潘鋒 趙海

中國科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院、中國科學(xué)院文獻情報中心、科睿唯安2021年12月8日聯(lián)合向全球發(fā)布《2021研究前沿》報告（簡稱“報告”），報告遴選展示了在農(nóng)業(yè)科學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)等11個高度聚合的大學(xué)科領(lǐng)域中較為活躍或發(fā)展迅速的110個熱點前沿和61個新興前沿，較為客觀地反映了相關(guān)學(xué)科的發(fā)展趨勢。如在全球新型冠狀病毒肺炎（COVID-19，簡稱新冠肺炎）疫情背景下，其相關(guān)研究在臨床醫(yī)學(xué)與生物科學(xué)領(lǐng)域的研究前沿中占了很高比例;此外，新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）相關(guān)研究與其他學(xué)科領(lǐng)域緊密結(jié)合，形成了其他領(lǐng)域的熱點與新興前沿，表明當(dāng)今世界科技發(fā)展多點突破、交叉匯聚的總體趨勢愈加清晰。中國科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院院長潘教峰研究員表示，發(fā)布《2021研究前沿》是中國科學(xué)院發(fā)揮好國家高端科技智庫功能，把握世界科技發(fā)展大勢的重要舉措。

報告顯示，2021年在11大學(xué)科領(lǐng)域的110個熱點前沿和61個新興前沿中，中國排名第一的前沿數(shù)為65個，穩(wěn)居世界第二且與美國的差距進一步縮小，美國仍最為活躍，居第一位;英國、德國和意大利分別列第三、第四和第五。在報告的基礎(chǔ)上，研究人員編制了《2021研究前沿?zé)岫戎笖?shù)》，評估了中國、美國、英國、德國、法國和日本等國家在上述研究前沿中的表現(xiàn)。

中國科學(xué)院院士、中國疾病預(yù)防控制中心主任高福研究員應(yīng)邀到會做了題為“新冠疫情和疫苗研發(fā)對科技前沿未來的啟示”的主題演講，針對相關(guān)研究前沿領(lǐng)域進行了專業(yè)解讀。高福院士表示，中國的新冠肺炎疫苗研發(fā)處于世界第一方陣，這首先是因為國家對病原微生物與免疫學(xué)研究的長期投入，我國科學(xué)家及時共享了新型冠狀病毒的基因序歹列，為全球研發(fā)疫苗爭取了時間;二是我國基礎(chǔ)研究走在了國際前沿，國家體制優(yōu)勢，聯(lián)防聯(lián)控，成立了疫苗專班積極部署了5條疫苗研發(fā)路線;三是中國疾病預(yù)防控制中心為中生、科興提供了早期滅活疫苗的條件。

臨床醫(yī)學(xué)熱點前沿

報告發(fā)布了2021臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域居前十位的熱點前沿，主要集中在新冠肺炎、腫瘤免疫與靶向治療兩個前沿群。突發(fā)新冠肺炎疫情是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)面臨的重大挑戰(zhàn)，相關(guān)研究迅速成為國際臨床醫(yī)學(xué)研究的熱點，并在2021年臨床醫(yī)學(xué)熱點前沿Top10中占據(jù)了6個席位成為絕對主流。國內(nèi)外學(xué)者的研究主題涉及新冠肺炎病例臨床特征、CT診斷、藥物治療、肺外表現(xiàn)及并發(fā)癥、對母嬰影響等，包括新冠肺炎病例臨床特征、胸部CT在新冠肺炎診斷和管理中的作用、瑞德西韋治療新冠肺炎研究、新冠肺炎并發(fā)靜脈血栓形成、新冠肺炎孕婦臨床表現(xiàn)與母嬰結(jié)局、新冠肺炎患者神經(jīng)系統(tǒng)表現(xiàn)，而腫瘤免疫和聯(lián)合靶向治療是歷年研究前沿的核心議題，并在新冠肺炎火熱研究沖擊下持續(xù)保持較高熱度。

