一本书告诉你如何赢得与新冠的持久战

对传染病和公共卫生政策的全新视角，在我们最需要科学答案的时刻给我们以启发。两位作者都是科学家，在病毒与免疫研究的最前沿。

通过这本书，我们更能理解此次新冠肺炎疫情中起到重要作用的流行病学家，通过数学模型和及各种推演为公共卫生决策的制定提供智库作用。这本书是写给公众的，我们做临床研究的也从中受益匪浅。

病毒、免疫以及疫苗，它们的机制与演化，都是多么烧脑啊，作者却能抽丝剥茧，娓娓道来，写得那么精彩。再配上软萌的科学插图，让我们不得不佩服呀。

张爸说，人类仍可赢得这场与新冠病毒的持久战。这本书增强了我们的信心。我们每个人都应该成为此次全球疫情的明智的参与者，相互支持，取得此次战役的最后胜利。

自远古以来，人类一直与病毒作战。农业和工业革命的创新改善了人类的生活条件。但是，这些发展进步也改变了我们的生活方式，使其更适于高传染性致病病毒的传播。在与这些病毒抗争的过程中，我们在很大程度上取得了胜利，这是因为我们的免疫系统通常可以抵抗大多数病毒的感染，同时技术的不断创新也阻止了它们传染蔓延的风险。这些技术创新包括更好的卫生条件、疫苗和治疗方案。但是当新的致命病毒出现时，我们在一段时间内仍处于易感状态。这些事件是不可避免的，因为许多困扰我们的病毒也在动物中传播。特别是由于 RNA 病毒基因组的可塑性，会导致一些新型病毒出现，它们本来只感染动物，但如今却跳转到人类身上并引发疾病。当这种情况出现时，人群中没有人对此具有保护性的免疫力。如果这种病毒具有高度传染性和中/高度的致死性，则可能导致毁灭性的全球大流行。

我们不想让类似的情况再次发生。得益于我们与病毒作斗争的那些历史经验，以及从新冠肺炎大流行中汲取的教训，我们需要建立一个整合的技术系统，帮助我们做好准备，在下一次大流行时采取更快速、有效的措施，从而挽救数百万人的生命和数万亿的经济损失。致力于创建这样一个系统会帮助我们将来在“敌人”来犯之前就做好准备，赢得胜利。

我们设想这样一个未来，在严谨和跨学科的科学发展基础上，从伦理和人类福祉着眼，开发出以下六项相互关联的策略，以创造出一个更能抵御大流行的世界。

做好准备开展大范围新型病毒的监测是绝对必要的。基于合成生物学、纳米技术、生物传感技术和设备工程的现有进展，我们可以创造出可靠的、便携的、操作简便和微创的检测手段。这些诊断平台将具有可互换的部件，可以迅速地调整以监测新病毒或相应抗体。借助这些工具，我们能够快速筛查大部分的人口，以便准确地衡量感染率，实时监测病毒的传播，对潜在患者进行分类以采取适当的后续行动，并基于数据建立不同方法减少疾病的传播。以非侵入性和高性价比的方式对人群进行随机检测，也使得实时监测新的疾病暴发和已免疫人群的比例得以实现。

开发用于新病毒监测和追踪的工具也将带来许多新的伦理问题。科学家、工程师和公众领导人将必须与人文学者和社会科学家紧密合作，以保证抗击大流行的工具不会对全世界的正常生活造成不可挽回的损害。我们希望如果人文学者和社会科学家读到此书，会因此受到鼓舞，并愿意为达到这一目的与科学家和工程师紧密合作。

在新冠肺炎大流行期间， 我们收集了大量各种类型的数据。可以将现代计算能力、机器学习和人工智能的先进手段与免疫学和流行病学的机制、原理结合在一起。通过分析这些数据，以前所未有的方式了解病毒的传播模式以及“控制传播”策略的相对效力。这些知识将有助于创建可靠的流行病学模型。使用上述检测手段对下一次大流行中获得的数据进行严格的统计分析，将为这些改进过的流行病学模型提供有利信息，从而做出可靠的预测以指导数据驱动的公共卫生措施。在这方面，将流行病学数据、经济数据与模型相结合以评估应对策略的优缺点，并提出能够平衡公共卫生需求与经济需求之间最佳的公共卫生措施，这将尤其重要。

