今年是灾难性的一年。新冠疫情已经导致 160 多万人死亡，7500 多万人感染以及高达数万亿美元的经济损失。数百万人因此失去了工作并为生计苦苦挣扎，超过十亿儿童错过了上学的关键时间。在美国，这一年还发生了乔治·弗洛伊德和布伦纳·泰勒的死亡事件，毁灭性的森林大火，以及现代史上前所未见的一场总统大选。

　　尽管如此，在即将到来的 2021 年，好消息将陆续传来。

　　今年的大部分时间，我都在和世界各地的基金会同事们合作研究检测、治疗和预防新冠的办法。回顾这一年科研领域的飞速进展，着实让人惊叹。在任何疾病领域，人类从未在一年内取得如此多的进展，而在今年的新冠疫情中做到了。正常情况下，研制一支疫苗可能需要 10 年时间。而这一次，在不到一年的时间里就研制出了多种疫苗。

　　然而，我们还没有完全脱离险境。数学模型显示，在接下来的一个月左右，疫情可能会更加严重。对于病毒已经出现的一种新变种，我们还需要更多了解，它似乎传播得更快，但并非更致命。

　　还有两个让人充满希望的原因。其中之一是，在疫苗得以推广的同时，口罩、社交隔离和其他干预措施可以减缓病毒传播并挽救众多生命。

　　另一个原因是，到 2021 年春天，你在新闻中看到的疫苗和治疗方法将开始达到规模并产生全球影响。尽管仍然需要采取一些限制措施（例如限制大型公共集会），病例数量和死亡人数将开始大幅下降——至少在富裕国家如此——生活将比现在更接近正常。

　　值此岁末年初之际，我想通过这篇文章和大家分享应对新冠疫情的各项创新进展。我将从疫苗这个常常出现在新闻中并且我最常被问及的话题讲起。

　　新冠疫苗如何发挥作用

　　你可能知道有两种疫苗已经在美国通过了紧急使用授权，一个由 Moderna 研发，另一个由辉瑞和 BioNTech 共同开发。后者在英国和其他国家也已获批。其他几家公司可能很快就会宣布临床效力试验结果。

检测人员正在化验样本 / GatesNotes

　　你可能不了解的是，前两种疫苗的成功也预示着其他候选疫苗的成功概率大大提高。理论上目前正在进行效力研究的所有疫苗都与前两种疫苗一样，攻击的是新冠病毒的同一位置（病毒外表突起的蛋白质部分，也就是“冠状”病毒这个名称的由来）。既然研究人员知道攻击这一部位的蛋白质有效，他们就有理由对其他疫苗保持乐观。

　　尽管存在基本相似性，不同的疫苗也使用不同的方法来攻击病毒。Moderna 和辉瑞/BioNTech 开发的技术涉及 mRNA 技术——我们的基金会非常熟悉这种方法，因为我们从 2014 年就开始为疟疾和艾滋病疫苗的开发资助这项研究。令人欣慰的是，这项新技术在新冠疫苗的研发上取得了前所未有的进展。

　　mRNA 疫苗最先问世并非偶然，这种疫苗的设计让它可以比传统疫苗更快地制造出来。它的工作原理是利用信使 RNA 传递指令，提示你的身体产生独特的刺突蛋白。接着你的免疫系统就会介入，开始攻击任何带有这个突起的东西，包括新冠病毒。

RNA 疫苗工作机理 / BBC

　　制造 mRNA 疫苗相对来说比较快，因为生产大量为刺突蛋白编码的 RNA 序列要比培养刺突蛋白本身容易得多。而且还有一个额外的好处：与大多数传统疫苗不同，mRNA 疫苗不含任何病毒，这意味着你不会从它们身上感染新冠。

　　可惜目前还没有很多工厂能够制造 mRNA 疫苗。有些 mRNA 疫苗还需要在零下 70°C 的低温下储存，为在发展中国家的分发带来极大困难，尽管这更关乎工程挑战，而非科学壁垒。

　　阿斯利康（AstraZeneca）生产的是一种不同类型的疫苗。它没有使用 mRNA，而是将这种刺突蛋白附着在一种原本无致病性的病毒上，这种病毒会导致黑猩猩的普通感冒，但对人类无害。然后你的免疫系统就会学会攻击那个刺突，从而保护你免于新冠病毒的侵害。