報告指出，新冠肺炎給人類健康造成嚴(yán)重威脅，但截至目前依然沒有針對性的特效治療和預(yù)防手段，這一亟待全人類共同應(yīng)對的公共衛(wèi)生挑戰(zhàn)必然成為近幾年的研究熱點。研究前沿通過引文分析遴選出的2021年臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的兩個重點熱點前沿都與新冠肺炎相關(guān)，也印證了這一點。“新冠肺炎病例臨床特征”熱點前沿的6篇核心論文，截至2021年3月篇均被引達4000次以上，也成為2020 年Web of Science 數(shù)據(jù)庫收錄論文被引頻次最多的6篇論文。其中由中國疾病預(yù)防控制中心、武漢金銀潭醫(yī)院等機構(gòu)于2020年2月聯(lián)合發(fā)表在The New England Journal of Medicine上的論文被引4657次，該研究率先向全世界揭示了新冠肺炎的致病元兇——新型冠狀病毒。其余5篇核心論文則都是對新冠肺炎住院患者臨床特征的匯總歸納，內(nèi)容涉及臨床癥狀、影像學(xué)特征、實驗室檢查、預(yù)后轉(zhuǎn)歸等。主要發(fā)現(xiàn)包括：發(fā)熱、咳嗽為最常見癥狀，其他也有肌痛或乏力、咯痰、頭痛、咯血、腹瀉等，部分患者無典型癥狀;胸部CT常出現(xiàn)磨玻璃影，但部分非重癥患者甚至極少數(shù)重癥患者無影像學(xué)檢查異常;多數(shù)患者血液檢查出現(xiàn)淋巴細(xì)胞計數(shù)減少;患者排毒時間中位數(shù)為20 d，最短8 d，最長可達37 d，這也部分解釋了出院后復(fù)陽的情況。新冠肺炎并發(fā)癥包括急性呼吸窘迫綜合征、病毒血癥、心肌損傷、休克等，有基礎(chǔ)疾病的老年男性更易出現(xiàn)重癥和致命性并發(fā)癥;ICU轉(zhuǎn)入率為5%～32%，住院病死率為1.4%～28%。隨著新冠肺炎疫情在全球多地的持續(xù)局部流行以及相關(guān)研究的逐步深入，將有更多臨床證據(jù)得以揭示，從而為疫情精準(zhǔn)防控提供科學(xué)依據(jù)。

報告披露，該熱點前沿6篇核心論文全部來自中國，均發(fā)表在武漢發(fā)現(xiàn)新冠肺炎疫情后不久，我國學(xué)者第一時間向世界公開新冠肺炎研究發(fā)現(xiàn)體現(xiàn)了疫情防控及時、公開、透明、負(fù)責(zé)任的態(tài)度。核心論文Top機構(gòu)也都來自中國，包括武漢金銀潭醫(yī)院、中日友好醫(yī)院等，其中居首位的武漢金銀潭醫(yī)院是最早集中收治新冠肺炎患者的定點醫(yī)院。這些機構(gòu)在早期患者救治和科技戰(zhàn)疫中發(fā)揮了重要作用，上述機構(gòu)的研究者曹彬、王健偉、鐘南山、高福、王行環(huán)、譚文杳、張欣欣等為全球科技戰(zhàn)疫作出了重要的貢獻。

孕婦作為新冠肺炎感染人群中的一個特殊群體，她們被感染后的臨床表現(xiàn)及母嬰結(jié)局備受關(guān)注，成為新冠肺炎相關(guān)研究的一個熱點。“新冠肺炎孕婦臨床表現(xiàn)與母嬰結(jié)局”熱點前沿的29篇核心論文，大部分是回顧性總結(jié)評價了孕婦在感染新冠肺炎后的臨床特征、妊娠結(jié)局和垂直傳播風(fēng)險等。其中，由武漢大學(xué)和北京大學(xué)等機構(gòu)于2020年3月聯(lián)合發(fā)表在Lancet上的論文被引最高，達到856次，該研究發(fā)現(xiàn)孕婦感染后臨床特征與其他成年患者并無明顯差異，且尚無充分證據(jù)表明孕期感染會導(dǎo)致垂直傳播。湖北省婦幼保健院和復(fù)旦大學(xué)2020年2月合作發(fā)表在Translational Pediatrics 上的論文被引354次，該研究發(fā)現(xiàn)孕期感染會對新生兒產(chǎn)生不利影響，導(dǎo)致胎兒窘迫、早產(chǎn)等情況發(fā)生。其他研究的主要發(fā)現(xiàn)包括妊娠和分娩不會加重病情，染病孕婦以輕癥居多，預(yù)后較好;常見癥狀、實驗室檢查、胸部CT表現(xiàn)與其他成人基本一致;部分孕婦癥狀不典型或者無癥狀增加了早期篩查難度，胸部CT和RT-PCR有助于早期診斷;孕期感染可能對母嬰結(jié)局造成不利影響，如自然流產(chǎn)、胎膜早破、早產(chǎn)、胎兒窘迫以及新生兒呼吸窘迫、窒息、發(fā)熱、血小板減少伴肝功能異常甚至死亡;部分研究發(fā)現(xiàn)孕婦陰道分泌物病毒檢測為陰性，陰道分娩導(dǎo)致垂直傳播風(fēng)險很低。但對于孕產(chǎn)婦及其新生兒應(yīng)盡可能做好防護隔離措施，減少暴露機會，降低垂直傳播風(fēng)險，同時做好隨訪，警惕新生兒產(chǎn)后遲發(fā)感染。在該熱點前沿核心論文Top產(chǎn)出國家方面無論是論文數(shù)量還是被引頻次，中國的貢獻率都最高，遙遙領(lǐng)先。

