世界卫生组织于2020年3月12日凌晨宣布COVID-19在全球大流行。而此前，早在2月中下旬，众多公共卫生专家已表示COVID-19的全球大流行不可避免，甚至已经来临。

新型冠状病毒（SARS-CoV-2，下文简称新冠病毒），会引发新型冠状病毒肺炎（COVID-19，下文简称新冠肺炎）。该扫描电镜照片显示从美国确诊病例中分离出的新冠病毒出现在实验室培养的正常细胞表面

18年前梦魇般的画面在我脑海中不断重放着：长安街，平日里喧闹的北京“第五大道”，在那时却荒无人烟，鸡犬不闻。学校停课，地铁空无一人，人人都害怕离开自己的住所。每天晚上，中央电视台都会播报新的确诊人数和死亡人数。从始至终我们都不得不面对一个让人毛骨悚然的事实，那就是严重急性呼吸综合征（SARS）于我们而言太过陌生，没有人明白它是如何传播的，也没有人知道应该如何有效地治疗它，放眼望去也看不到疫苗的希望。最终，全球近1 000人在那一年死于SARS。

人们很难不把新冠肺炎——这个正席卷全球的疫情——与SARS相提并论。然而在过去20年里，对于这两种传染性疾病的应对也非常鲜明地展示出生物科技与全球合作的进步。基因测序技术、合成生物学以及开放科学正在改变我们应对潜在全球流行病的方式。从某种意义上来说，这两种传染病为科学本身举起了一面镜子，映照出来的是技术进步与合作观念的转变。

需要澄清一点：对新型传染性疾病做出的所有反应都是科学、政治、种族主义、虚假信息和国民自负的混合产物。在指望更有效的病毒控制策略的同时，认为这只是技术问题是相当天真的。尽管如此，两次疫情暴发的差异却突显了科学界在过去20年里朝着更好的方向发生了改变。

更快更便捷的基因合成

病毒的遗传蓝图是追溯其源头及特征的第一条线索，而这一次对新冠病毒的遗传分析极其迅速。在武汉第一例病例确诊后的一个月内，中国科学家就将新冠病毒的部分遗传蓝图上传到了GenBank——一个广为使用的在线数据库中。来自全球各界（学术界、生物技术产业界、政府部门）的科学家几乎立刻就在网上订购了新冠病毒部分基因组的产品，以便在自家实验室内对其进行研究。

美国集成DNA科技公司和加拿大拜奥贝斯克公司都是为客户提供定制DNA分子产品服务的商业公司，这一类公司的崛起代表着基因合成技术在2003年到2020年之间发生的巨大改变。从零开始造出整个基因组的成本已经大幅下降，直接导致了廉价邮购病毒（和其他有机生物）组件产业蓬勃发展。比如，由BioBasic公司提供的、用于扩增新冠病毒基因特定部位的引物，每个成本只需要几美元。这些未经加工的基因工具在按要求被迅速合成和纯化后会形成一种关键成分，让科学家能够在实验室内复制出病毒的重要组件。

病毒基因组数据的快速共享加上便捷的在线订购服务让科学家更容易研究新冠病毒以及测试其潜在疫苗。据CBS新闻8台报道，总部位于圣地亚哥的生物科技公司因诺维奥制药已经研发出了一种针对新冠肺炎的潜在疫苗，并已经在小鼠和豚鼠上进行了测试，如果能获得FDA批准，那么人体临床试验最早可以在2020年夏天启动。赛诺菲、莫德纳（Moderna）以及其他制药巨头则紧随其后。与此形成对比的是，SARS疫苗是在疫情暴发之后很久才被研制出来的，耗费了20个月左右的时间。尽管新冠疫情可能会面临同样的命运，但目前研制新冠疫苗的势头却史无前例。