　　在临床效力试验中，阿斯利康疫苗的平均有效率约为 70%，而辉瑞和 Moderna 疫苗的平均有效率达到 94% 至 95%。但 70% 的有效率足以有效阻止这种疾病。我们有理由对其他采用类似方法的疫苗抱有希望，比如强生公司的疫苗。

　　如果你很难记住所有这些疫苗研发公司，那并不是你的问题，这正彰显了一个良好的趋势：有这么多公司采用不同方法进行疫苗研发，就有更大机会得到更多安全有效的疫苗。现在已经有两个，之后可能还会有更多。

　　从来没有这么多公司为同一种疾病研发疫苗，因为生产疫苗本身就是一项高风险的工作，不仅需要数年时间才能将一款成功的产品推向市场，而且可能耗资数十亿美元并涉及重大科学挑战 —— 尤其当我们面对的是新冠肺炎这样全新的疾病。

　　为什么这次有这么多的公司愿意承担风险？从我与他们的顶尖科学家和管理人员的谈话来看，我认为原因之一在于他们看到了利用专业知识来帮助终结疫情的机会。此外，也得益于其他力量挺身而出，承担了一部分财务风险。起到助推作用的，可能是某个国家的政府，如美国或德国。还可能是诸如 CEPI（流行病防范创新联盟）这样的组织，它由我们的基金会和一些政府及慈善合作伙伴共同资助。

　　当然，开发疫苗只是众多挑战之一，甚至算不上最难的挑战。

　　如何制造 50 到 100 亿剂量的疫苗？

　　如果开发出的疫苗只需接种一剂，那么世界需要生产大约 50 亿剂疫苗，如果是目前需要接种两剂的情况下，就必须生产 100 亿剂。（前提是覆盖了全球 70% 的人口就能阻止新冠病毒的传播）。

　　50-100 亿剂疫苗是什么概念？世界上所有的疫苗公司通常每年生产的疫苗总量少于 60 亿剂，其中包括流感疫苗、常规儿童免疫接种疫苗等等。因此，要在不影响其他疫苗供应的情况下生产所需的新冠疫苗，产能至少需要增加近一倍，更有可能要增加近两倍。

技术人员正在加紧研制疫苗 / GatesNotes

　　为了减轻制造压力，我们的基金会协助整合了被称为“第二供应商”（second-source）的协议：把富裕国家的疫苗公司与发展中国家专注量产安全、高质量和可负担的疫苗的公司进行配对。

　　“第二供应商”协议旨在充分利用双方的技能专长，让具备卓越生产能力的公司同意生产由另一家公司设计的可行的候选疫苗产品。例如，世界上最大的疫苗制造商印度血清研究所正在生产阿斯利康的疫苗，一旦疫苗获批使用，就能立即提供给中低收入国家。为此我们的基金会承担了一些财务风险，万一疫苗没有获批，印度血清研究所也不用承担全部损失。

　　这个协议的订立难能可贵。试想福特会把自己的工厂拱手让给本田去生产雅阁汽车吗？考虑到新冠挑战的影响规模和解决问题的紧迫性，许多制药公司看到了这种新合作方式的优势。

　　这类似于二战期间，美国把汽车工厂改造成了坦克和卡车工厂，以惊人的速度提高了产能。只是这一次，政府没有参与其中，各个公司自发选择了不走寻常路，以合作应对危机。

　　如何在全球分发 50 亿到 100 亿剂疫苗？

　　疫苗生产之外，世界还面临着公平分配新冠疫苗的挑战。这既意味着物流挑战，也面临巨大的资金难题。

冷链工人正在转运疫苗 / GatesNotes

　　已有 16 家制药公司承诺与我们的基金会合作，确保疫苗和其他挽救生命的工具得到公平的分配。世界上最优秀的运输和交付专家需要想法设法在全球范围内交付所有疫苗，并确保每一个环节都保持合适的温度。各国政府将负责在国内分发疫苗，其规模和复杂程度远非以往任何公共卫生行动可以比拟。