臨床醫(yī)學(xué)新興前沿

新冠肺炎疫情是全球科學(xué)事業(yè)面臨的一次重大考驗，全球生物醫(yī)學(xué)科學(xué)家順勢而為，紛紛開展各項科研攻關(guān)和長期科研項目，為疫情防控提供科技支撐。報告披露，臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域2021年入選的29個新興前沿均為新冠肺炎研究，可分為新冠肺炎臨床表現(xiàn)、臟器損傷及并發(fā)癥、對基礎(chǔ)疾病影響、流行病學(xué)、院感防控、治療方法、疫苗研發(fā)、免疫特征、診斷技術(shù)等九大前沿群。

“臨床表現(xiàn)”前沿群包含了早期病例臨床表現(xiàn)、味嗅覺障礙、消化系統(tǒng)癥狀、眼部表現(xiàn)、兒童臨床表現(xiàn)以及無癥狀感染者的臨床表現(xiàn)6個新興前沿;其中“臟器損傷與并發(fā)癥”前沿群包含了心臟損傷、肝損傷、血腦屏障損傷、急性腎損傷以及兒童多系統(tǒng)炎癥綜合征、格林巴利綜合征6個新興前沿;“對基礎(chǔ)疾病影響”前沿群包含了對腫瘤、實體器官移植、癡呆以及高血壓用藥影響4個新興前沿;“流行病學(xué)”前沿群包含了人群流動限制政策影響、疫情評估模型、非洲疫情傳播以及兒童流行病學(xué)4個新興前沿;“院感防控”前沿群包含了頭頸部外科、耳鼻喉手術(shù)、口腔醫(yī)學(xué)以及炎癥性腸病應(yīng)對4個新興前沿;“治療方法”前沿群包含了維生素D、膳食補充劑、羥氯喹/阿奇霉素聯(lián)用治療3個新興前沿。

綜合CPT指標(biāo)、前沿發(fā)展?jié)摿翱萍记閳?，報告對“新型冠狀病毒感染致臟器損傷及并發(fā)癥”和“新型冠狀病毒疫苗研發(fā)”兩個前沿群作為重點分析。呼吸系統(tǒng)癥狀通常被認(rèn)為是新型冠狀病毒感染的主要特征和表現(xiàn)，但研究者逐漸關(guān)注到新型冠狀病毒感染也會對其他器官產(chǎn)生廣泛的影響。已有證據(jù)表明，血液系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、泌尿生殖系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、皮膚和眼部等，都可能受到新型冠狀病毒感染的影響，患者面臨血栓、心肌功能障礙、心律失常、急性冠狀動脈綜合征、急性腎損傷、胃腸道癥狀、肝損傷、高血糖、眼部疾病和皮膚病等多種并發(fā)癥風(fēng)險。新型冠狀病毒感染致肺外臟器損傷和并發(fā)癥的致病機制，可能是由新型冠狀病毒直接攻擊廣泛分布在人體多個組織中的血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2（ACE2）受體所致，或是感染誘發(fā)內(nèi)皮損傷和血栓炎癥、免疫反應(yīng)失調(diào)、ACE2通路異常適應(yīng)性等。并發(fā)癥的發(fā)生不僅與較高的死亡風(fēng)險相關(guān)，還會降低患者出院后的自理能力，造成嚴(yán)重疾病負(fù)擔(dān)，因此對新型冠狀病毒感染致肺外臟器損傷和并發(fā)癥的波及范圍、致病機制、治療措施、長期影響等的研究將日益受到關(guān)注。

