2020年11月10日环球科学要闻

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                                2020年11月10日环球科学要闻
                               
                                辉瑞新冠疫苗有效性达90%，远超FDA设定标准；木卫二可能在黑暗中发光；微生物能在太空中采矿；迷你量子光学探测器能提升量子通讯速度；粗壮傍人的种内演化……
                               
                                · 新冠疫苗 ·
辉瑞新冠疫苗有效性达90%，远超FDA设定标准

11月9日，辉瑞（Pfizer）在官网发布消息称，与德国BioNTech公司合作研发的mRNA新冠候选疫苗BNT162b2已经证明有超过90%有效性，远高于FDA所要求的50%。对接种疫苗者和接受安慰剂者（共94例新冠肺炎确诊病例）进行的分析显示，在间隔21天两次接种该疫苗后的7天，疫苗的有效率达到90％以上，这意味着在开始接种疫苗后的28天即可获得保护。BNT162b2主要针对病毒整个S蛋白，在7月中旬都获得了FDA的快速通道认证，自7月27日进入三期临床试验，迄今已招募了43538名参与者。截至2020年11月8日，其中38955名参与者已接受了第二剂候选疫苗，涵盖不同种族和背景的患者。

辉瑞表示，临床试验在继续进行中，预计将对164例确诊的新冠病例中进行最终分析，且还将评估接种第二剂疫苗14天后的功效，以及候选疫苗在先前暴露在新冠环境的人群以及针对严重新冠肺炎提供保护的潜力。此外，两家公司还表示，在努力准备必要的安全性和生产数据，以提交给FDA，以证明所生产疫苗产品的安全性和质量，并预计到2020年年底全球能生产多达5000万剂疫苗，到2021年年底生产多达13亿剂疫苗。


· 行星科学 ·
木卫二可能在黑暗中发光


图片来源：NASA

据一项发表于《自然·天文学》的研究，欧罗巴（木卫二）的背面可能会明显发光。木卫二很可能拥有一个被厚冰壳覆盖的地下海洋，冰壳主要由水冰构成。木卫二的外表面受到来自木星的高水平辐射。研究人员在实验室里将盐渍冰暴露在高能电子下，模拟了这种辐射与木卫二表面的相互作用。他们发现，被辐照的冰通过一个叫做电子激发发光的过程发出绿光。发光的强度取决于冰的具体成分。根据这项研究的计算结果，美国宇航局的欧罗巴快帆（Europa Clipper）任务（定于2020年代中期发射）可能会观察到这一现象，并可以通过测量在不同的波长区域看到多少冰辉，来确定和绘制木卫二背面表面的化学成分。


· 微生物 ·
微生物能在太空中采矿

稀土元素（rare earth element）具有独特的磁性或催化性能，是电子器件中的关键成分。但是，这些稀土元素的开采难度大、成本高，而且很快将供不应求。在《自然·通讯》发表的一项新研究中，研究人员评估了国际空间站上三种细菌，即鞘氨醇单胞菌（Sphingomonas desiccabilis）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）和贪铜杆菌（Cupriavidus metallidurans）在微重力和模拟火星重力条件下，从玄武岩（类似于月球和火星表面的大部分物质）浸出的14种不同稀土元素的含量。他们发现，相比于另外2种细菌，鞘氨醇单胞菌在三种重力条件下都能让玄武岩浸出稀土元素，而且该细菌的浸出率在三种重力条件下都差不多，玄武岩中含量最丰富的稀土元素的浸出率最高（铈和钕的浸出率约为70%）。这一研究结果表明，让微生物进行“生物采矿”或成为定居其他行星的重要方面。


· 量子技术 ·
迷你量子光学探测器能提升量子通讯速度


图片来源：University of Bristol

量子计算机和量子通讯需要用到一种称为“压缩光”的技术，这种技术对于控制计算和通讯的精度必不可少。可惜的是，压缩光不容易测量；如果要达到更高的测量精度，就要牺牲一部分速度，这一直都是量子通讯领域的一大障碍。近日，在发表于《自然·光学》的一篇论文中，研究人员开发出了一种迷你量子光学探测器，能大大提升量子计算机和量子通讯的速度上限。新开发出的光学探测器只有不足1平方毫米，利用两块极小的集成硅芯片，既保障了测量精度，也比此前的探测器快了一个数量级，每秒能测量90亿个周期（cycles）。如此小的元件十分适合大批量生产，并将大大提高量子计算机和通讯器件的性能。