　　富裕国家需要向全球疫苗免疫联盟（Gavi）这样的组织提供新的资金支持，因为 Gavi 在为贫困国家的儿童进行免疫接种方面有着丰富的经验。

　　公平一直是我和梅琳达致力于解决的问题，它不仅和疫苗分配息息相关，还会影响所有人能如何从这场大流行病中恢复 —— 包括美国的有色人种和世界各地的贫困人群。梅琳达将会在下个月发布的 2021 年年信中详细介绍这个问题。

　　即使疫苗得到了普及，另一个挑战依然存在：有相当比例的人们在犹豫是否接种。有些人之前就抗拒疫苗，还有些人可能认为，新冠疫苗的研发太过仓促，恐怕不如每年接种的流感疫苗安全。在一些社区，人们对于政府在医学研究中的作用有一种由来已久的不信任。

　　此外，关于疫苗的各种阴谋论依然盛行，其中一些还涉及到我和梅琳达。但我们仍将继续谈论我们资助疫苗的唯一原因：因为我们热衷于挽救生命，希望确保世界上所有的孩子都有机会长大成人。我们有责任把财富回馈给社会，同时我们也相信，没有任何方式比支持开发和交付疫苗能给世界带来更有价值的回报。疫苗是医学奇迹，在过去 20 年里让儿童死亡率降低一半成为可能。

　　我希望具有公信力的领导者——政治家，社区领袖，科学家，尤其是家庭医生——能够帮助解释疫苗在系统中的保障作用。美国食品药品监督管理局（FDA）成为世界上最受尊敬的药品监管机构是有原因的，它的审批程序之严格无出其右。新冠疫苗的审批也没有跳过任何一个安全步骤。如果有足够多的人愿意加入第一批接种者的行列，其他人就有希望看到疫苗的好处并选择接种。

　　寻找疗法的过程中，失败就是成功

　　正如我经常对基金会的团队所说的，我们不能害怕失败。如果我们失败了，就应该迅速行动并从失败中吸取教训。这里有个案例能说明我们之前如何在新冠肺炎的潜在疗法上迅速失败，并以最有效的方式将之转化成了前进的动力。

医生使用呼吸机对病人进行救治 / GatesNotes

　　今年 3 月，我们与万事达卡公司（Mastercard）和惠康基金会（Wellcome）共同创建了“新冠肺炎治疗加速器”（Therapeutics Accelerator）。希望利用制药行业研发的机器人快速筛选上千种现有的化合物，并从中找到一种来治疗新冠肺炎。我们想知道生物技术公司或制药公司的现有产品中是否已经存在这场大流行病的解决方案。

　　答案是否定的。

　　这个结果非常令人失望，但却是个有用的信息。它为医疗领域节省了数百万美元的资金，以及众多公司测试一种又一种化合物需要花费的一到两年时间。从这个意义上说，这根本就不是失败。科学家们在几个月内就知道此路不通，所以没有浪费时间钻进死胡同。

　　你可能听说过的一种成功疗法是一种叫做地塞米松的类固醇。这个故事最精彩的部分是，科学家们很快就发现它对重症新冠病例有效。

　　地塞米松的临床试验通过一个名为“康复”（RECOVERY）的网络进行，该网络建立了各种协议，可以进行各种新冠药物的快速测试。“康复”只用了四个月来证明地塞米松将新冠重症患者的死亡率降低了 30%。他们做这项研究的同时，关于其他最终证明无效的疗法引发的混乱和不实信息正在四处扩散。现在，地塞米松已成为新冠重症患者的标准治疗药物，对其研究和批准的速度，也让人对未来的药物研发感到乐观。

　　你还可能听说过的一种治疗方法是“单克隆抗体”疗法。就是分离新冠康复者血液中的抗体，让它们通过一个刺突蛋白，看看哪个抗体的亲和力最高。（亲和力越高，表明其攻击病毒的能力越强。）然后找出产生这种抗体的基因序列，让工厂制造出数十亿份抗体，然后把它们输给患者。

　　虽然在新冠疫情之前你可能没听说过抗体疗法，但它并不是什么新鲜事物。它已经应用于世界上一些最畅销的药物当中，包括治疗关节炎的药物。

　　围绕新冠抗体的关键问题是，我们能否制造出足够多的抗体以供应全世界？这部分取决于所需剂量的大小，一些治疗使用的剂量高达 8 克。如果能用低至 0.5 克的剂量就达到理想的疗效，那我们就能治疗更多的人。科学家们还需要知道能否用两针注射来代替目前的静脉注射。