“新型冠狀病毒感染致臟器損傷及并發(fā)癥”前沿群包括新型冠狀病毒感染致心肌損傷等6個新興前沿。心肌損傷、肝損傷和急性腎損傷是新型冠狀病毒感染最常見并發(fā)癥，發(fā)生率分別為20%～30%、16%～19% 和20%～50%。而5%～10%的新型冠狀病毒感染者可能發(fā)生血腦屏障損傷和功能障礙，罕見且嚴(yán)重的格林-巴利綜合征病例也數(shù)見報告。兒童是新冠肺炎的易感人群，美國疾病控制與預(yù)防中心流行病學(xué)資料顯示，相比成人兒童發(fā)病率、住院率和病死率相對較低。但自2020年4月以來，在歐美等新冠肺炎高流行地區(qū)一種罕見的被命名為兒童多系統(tǒng)炎癥綜合征的兒科并發(fā)癥屢見報道，該疾病發(fā)病嚴(yán)重，表現(xiàn)出與川崎病和中毒性休克癥狀相似的臨床特征，在新冠肺炎疫情期間增長了30倍，且60%患兒需重癥監(jiān)護，病死率為0.9%～2%。

新冠肺炎流行給人類帶來了長期的健康問題，盡管疫苗已取得了巨大成功，但疫情最終結(jié)局仍取決于全球衛(wèi)生系統(tǒng)應(yīng)對、疫苗效力、新型冠狀病毒變種發(fā)展趨勢及文化調(diào)整等諸多因素，人類仍舊面臨著新冠肺炎流行的威脅。隨著新冠肺炎對肺外影響的真實世界證據(jù)不斷積累，對新型冠狀病毒引起的并發(fā)癥和后遺癥的認(rèn)識正在不斷加強。但有效解決新型冠狀病毒感染并發(fā)癥和后遺癥是一項長期而復(fù)雜的工作，相關(guān)研究將圍繞肺外臟器損傷和并發(fā)癥致病機制、肺外臟器保護、并發(fā)癥多學(xué)科協(xié)同處理、長期后遺癥影響評估與應(yīng)對、康復(fù)指導(dǎo)等全面展開。

通過疫苗接種達到有效群體免疫被認(rèn)為是當(dāng)前預(yù)防新冠肺炎最經(jīng)濟、最有效的措施。在全球的科學(xué)界共同努力下，新型冠狀病毒疫苗研發(fā)速度和規(guī)模達到了前所未有的水平，國內(nèi)外短短數(shù)月便有疫苗獲批緊急使用，打破了既往疫苗研發(fā)和上市的歷史紀(jì)錄。來自世界衛(wèi)生組織（WHO）的數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，截至2021年9月24日全球共有數(shù)百家單位開展了新型冠狀病毒疫苗研發(fā)，目前處于臨床研究階段的疫苗有121種，處于臨床前試驗階段的疫苗有194種?！耙詣?chuàng)紀(jì)錄的速度開發(fā)和測試急需的新型冠狀病毒疫苗”被Science雜志評選為2020年十大科學(xué)突破之首位。

“新型冠狀病毒疫苗研發(fā)”前沿群包括“不同技術(shù)路線新型冠狀病毒疫苗研發(fā)”“新型冠狀病毒潛在細(xì)胞表位識別及疫苗研發(fā)”兩個新興前沿。其中，“不同技術(shù)路線新型冠狀病毒疫苗研發(fā)”新興前沿的18篇核心論文，涉及美國、中國、俄羅斯和英國多家醫(yī)藥企業(yè)和研究所15種疫苗的臨床前及臨床I期、n期試驗研究，覆蓋了當(dāng)前新型冠狀病毒疫苗研發(fā)的蛋白質(zhì)亞單位疫苗、病毒載體疫苗、核酸疫苗、滅活或減毒疫苗等多種技術(shù)路線，其中包括了兩款已獲美國FDA緊急使用批準(zhǔn)的mRNA疫苗（輝瑞公司BNT162b和Moderna公司mRNA-1273）、首個已獲WHO 緊急使用認(rèn)證的中國滅活疫苗（國藥集團BBIBP-CorV）、首個在中國批準(zhǔn)上市的腺病毒載體疫苗（康希諾生物Ad5-nCoV）以及Novavax公司在研的NVX- CoV2373重組蛋白疫苗、Inovio 公司在研的INO-4800DNA疫苗等。而“新型冠狀病毒潛在細(xì)舸表位識別及疫苗研發(fā)”新興前沿的核心論文，則聚焦運用生物信息學(xué)方法預(yù)測和識別新型冠狀病毒疫苗研發(fā)的B細(xì)胞表位和T細(xì)胞表位。

