮助实现了该中心药物评估过程的现代化，引入了先进的临床试验设计和药物审批途径，并与复杂的诊断测试相结合。她还负责使患者及其倡导者在审批过程中能发挥更大的作用。今年1月，有人猜测Biden总统可能会提名她继续担任委员。
然而，到了6月，美国食品和药物管理局决定批准由马在萨诸塞州剑桥市的Biogen公司开发的药物aducanumab用于治疗阿尔茨海默病后，这一前景变得暗淡。该药物已被证明可以减少该疾病患者大脑中沉积的β-淀粉样蛋白。但它似乎并没有改善认知功能或症状。
美国食品和药物管理局的一个外部顾问小组对这一批准提出了反对意见。但该机构做出了不通寻常的决定，忽略了这一建议。位于华盛顿特区的消费者权益组织“公共公民”（Public Citizen）的健康研究主任Michael Carome表示，这是一个关键时刻：美国食品和药物管理局批准了一种可能被数百万人服用的药物，但没有确凿的证据表明它能帮助人们。Carome还提到，这是该机构有史以来做出的最糟糕的决定之一。
Woodcock拒绝对本文发表意见。但美国食品和药物管理局的一位发言人表示，Woodcock没有参与aducanumab的审批工作。马萨诸塞州波士顿的哈佛医学院（Harvard Medical School）研究药物监管的医生Aaron Kesselheim表示，即便如此，作为该机构的代理负责人，她也应负有一些责任。Kesselheim曾是美国食品和药物管理局咨询小组的成员，并与其他两人一起辞职以抗议这一决定。Woodcock长期以来一直主张工业界和美国食品和药物管理局之间保持密切联系，这引起了一些消费者团体和学术科学家们的担忧。
Kesselheim辞职是为了呼吁人们注意他所担心的美国食品和药物管理局可能出现的一种新趋势。他希望这种糟糕的决策不会转移。
美国食品和药物管理局在夏天当白宫宣布国家将很快对COVID-19进行加强型疫苗接种时面临了更多的争议。美国食品和药物管理局尚未发布关于加强针的决定，Biden发布的政令不仅被认为是不成熟的，而且与他将科学和证据置于决策中心的承诺背道而驰。Woodcock与其他几位美国公共卫生官员一起表示支持该计划，但同时又表示该计划有待监管部门批准。
这一事件在美国食品和药物管理局引起了骚动，两名关键的疫苗评估员辞职以示抗议。
11月，Biden提名美国食品和药物管理局的前任局长心脏病专家Robert Califf重新领导该机构。Kesselheim表示，但Woodcock的事迹将超越她在FDA掌舵的一年的争议。
尽管Kesselheim对此提出了批评，但他还是认为美国食品和药物管理局在大多数时候都做出了正确的决定，并继续作为全世界药品监管的黄金标准。他补充到，美国食品和药物管理局与时俱进的方式值得肯定。
