盡管如此，在即將到來的 2021 年，好消息將陸續傳來。
今年的大部分時間，我都在和世界各地的基金會同事們合作研究檢測、治療和預防新冠的辦法。回顧這一年科研領域的飛速進展，著實讓人驚嘆。在任何疾病領域，人類從未在一年內取得如此多的進展，而在今年的新冠疫情中做到瞭。正常情況下，研制一支疫苗可能需要 10 年時間。而這一次，在不到一年的時間裡就研制出瞭多種疫苗。
然而，我們還沒有完全脫離險境。數學模型顯示，在接下來的一個月左右，疫情可能會更加嚴重。對於病毒已經出現的一種新變種，我們還需要更多瞭解，它似乎傳播得更快，但並非更致命。
還有兩個讓人充滿希望的原因。其中之一是，在疫苗得以推廣的同時，口罩、社交隔離和其他幹預措施可以減緩病毒傳播並挽救眾多生命。
另一個原因是，到 2021 年春天，你在新聞中看到的疫苗和治療方法將開始達到規模並產生全球影響。盡管仍然需要采取一些限制措施（例如限制大型公共集會），病例數量和死亡人數將開始大幅下降——至少在富裕國傢如此——生活將比現在更接近正常。
值此歲末年初之際，我想通過這篇文章和大傢分享應對新冠疫情的各項創新進展。我將從疫苗這個常常出現在新聞中並且我最常被問及的話題講起。
新冠疫苗如何發揮作用
你可能知道有兩種疫苗已經在美國通過瞭緊急使用授權，一個由 Moderna 研發，另一個由輝瑞和 BioNTech 共同開發。後者在英國和其他國傢也已獲批。其他幾傢公司可能很快就會宣佈臨床效力試驗結果。
■檢測人員正在化驗樣本 / GatesNotes
你可能不瞭解的是，前兩種疫苗的成功也預示著其他候選疫苗的成功概率大大提高。理論上目前正在進行效力研究的所有疫苗都與前兩種疫苗一樣，攻擊的是新冠病毒的同一位置（病毒外表突起的蛋白質部分，也就是“冠狀”病毒這個名稱的由來）。既然研究人員知道攻擊這一部位的蛋白質有效，他們就有理由對其他疫苗保持樂觀。
盡管存在基本相似性，不同的疫苗也使用不同的方法來攻擊病毒。Moderna 和輝瑞/BioNTech 開發的技術涉及 mRNA 技術——我們的基金會非常熟悉這種方法，因為我們從 2014 年就開始為瘧疾和艾滋病疫苗的開發資助這項研究。令人欣慰的是，這項新技術在新冠疫苗的研發上取得瞭前所未有的進展。
mRNA 疫苗最先問世並非偶然，這種疫苗的設計讓它可以比傳統疫苗更快地制造出來。它的工作原理是利用信使 RNA 傳遞指令，提示你的身體產生獨特的刺突蛋白。接著你的免疫系統就會介入，開始攻擊任何帶有這個突起的東西，包括新冠病毒。
■RNA疫苗工作機理 / BBC
制造 mRNA 疫苗相對來說比較快，因為生產大量為刺突蛋白編碼的 RNA 序列要比培養刺突蛋白本身容易得多。而且還有一個額外的好處：與大多數傳統疫苗不同，mRNA 疫苗不含任何病毒，這意味著你不會從它們身上感染新冠。
可惜目前還沒有很多工廠能夠制造 mRNA 疫苗。有些 mRNA 疫苗還需要在零下 70°C 的低溫下儲存，為在發展中國傢的分發帶來極大困難，盡管這更關乎工程挑戰，而非科學壁壘。
阿斯利康（AstraZeneca）生產的是一種不同類型的疫苗。它沒有使用 mRNA，而是將這種刺突蛋白附著在一種原本無致病性的病毒上，這種病毒會導致黑猩猩的普通感冒，但對人類無害。然後你的免疫系統就會學會攻擊那個刺突，從而保護你免於新冠病毒的侵害。
在臨床效力試驗中，阿斯利康疫苗的平均有效率約為 70%，而輝瑞和 Moderna 疫苗的平均有效率達到 94% 至 95%。但 70% 的有效率足以有效阻止這種疾病。我們有理由對其他采用類似方法的疫苗抱有希望，比如強生公司的疫苗。