報告指出，目前多條疫苗研發(fā)技術(shù)路線均取得了一定進展，但全球疫情尚未出現(xiàn)明顯放緩趨勢，且由于現(xiàn)有疫苗保護持續(xù)時間等數(shù)據(jù)尚不完整，不同人群健康狀況和感染風(fēng)險各異，單款疫苗產(chǎn)能無法滿足全球需求，新型冠狀病毒新變異株出現(xiàn)等原因引發(fā)的不確定性等，新型冠狀病毒疫苗研發(fā)仍面臨較大挑戰(zhàn)。繼續(xù)研發(fā)具有更高安全性、有效性、廣泛性和便捷性的多種候選疫苗，將為新冠疫情防控提供更充足的準(zhǔn)備。

生物科學(xué)熱點前沿與新興前沿

報告發(fā)布了生物科學(xué)領(lǐng)域居前十位的熱點前沿，主要集中于新型冠狀病毒致病機制研究、瑞德西韋抑制冠狀病毒機制研究、卡介苗誘導(dǎo)的訓(xùn)練免疫、腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞對腫瘤免疫應(yīng)答影響等主題。

在與新冠肺炎的戰(zhàn)斗中全球科學(xué)家在與病毒賽跑，新型冠狀病毒致病機制相關(guān)研究迅速成為生物科學(xué)領(lǐng)域的熱點，通過確定病原、關(guān)鍵靶點及受體，將為后續(xù)疫情防控和藥物及疫苗研究奠定基礎(chǔ)。2021年的相關(guān)熱點前沿包括“新冠肺炎病原的鑒定、病毒全基因組序列分析和ACE2受體識別”和“新型冠狀病毒刺突糖蛋白的結(jié)構(gòu)、功能和抗原性”，而“瑞德西韋抑制冠狀病毒的機制研究”熱點前沿研究則證實，瑞德西韋可強效抑制冠狀病毒屬的復(fù)制，包括一些引起人畜共患疾病如中東呼吸綜合征MERS和SARS的冠狀病毒。

報告認(rèn)為，新冠肺炎疫情給全球衛(wèi)生體系和社會經(jīng)濟發(fā)展帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，在與時間和疫情爭分奪秒的科研攻關(guān)中，科學(xué)家和臨床醫(yī)務(wù)工作者始終站在科學(xué)前沿，基于新冠肺炎數(shù)據(jù)發(fā)表了大量高質(zhì)量論文，為疫情防控提供了重要線索。新發(fā)傳染病病原快速鑒定是疫情應(yīng)急防控體系的重中之重?！靶鹿诜窝撞≡b定、病毒全基因組序列分析和ACE2受體識別”熱點前沿的2篇核心論文，于2020年2月3日同日發(fā)表在Nature期刊上，是寫在抗擊疫情第一線的較早的兩篇論文。這兩項研究在最短的時間內(nèi)提供了有關(guān)新型冠狀病毒的第一份詳細(xì)報告，證實了新型冠狀病毒是造成武漢市持續(xù)性急性呼吸道綜合征流行的病因，并從核酸檢測、血清學(xué)診斷、病毒分離和受體利用等方面，揭示了新型冠狀病毒的基本生物學(xué)特性、全基因組序列、ACE2受體以及可能的自然宿主。兩篇論文結(jié)論相互佐證，為后續(xù)疫情防控和藥物與疫苗研究奠定了堅實的基礎(chǔ)。

其中，中國科學(xué)院武漢病毒研究所、武漢市金銀潭醫(yī)院及湖北省疾病預(yù)防控制中心聯(lián)合團隊快速鑒定出病原體為新型冠狀病毒，揭示了其與SARS-CoV 冠狀病毒的相似性，同時該研究提供了確鑿的證據(jù)證明新型冠狀病毒入侵人體細(xì)胞的關(guān)鍵受體是ACE2，這一發(fā)現(xiàn)為后續(xù)相關(guān)研究提供了關(guān)鍵支撐。另一篇論文中，復(fù)旦大學(xué)附屬上海市公共衛(wèi)生臨床中心等組成的研究團隊，在全球最早公布了新型冠狀病毒全基因組序列，該研究對之后的全球防疫和疫苗及藥物研發(fā)意義重大。上述兩篇核心論文被引頻次分別達到3655次和1625 次。