对于因快速突变的病毒而引起的大流行，疫苗设计面临的挑战更为严峻。通过将生命科学、物理学、工程学和医学结合在一起，我们可以创造一种方法来合理设计针对高度突变病毒的疫苗。复杂巧妙的计算方法可以应用于有关病毒序列和结构的大量数据集，并可以与进展的临床疾病数据相结合。这种方法可以使我们迅速确定疫苗诱导的免疫反应所击中的病毒靶点，以消除病毒的突变能力。这些靶点是那些不能发生突变的病毒蛋白区域，因为这些区域一旦突变，病毒将无法存活。了解这些知识可以为设计针对不易突变的区域产生免疫反应的疫苗提供有利信息。这样设计出的疫苗可以保护我们预防易突变病毒的不同毒株。这是因为疫苗诱导的免疫反应所要攻击的靶点会把病毒逼到死角——要么被免疫反应杀死，要么为逃避免疫反应产生突变而失去活性。这种方法可能会有助于制造一些通用疫苗，它们能够针对所有冠状病毒、不同流感病毒株、HIV，或导致未来大流行的高度突变病毒产生保护人体的作用。若能成功研发这种通用疫苗，比如说流感疫苗，那么在人的一生中只需要注射一次（或几次，取决于保护期）疫苗即可。这种疫苗可针对季节性变异的流感病毒株和那些可能引起大流行的病毒株为人类提供保护作用。

根据从病毒序列、结构和疾病发病机制的分析中获得的信息，再结合前面提到的诊断设备所提供的病毒监测能力，或许能帮助我们预测出未来自然界可能进化出的能引发大流行的病毒。这种能力使我们能在危险的病毒出现前就设计好预防的疫苗。

针对新冠肺炎大流行而研发的疫苗将为我们提供有关新型疫苗形式（例如使用 RNA 或 DNA 的疫苗构建体）效力的重要经验。新型疫苗递送方式的进步可以为更多免疫策略提供参考数据。

世界各地的社会学家、医生、伦理学家、科学家、工程师和国家领导人将必须共同努力，以清楚地和全社会交流疫苗接种的益处，并说明为什么相关风险较低。没有这样的合作，发展先进巧妙的疫苗技术将是徒劳的。

治愈疾病的疗法将彻底扭转局面。利用人工智能、生物工程和基础生物学的巨大优势，可以针对新的大流行病毒最易受到攻击的“复制过程”，迅速开发特定的抗病毒疗法。具体而言，将药物及其病毒靶点的高通量筛选与新型机器学习方法结合在一起，可以使我们迅速发现、设计和研发新型抗病毒药物。基于人工智能的药物设计，再加上过去失败的教训、成功药物的经验以及病毒学的新发现，可以针对特定病毒设计出量身定做的抗病毒药物。综上所述，这些技术将增强我们抗病毒治疗“军火库”。

配制和生产数十亿剂量的新型生物材料（疫苗或治疗药物）通常需要几个月的时间，这是一个巨大的挑战。毕竟，我们才刚刚开始了解如何开发灵活的生产制造方法，以快速制造出对人类安全的新产品。我们需要先进的生产方法和与之相应的规章制度，以便在临床试验成功后尽快开始大规模生产疫苗和药物。因为缺乏这些能力，在新冠肺炎大流行期间，一些政府和慈善机构在疫苗还没有进入临床试验后期之前，就在疫苗生产的基础设施上进行了投资，从而承担了巨大的财务风险。抗击新冠肺炎的经验还将帮助我们优化对于疫苗临床试验的时间性和阶段性进行把控。我们还必须学习如何快速发展可生产数十亿剂疫苗的基础设施，并动员存储、运输和部署这些疫苗所需的设备和材料。