更进一步说，科学家们如今也具备了从零开始复制新冠病毒的能力。病毒基因组的部分测序对于疫苗研制已经足够了，但只有活病毒才能为重要问题提供答案线索，这些重要问题包括病毒从何而来，如何从动物传播到人类，以及病毒如何人际传播等问题。比如，通过系统性突变病毒的各个部分，科学家可以破解出病毒传播和引发疾病的关键基因，或者建立能够更加准确预测病毒在人类种群中传播的模型。目前，大多数国家都可以通过数字化的DNA代码来构建病毒。这一技术问世已经有20年左右，而商业化的基因合成产业的进步正极大地简化整个流程，以至于最主要的障碍已经变成了产业监管——这主要出于对实验室事故及生物恐怖主义的恐惧——而非技术本身。随着基因合成的成本持续降低以及合成生物学工具的日益强大，在对抗大流行病的战役中，由实验室制造流行病级别病原体克隆可能更具前景。正如一位冠状病毒专家所说，人工合成病毒是“医学研究领域未来应对的新威胁”。

线上的开放科学

应对SARS与新冠疫情的另一区别不在于生物技术，而在于数字化信息。当SARS在2003年暴发时，因特网才刚刚迎来用户上线，而电子邮件也刚刚新鲜出炉。身处隔离地区的人如果想要从外界获取信息是极为困难的。

尽管存在信息交流困难，SARS时期依然是一个团结一致的高光时刻：国际研究人员们聚集到一起，克服了重重困难，力排彼此竞争和内部争执的影响，通过个人渠道来共享信息、样本和检测试剂。然而，将信息传播给更广大的受众依靠的是政府机构——包括疾控中心——或者是依靠学术期刊的研究论文。

相比之下，新冠病毒相关数据交流既迅速又充分。得益于诸如bioRxiv此类预印本平台的崛起，科学家可以很容易地绕开论文发表前数以月计的同行评估期，直接将他们的研究成果在网络上发布。信息的公开共享是一把双刃剑：因为bioRxiv上的论文未经过同行评估，因此这些论文的质量参差不齐。尽管如此，这一数据库依然迅速成为研究新冠病毒的科学家的“网络茶话室”。比如，一个从零构建新冠病毒的研究组从平台上扒下来了四组不同的基因组序列，在对这些结果进行平均之后生成了一个共有序列（consensus sequence，指在一套相似序列中的每个位置上都由最常出现的残基所组成的DNA或氨基酸序列）。

这种信息的迅速传播不仅有利于疫苗的研发，也能缓解公众的恐慌情绪。一种新的致命病毒势必会引发公众恐慌、虚假信息和信任缺失，尤其是在科学家对早期结果保持缄默的时候。bioRxiv提供了一个渠道，让初期的研究数据可以进入到公众的视野之中，在那里科学家和记者都可以对其进行检视，以此为基础继续深入研究，或者为公众提供结果可靠的新闻报道。

预印本平台并不完美，读者有一定的概率读到虚假信息或者被曲解的数据，而这些都需要被筛选出去。但很明确的是bioRxiv在加速我们对病毒认识当中扮演了关键角色，并且成为开放科学运动的见证。

全球战役

随着自身的日益开放，科学也比过去更加合作化。

自2003年SARS疫情暴发后，全球合作遍地开花，国际性研究计划俯拾即是。科学界对新冠肺炎的应对就是这种变化的最好体现：在这场与时间进行的赛跑里，与其为了沽名钓誉而紧捂数据，不如动员大家共同合作，加快对病毒的研究发现。在我们惊叹于用以对抗病毒性流行病的基因技术、合成生物学以及计算机建模的巨大进步时，我们也必须意识到，阻止疫情的暴发归根结底在于尽早地发出并回应预警信号。

未来还会有更多的传染病，在过去30年里，有超过30种新型传染性疾病在全球各地暴发，而模拟显示许多蝙蝠和其他动物携带的病毒具有直接传人的可能性，科学家已经安排好了下一步计划，那么政府部门会跟进么？

资料来源 singularityhub.com

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本文作者，雪莉·范（Shelly Fan）是一位由神经科学家转行的科学作家。