新型冠狀病毒是引發(fā)新冠肺炎疫情的致病原，新型冠狀病毒與SARS-CoV病毒一樣，也是利用其表面的刺突糖蛋白（spike glycoprotein，S蛋白）結(jié)合人體ACE2受體侵入人體細(xì)胞，因此，研究新型冠狀病毒S蛋白及其受體的結(jié)構(gòu)與功能，對進一步揭示病毒入侵機制和相關(guān)靶向藥物及疫苗研發(fā)具有重要意義。“新型冠狀病毒刺突糖蛋白的結(jié)構(gòu)、功能和抗原性”重點熱點前沿由3篇核心論文組成，均于2020年疫情暴發(fā)初期發(fā)表在全球頂級期刊Science、Cell上，是眾多新型冠狀病毒研究中的突出代表。研究者在前人工作的基礎(chǔ)上做出了重要創(chuàng)新，揭示了新型冠狀病毒S蛋白的結(jié)構(gòu)及其在病毒侵入人體時發(fā)揮的作用，這些關(guān)鍵核心論文及其施引論文的研究結(jié)果，為新型冠狀病毒疫苗和藥物的研發(fā)提供了思路和研究基礎(chǔ)。其中，美國得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校等團隊首次利用冷凍電鏡技術(shù)展示了S蛋白的三聚體結(jié)構(gòu)，并指出新型冠狀病毒與ACE2的親和力是SARS-CoV的10～20倍，這很可能有助于解釋其高傳染性。德國萊布尼茲靈長類動物研究所等的論文被引頻次最高，達到2727次，該研究指出宿主細(xì)胞表面跨膜絲氨酸蛋白酶2（TMPRSS2）在S蛋白進化中扮演了重要作用，TMPRSS2抑制劑則可阻斷病毒侵入過程，該研究對了解新型冠狀病毒的傳播和發(fā)病機制、確定抗病毒干預(yù)潛在靶點具有重要意義。美國華盛頓大學(xué)等的論文則詳細(xì)闡釋了S蛋白在新型冠狀病毒與宿主侵染和膜融合的機制，鑒定出了S蛋白S1/S2亞基邊界存在的獨特弗林蛋白酶切割位點，解析出了S蛋白細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域三聚體的冷凍電鏡結(jié)構(gòu)。這一研究的發(fā)現(xiàn)為疫苗和病毒侵入抑制劑的設(shè)計提供了藍圖，該前沿的核心論文均得到了較高的引用。

報告介紹，生物科學(xué)領(lǐng)域共有11項研究入選2021年新興前沿，主要研究主題包括新型冠狀病毒相關(guān)主題、全基因組泛癌分析、人黏連蛋白折疊基因組機制以及人工智能在肽療法中的應(yīng)用等。其中，8個新興前沿從不同角度涉及新型冠狀病毒研究，占據(jù)了新興前沿的主要地位，包括致病原理研究即利用模式動物研究新型冠狀病毒致病機制、新型冠狀病毒與ACE2相互作用的進化動力學(xué)，治療藥物靶標(biāo)研究，如新型冠狀病毒主蛋白酶Mpro、新型冠狀病毒RNA 依賴性RNA聚合酶，強效新型冠狀病毒中和抗體研究，新型冠狀病毒引發(fā)的T細(xì)胞免疫研究以及新型冠狀病毒對女性生殖系統(tǒng)的影響研究等。

報告認(rèn)為，新冠肺炎疫情暴發(fā)以來，各方投入了大量的精力和資金研發(fā)新冠肺炎防治的疫苗和藥物，疫苗研發(fā)取得了極大的進展，大規(guī)模的疫苗接種工作為疫情防控帶來了積極作用，但新冠肺炎治療藥物研發(fā)卻遲緩了很多。原則上在尋找新冠肺炎的治療方案時，與病毒復(fù)制和宿主細(xì)胞控制有關(guān)的所有病毒酶和蛋白質(zhì)都是潛在的成藥靶點?？茖W(xué)家們基于新型冠狀病毒本身的S蛋白，RNA依賴性RNA聚合酶（RdRp）和主蛋白酶（Mpro），以及基于宿主的ACE2受體和TMPRSS2等靶點開展了各種抗病毒藥物的開發(fā)。其中新型冠狀病毒主蛋白酶（main protease，Mpro，又稱為3CLpro）的進化高度保守，在介導(dǎo)病毒復(fù)制和轉(zhuǎn)錄中起著關(guān)鍵作用，成為較有吸引力的新型冠狀病毒藥物靶點。