　　如果研究人员能解决剂量和输液的问题，那么主要的限制因素就是生产能力。为此，我们基金会又资助了另一项“第二供应商”协议，其中富士胶片旗下生物科技公司 FUJIFILM Diosynth Biotechnologies 将生产由礼来（Eli Lilly）制药公司开发的抗体。这些抗体将专门用于中低收入国家并相应定价，从而在监管机构批准后的 90 天内就能获得数百万计价格可负担的抗体。

　　令人不适的检测方法已经过时

　　关于新冠肺炎的检测有很多困惑，需要搞清楚哪些工作更有成效，哪些还有待改进。

　　新冠病毒的检测有三种不同场景。一种是如果你已经出现了需要去诊所或医院看病的严重症状，医生需要知道如何治疗你。之前，美国的医疗系统一度难以为这些病例提供足够检测，但现在这个问题已基本得到解决。

医生正在检测样本 / GatesNotes

　　第二种情况是，你可能已经接触了病毒，但只有轻微的症状或者根本无症状。在这种情况下，你需要知道自己是否已经感染并需要自我隔离从而保护其他人。即使你没有或尚未出现症状，你仍然有可能传播新冠肺炎，所以需要马上得到检测结果。

　　遗憾的是，美国在这方面远远落后：检测通常需要几天时间才能出结果，这让它们基本上毫无作用。我们需要更好的检测工具和更有效的系统来处理检测结果，这样人们才能迅速采取行动保护他们所爱的人和他们的社区。就在上周，我们听到一些好消息，美国 FDA 批准了首个人们可以在家使用而无需将样本送到实验室的诊断方法。它的工作原理很像家庭验孕仪。

　　检测的第三种用途是“疾病监测”（disease surveillance）。这个词听上去不太友好，但实际上与监控个人毫不相干。事实上，疾病监测能让公共卫生专家估计一个地区的病例数量和新发感染的发生率。有了这些信息，政府领导人才能做出明智的决定，找到最佳方法阻断病毒的传播。

　　如果前两种情况的检测到位，那么你就已经有了进行疾病监测所需的群体数据。但是，正如我们在美国所看到的，如果你不知道谁可能被感染，就无法进行有效的疾病监测。

　　我们一直在资助西雅图当地的一项工作来填补这一空白。该地区的成千上万人——有些有症状，有些没有——都填写了一份简短的在线调查，用鼻拭子进行自我检测并将结果送去处理。在旧金山地区也有类似的工作在进行。

　　使这项工作成为可能的一个很酷的创新是，让患者用鼻拭子采集自己的样本。（我们支持的一项研究第一次证明其结果和标准的咽拭子一样准确。）如果你曾做过咽拭子的检测，就知道那有多不舒服，还可能导致咳嗽或打喷嚏。这对于新冠这样的呼吸道传染病而言是绝对的坏消息，它增加了医护人员感染的风险。幸运的话，把棉签伸进喉咙后部取样来进行新冠检测的时代将成为过去。

　　西雅图和旧金山项目的重要之处在于，他们正帮助研究人员了解病毒是如何传播的。未来，发送和处理检测试剂盒的系统将有助于检测可能出现的其他新的病原体。

　　检测的挑战在撒哈拉以南非洲地区尤为严峻。那里的许多国家都无力负担精确的检测工具。他们也没有进行监测研究的基础设施，所以政策制定者也无法使用实时更新的数据。

　　这是最适合用创新来解决的问题。有几家公司正在研发能实现千万量级生产的快速检测工具。英国的 LumiraDx 公司发明了一种设备，尺寸跟一部厚一点的手机差不多，一端带有读卡器。医护人员从病人身上获取样本并插入机器后，15 分钟内就能得到检测结果。在删除可以识别患者身份的个人信息后，该设备会将结果上传到中央服务器。分析人员可以利用这些数据对疾病进行实时追踪，为政策制定者提供最新信息从而决定在何处开展预防和治疗工作。