· 演化 ·
粗壮傍人的种内演化

粗壮傍人（Paranthropus robustus）是已经灭绝的人科物种。人们认为它和现代灵长类物种雌雄间体型差异相似，即雄性体型比雌性大得多。然而，一项《自然·生态学与演化》上的研究在南非Drimolen考古工地发现了新的的雄性标本；这些标本比先前在该地区发现的雌性标本体型要大得多，但比在Swartkrans工地发现的雄性标本要小得多。由于Drimolen的标本生活时间大约比Swartkrans的早了20万年，研究人员指出，Drimolen地区代表了粗壮傍人早期的种群，而Swartkrans地区则代表了晚期种群。由于当时此地区气候动荡，粗壮傍人在此时期进化迅速，粗壮傍人在此期内进行了快速的种内演化。因此，两地区标本的体型差异，不能简单地归因为性别差异。


· 医学 ·
纳米颗粒可用于治疗神经退行性疾病


静脉内注射的纳米粒子能进入斑马鱼大脑。图片来源：Jean-Michel Rabanel

血脑屏障能过滤进入到大脑的有害物质，但同时也会阻碍向大脑递送药物，是治疗神经退行性疾病的一大障碍。而想要让药物进入大脑，常需要在静脉内注射高剂量药物，但这会导致药物在血液中大量残留，产生明显的副作用。近日，在一项发表于《控制释放杂志》的研究中，科学家利用一种生物相容性材料聚乳酸（PLA）制造了相对安全的纳米颗粒，并以斑马鱼为对象，实时观察纳米颗粒在其体内的分布。结果发现，包裹着药物的纳米颗粒可以跨越血脑屏障，进入大脑。这一突破性的发现将有助于治疗如阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病。


· 物理学 ·
描述核子运动的新模型

据一项发表于《自然·物理》的新研究，科学家用超级计算机模拟了氦、钙等多种元素的原子核中质子和中子的行为，并绘制出了相应的分布图。他们发现，在不同的元素中的原子核内，都存在一定数量的在1飞米距离以内的核子对，且它们的成对形式几乎相同。核子之间的相互方式与原子在气体中的行为模式相似，能够用被接触形式论（contact formalism）模型描述。然而，长程核子对的分布差异却很大。研究表明，相较于距离较远的核子对，相距1飞米以内的质子或中子，具有独立于更大尺度环境的相互作用形式。


· 新冠疫情 ·

截至北京时间11月10日10时，据约翰?霍普金斯大学最新统计，全球昨日新增新冠确诊病例495869例，死亡病例7122例；累计新冠确诊病例50812345例，死亡病例1262372例。

11月8日，天津市疾控中心对本市第138例本土确诊病例呼吸道标本和相关冷库环境涂抹样本，并进行了新冠病毒全基因组高通量测序和序列分析。9日测序分析结果显示：与北美3至6月份流行毒株高度近似，属于L基因型欧洲家系分支II（北美分支）。

据路透社11月9日报道，乌克兰总统泽连斯基新冠病毒检测呈阳性。

一项发表于《科学》的研究中，弗朗西斯·克里克研究所的研究人员分析了新冠疫情开始前或刚开始时采集的血液样本，指出5%的成人和60%的6-16岁儿童在未感染新冠病毒时就已有新冠抗体，这些抗体很可能是此前在其他冠状病毒感染中获得的。这一研究或许能解释许多儿童在本次疫情中表现出的轻症和无症状。

11月9日0—24时，31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团报告新增确诊病例22例，其中境外输入病例21例（广东6例，上海4例，福建3例，四川3例，北京2例，天津1例，浙江1例，陕西1例），本土病例1例（在上海）；无新增死亡病例；无新增疑似病例。新增无症状感染者25例（境外输入24例）；当日转为确诊病例1例（为境外输入）；当日解除医学观察42例（境外输入34例）；尚在医学观察无症状感染者786例（境外输入486例）。

封面来源：马里兰大学医学院

文：石云雷、张和持、曾欣欣、马一瑗、谢汝雨
编辑：罗丁豪、石云雷