“新型冠狀病毒主蛋白酶的結(jié)構(gòu)解析和抑制劑發(fā)現(xiàn)”新興前沿的6篇核心論文，來自中國、美國、澳大利亞和德國等國家，主要關(guān)注新型冠狀病毒主蛋白酶Mpro的三維結(jié)構(gòu)解析和抑制劑的發(fā)現(xiàn)。該前沿還通過采取結(jié)合結(jié)構(gòu)輔助藥物設(shè)計、虛擬藥物篩選和高通量篩選的方法，開展了廣泛的抑制劑篩選，研究發(fā)現(xiàn)GC-376、boceprevir、carmofur、ebselen等藥物對Mpro具有良好的抑制活性，能有效地抑制新型冠狀病毒在宿主細(xì)胞中的復(fù)制。同時，發(fā)現(xiàn)篩選出的擬肽類化合物11a、11b、α-酮酰胺抑制劑13b等具有開發(fā)成藥物的潛力。該新興前沿的研究成果為快速開發(fā)具有臨床潛力的抗新冠肺炎藥物奠定了重要基礎(chǔ)，同時該前沿受到廣泛關(guān)注，國內(nèi)外眾多科學(xué)家展開了跟進研究，期待生物醫(yī)藥工作者早日開發(fā)出抗新冠肺炎的特效藥。

呈現(xiàn)多點突破交叉匯聚態(tài)勢

在報告發(fā)布的化學(xué)與材料科學(xué)領(lǐng)域3項新興前沿中，其中包括一項聚焦化學(xué)原理在病毒檢測中的應(yīng)用。引發(fā)新冠肺炎疫情的罪魁禍?zhǔn)资切滦凸跔畈《?，檢測新型冠狀病毒的傳感器是有效評估臨床進展和對感染嚴(yán)重程度或嚴(yán)重趨勢保持的檢測，靈敏度高且速度快的新型傳感器應(yīng)運而生?；瘜W(xué)傳感器操作簡便、檢測成本低廉且靈敏度和準(zhǔn)確度更高，為新冠肺炎疫情防控和診斷提供了諸多有潛力的檢測方案。

在“化學(xué)傳感器在新型冠狀病毒檢測中的應(yīng)用”新興前沿中，瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院和中國山東中醫(yī)藥大學(xué)聯(lián)合制備了帶有互補DNA受體的二維金納米島（AuNIs）雙功能等離子體光熱生物傳感器，利用其等離子體光熱（PPT）效應(yīng)和局部表面等離子體共振（LSPR）傳感轉(zhuǎn)導(dǎo)功能，實現(xiàn)了對新型冠狀病毒選定序列的靈敏檢測。該方法的檢測下限低至0.22 μm，并允許在多基因混合物中精確檢測特定靶點。韓國基礎(chǔ)科學(xué)研究院利用在場效應(yīng)晶體管的石墨烯片上，涂覆一種針對新型冠狀病毒尖峰蛋白的特異性抗體的策略，制備成可靈敏檢測新型冠狀病毒的傳感器。美國馬里蘭大學(xué)基于金納米顆粒（AuNPs）的比色分析方法，開發(fā)出了一種無需任何復(fù)雜的儀器技術(shù)，即可實現(xiàn)對新型冠狀病毒進行選擇性的“肉眼”檢測。當(dāng)前新冠疫情的形勢在全球多地仍不容樂觀，基于化學(xué)技術(shù)制備更靈敏、更便捷的病毒傳感器仍將是化學(xué)和生物醫(yī)藥工作者的長期任務(wù)。

報告介紹，信息科學(xué)領(lǐng)域有一項新冠肺炎研究入選新興前沿。與新冠肺炎作斗爭的一個關(guān)鍵步驟是對受感染患者進行有效篩查，以便受感染的患者能夠立即得到治療和護理并被隔離以減輕病毒的傳播。如何利用先進的人工智能深度學(xué)習(xí)技術(shù)迅速準(zhǔn)確地識別出新冠肺炎病情，成為信息科學(xué)領(lǐng)域的新興重點研究方向。

“利用醫(yī)學(xué)影像檢測和診斷新冠肺炎的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究”新興前沿，圍繞如何利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)在醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)中迅速識別新冠肺炎展開研究。在數(shù)據(jù)源方面，大部分研究使用X線片進行自動識別，有2篇文獻采用CT影像數(shù)據(jù)進行識別。疫情初期由于可用的數(shù)據(jù)集較小，部分研究采用了數(shù)據(jù)增強方法來進行深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練，提升了對新冠肺炎的識別能力;識別方法則涉及輔助分類器生成對抗網(wǎng)絡(luò)（GAN）、深度遷移學(xué)習(xí)方法、多目標(biāo)差分進化卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。