LumiraDx 公司的读卡器设备 / DPC LEBANON

　　在我们的基金会的支持下，非洲 55 个国家部署了最初的 5000 个这样的“读卡器”。尽管项目规模对于这么大的区域而言远远不够，但这是一个好的开始。它的益处将不仅止步于新冠疫情。未来，这个设备还能用于检测 HIV、结核病和其他疾病。

　　还有些公司正在研究如何使我们现在用的高灵敏度检测工具变得更快、更便宜，或是扩大那些灵敏度稍低，成本也更低的检测方法的生产规模 —— 从每天生产数万个提高到数百万个。检测领域的创新速度令人惊叹，这会让每个人从中受益。

　　发展中国家的情况如何？

　　我很高兴自己错判了一件事 —— 至少我希望自己错了，那就是我对新冠疫情将在低收入国家肆虐的担忧。

　　至少到目前为止，这个担忧没有成真。例如，在撒哈拉以南非洲的大部分地区，发病率和死亡率仍远低于美国或欧洲，与新西兰持平。新西兰因其对抗新冠的成就备受关注。非洲大陆上疫情最严重的国家是南非，但即使在那里，病例率也比美国低 40%，死亡率比美国低近 50%。

　　我们仍然没有足够的数据来解释为什么发展中国家的发病和死亡人数没有我担心的那么高。一些国家较早实施的封锁措施起了一定作用。另一个可能的原因是非洲人口与世界其他地区相比更加年轻，而年轻人不太容易感染病毒。还有一个可能的原因是，大量的农村人口长时间呆在户外，而在那里病毒很难广为传播。还有一种可能，尽管我希望事实并非如此：由于贫困国家的卫生系统存在差距，无法对疾病进行准确监测，真实数据可能比看起来要高。

　　然而，我之前的另一个担忧却成真了：新冠肺炎正在给其他疾病造成涟漪效应。上个月，我惊讶地获悉，新冠肺炎在非洲最常见的死亡原因中仅排在第 31 位。相比之下，它在全球排名第四，在美国排名第一。

　　原因何在？不仅仅是因为那里的新冠发病率相对较低。由于卫生工作者的注意力转移到了抗击新冠上，严重干扰了检测和治疗艾滋病、疟疾、结核病和其他疾病的工作。因此，新冠在健康威胁的名单上虽然排名靠后，但其他的健康危机却在卷土重来。

　　另一个原因是病人更不愿意去诊所，因为他们害怕自己会被感染——这意味着更严重的疾病无法得到诊断。例如，在印度，结核病的诊断率下降了大约三分之一。随着未发现病例的增多，可能会有更多的人死于这种疾病。

　　正因如此，世界要确保挽救生命的工具必须到达并适用于每一个国家，而不仅仅是富裕的国家。

　　新冠肺炎、气候变化和未来的一年

　　2020 年春天，当新冠开始在全球蔓延，我写道：“这就像一场世界大战，只是这一次，我们都站在同一条战线上。”

　　如今，我很高兴地告诉大家，全球携手抗击新冠的乐观估计已经成真（除了一些明显的例外）。如果各国政府、公司和科学家没有如此紧密的合作，我们不可能走得这么快，这么远。

　　这种全球合作是我对 2021 年满怀希望的原因之一，而且这种乐观不仅限于疫情控制。我相信，世界还可以就这个时代面临的另一项重大挑战——气候变化，采取切实有效的措施。

　　明年，世界各地的领导人将在苏格兰的格拉斯哥举行会议，这是自 2015 年巴黎会议以来的首次联合国气候变化峰会。美国将重新发挥领导作用，发展和部署清洁能源的创新来消除温室气体。

　　2021 年，我希望用大量时间与世界各国领导人就气候变化和新冠肺炎问题进行交流。在下个月梅琳达和我的年信中，我将阐述世界在新冠疫情中的经历对于应对下一次大流行病意味着什么。我也将在明年 2 月出版的新书《如何避免气候灾难》（How to Avoid a Climate Disaster）中，与大家分享我在过去 15 年研究这一问题并投资于解决方案的过程中所学到的。希望这本书能带来更有成效的讨论。

　　希望一年之后我们再度回顾，会认为 2021 年比 2020 年有所进步。这个进步可能并非瞩目，但对全世界的每一个人而言，都应当是显著而可衡量的。

　　愿你拥有一个平安、健康的 2021 年。