人与人之间的传播是决定传染病流行的重要因素。需要对传播方式和机制及其与宿主生理和环境的联系有基本的认识了解，才能为住房、工作场所和医院环境的设计和改造提供信息，以最大程度地减少传播。这可以通过将流体动力学、气溶胶科学、光学传感、信号处理、病毒学和监测已感染人群的方法结合起来加以实现。

关键的一点是要意识到我们的上述愿景并不完全是“遥不可及”的。如果有足够的投资来推进科学和工程， 这里描述的技术很可能是可以实现的。但是要达到这个愿景需要认识到一个基本障碍：许多必要的推进并不符合单个公司的利益。因为这些公司不确定在没有另一场大流行的情况下，投资制造这些产品是否会有利可图。为了进行必要的研究、开发和生产，需要一个“政府部门—私营企业—科研机构”的协调计划。

政府须担当领导者角色，首先应该明确表态将会支持购买应对大流行的准备物资，还应该为推进科技前沿所必需的基础研究和开发研制提供支持。学术机构同样需要发挥领导作用，既要解答能够广泛推进我们科学和技术知识的那些问题，又要和私营公司共同合作，把上述愿景转化为现实。私营公司则必须为创造我们需要的物资制订出条理清晰而富有成效的计划，以此响应政府做出的决策和学术界提供的科研成果。最后，私人慈善家和基金会可以提供快速灵活的资金，为上述的举措奠定基础。

我们需要意识到，正是由于不断有学生和年轻科学家进入大学任职，我们前文所设想的那些能产生新发现和新发明的科学研究才能不断开展。因此，对这类研究的投资必将培育出一代领军人才，他们有望建立一个对疾病大流行具有更强抵抗能力的世界。人类第一颗人造卫星“伴侣号”（Sputnik）发射后，鼓舞了一代又一代年轻人从事科学和工程职业，而他们的工作也产生了许多社会效益，也许在新冠肺炎大流行之后会发生类似的情况。

结合历史经验，实现上述的目标将为世界经济带来高回报。第二次世界大战期间及之后几十年中，政府对研究开发的支持创造了现代经济，使一代人民富裕起来。投资基础科学仍会得到超值的回报，举个例子，美国在“人类基因组计划”中投资的30亿美元创造了28万个工作岗位，与之相对应的基因组学领域每年向政府缴纳的税收超过60亿美元。向“对疾病大流行具有抵抗能力的未来”投资必将创造更多高薪工作岗位，同时也能促进医疗卫生的进步。这将需要政府、私营企业、学术届以及医疗卫生服务体系之间的共同配合。我们可以预见，此举推动产生的一些科学技术进步也将成为与大流行不相干的其他医疗卫生领域的重要工具和手段。

我们希望所有国家都团结合作，共同寻求新的方法以预测、准备和应对未来的疾病大流行。正如新冠肺炎大流行以及之前发生的许多次疾病大流行所表明的那样，病毒不分种族，疾病不论国界。人类因共同抗击病毒的历史而息息相关，我们需要一起建立能在未来保护所有人免受这些敌人侵害的坚实盾牌。

我们深知，未来肯定还会有其他疾病的大流行。它会由新冠病毒的突变体还是某些新的病原体引起，它会在何时发生，统统都是未知数。但目前已知的是，如果我们现在不能有远见地对科学、技术和人力资源进行投资，届时我们将再次遭受重创。让我们进行必要的投入，以在面对下一次疾病大流行前能够实现我们此刻描绘的未来。我们希望来自社会各界的读者，都能在正在进行和将来进行的有关讨论中发挥重要作用，想想我们如何才能做到更好，赢得未来。这也正是我们创作此书的唯一目的。

我们希望，读者在读完这本书后，成为此次全球疫情的明智参与者，能够相互支持，坚定地向着此次战役的胜利前进。