2021年經(jīng)濟學(xué)、心理學(xué)及其他社會科學(xué)領(lǐng)域位居前十位的熱點前沿，呈現(xiàn)出較強的學(xué)科交叉性。新冠肺炎的暴發(fā)及快速傳播對社會的方方面面包括人們的身體健康和心理健康，都產(chǎn)生了巨大的影響，尤其是給一線醫(yī)護人員帶來了沉重的壓力，極端的壓力造成了中度到重度的心理困擾，并伴隨有頭痛、倦怠等相應(yīng)的身體癥狀。

“新冠肺炎大流行的心理健康影響研究”熱點前沿，主要聚焦新冠疫情嚴(yán)重地區(qū)醫(yī)務(wù)工作者和社會民眾的心理健康負(fù)擔(dān)及其造成的影響。相關(guān)研究調(diào)研了不同國家或地區(qū)在新冠肺炎疫情下醫(yī)護人員表現(xiàn)出的失眠等身體癥狀的普遍性，以及身體癥狀與抑郁、焦慮、壓力和創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙（PTSD）心理之間的關(guān)聯(lián)。部分研究結(jié)合人口統(tǒng)計學(xué)數(shù)據(jù)，確定了一般人群中精神癥狀的患病率、易患病人群（例如女性、伴隨慢性疾病和既往精神病史的人群）及其主要癥狀，確定了心理困擾的風(fēng)險和保護因素，旨在采取有針對性的應(yīng)激性創(chuàng)傷后心理干預(yù)措施。該前沿研究的意義在于，通過了解突發(fā)公共衛(wèi)生事件后的心理健康問題及應(yīng)對措施，幫助指導(dǎo)醫(yī)護人員和社區(qū)為民眾應(yīng)對災(zāi)難做好更充分的準(zhǔn)備。

4項與新冠肺炎疫情有關(guān)的研究入選經(jīng)濟學(xué)、心理學(xué)及其他社會科學(xué)領(lǐng)域新興前沿，分別是新冠肺炎疫情恐懼量表的測量評估、醫(yī)護人員的心理健康問題的調(diào)查、各國對新冠肺炎的知識、態(tài)度和做法的調(diào)查和新冠疫情對金融市場的影響。冠狀病毒恐懼癥是一種相對較新的與流行病相關(guān)的癥狀，已被證明與功能障礙和心理困擾密切相關(guān)，為解決受新冠病毒大流行影響給人們心理健康帶來的問題，社會科學(xué)家、心理學(xué)家開始關(guān)注通過開發(fā)新冠疫情引起的心理恐懼、焦慮、壓力等方面的量表。

從“新冠肺炎恐懼量表的心理測量評估”新興前沿的16篇核心論文中可以看出，目前開發(fā)的關(guān)于新冠疫情恐懼心理測量評估的量表有新冠肺炎恐懼量表（FCV-19S）、冠狀病毒焦慮量表（CAS）、大流行悲傷量表（PGS）、冠狀病毒恐懼問卷（FCQ）、新冠肺炎壓力量表（CSS）等，每個量表都有不同的測度結(jié)構(gòu)和測量項目并進行了多樣本的信效度檢驗。利用這些工具研究發(fā)現(xiàn)，與一般人群相比，已有心理健康狀況的人可能更容易受到與新冠肺炎相關(guān)壓力源的影響，例如患有焦慮癥或情緒障礙的人受到新冠肺炎的負(fù)面影響更大，患有焦慮癥的人更擔(dān)心危險和污染、社會經(jīng)濟后果，呈現(xiàn)仇外心理和創(chuàng)傷性壓力癥狀;新媒體的使用和更多的媒體與消極的心理結(jié)果有關(guān)，但某些媒體內(nèi)容卻又與積極的心理影響有關(guān)。這些研究表明，衛(wèi)生專業(yè)人員應(yīng)該充分意識到冠狀病毒恐懼癥的存在，以及從官方渠道進行及時公共衛(wèi)生溝通的必要性。同時，這些研究也有望在一定程度上為政府政策制定提供有關(guān)如何減緩病毒傳播的信息。

從2014年開始，中科院戰(zhàn)略情報研究團隊與科睿唯安合作，面向全球發(fā)布《研究前沿》系列年度研究報告，歷經(jīng)8年發(fā)展，《研究前沿》現(xiàn)已成為中科院國家高端科技智庫的品牌成果。中國科學(xué)院副院長高鴻鈞院士表示，在國家高端智庫建設(shè)試點中，中國科學(xué)院發(fā)揮了高水平科技智庫的骨干引領(lǐng)和示范帶頭作用。