如果你很難記住所有這些疫苗研發公司，那並不是你的問題，這正彰顯瞭一個良好的趨勢：有這麼多公司采用不同方法進行疫苗研發，就有更大機會得到更多安全有效的疫苗。現在已經有兩個，之後可能還會有更多。
從來沒有這麼多公司為同一種疾病研發疫苗，因為生產疫苗本身就是一項高風險的工作，不僅需要數年時間才能將一款成功的產品推向市場，而且可能耗資數十億美元並涉及重大科學挑戰 —— 尤其當我們面對的是新冠肺炎這樣全新的疾病。
為什麼這次有這麼多的公司願意承擔風險？從我與他們的頂尖科學傢和管理人員的談話來看，我認為原因之一在於他們看到瞭利用專業知識來幫助終結疫情的機會。此外，也得益於其他力量挺身而出，承擔瞭一部分財務風險。起到助推作用的，可能是某個國傢的政府，如美國或德國。還可能是諸如 CEPI（流行病防范創新聯盟）這樣的組織，它由我們的基金會和一些政府及慈善合作夥伴共同資助。
當然，開發疫苗隻是眾多挑戰之一，甚至算不上最難的挑戰。
如何制造50到100億劑量的疫苗？
如果開發出的疫苗隻需接種一劑，那麼世界需要生產大約 50 億劑疫苗，如果是目前需要接種兩劑的情況下，就必須生產 100 億劑。（前提是覆蓋瞭全球 70% 的人口就能阻止新冠病毒的傳播）。
50-100 億劑疫苗是什麼概念？世界上所有的疫苗公司通常每年生產的疫苗總量少於 60 億劑，其中包括流感疫苗、常規兒童免疫接種疫苗等等。因此，要在不影響其他疫苗供應的情況下生產所需的新冠疫苗，產能至少需要增加近一倍，更有可能要增加近兩倍。
■技術人員正在加緊研制疫苗 / GatesNotes
為瞭減輕制造壓力，我們的基金會協助整合瞭被稱為“第二供應商”（second-source）的協議：把富裕國傢的疫苗公司與發展中國傢專註量產安全、高質量和可負擔的疫苗的公司進行配對。
“第二供應商”協議旨在充分利用雙方的技能專長，讓具備卓越生產能力的公司同意生產由另一傢公司設計的可行的候選疫苗產品。例如，世界上最大的疫苗制造商印度血清研究所正在生產阿斯利康的疫苗，一旦疫苗獲批使用，就能立即提供給中低收入國傢。為此我們的基金會承擔瞭一些財務風險，萬一疫苗沒有獲批，印度血清研究所也不用承擔全部損失。
這個協議的訂立難能可貴。試想福特會把自己的工廠拱手讓給本田去生產雅閣汽車嗎？考慮到新冠挑戰的影響規模和解決問題的緊迫性，許多制藥公司看到瞭這種新合作方式的優勢。
這類似於二戰期間，美國把汽車工廠改造成瞭坦克和卡車工廠，以驚人的速度提高瞭產能。隻是這一次，政府沒有參與其中，各個公司自發選擇瞭不走尋常路，以合作應對危機。
如何在全球分發50億到100億劑疫苗？
疫苗生產之外，世界還面臨著公平分配新冠疫苗的挑戰。這既意味著物流挑戰，也面臨巨大的資金難題。
■冷鏈工人正在轉運疫苗 / GatesNotes
已有 16 傢制藥公司承諾與我們的基金會合作，確保疫苗和其他挽救生命的工具得到公平的分配。世界上最優秀的運輸和交付專傢需要想法設法在全球范圍內交付所有疫苗，並確保每一個環節都保持合適的溫度。各國政府將負責在國內分發疫苗，其規模和復雜程度遠非以往任何公共衛生行動可以比擬。
富裕國傢需要向全球疫苗免疫聯盟（Gavi）這樣的組織提供新的資金支持，因為 Gavi 在為貧困國傢的兒童進行免疫接種方面有著豐富的經驗。
公平一直是我和梅琳達致力於解決的問題，它不僅和疫苗分配息息相關，還會影響所有人能如何從這場大流行病中恢復 —— 包括美國的有色人種和世界各地的貧困人群。梅琳達將會在下個月發佈的 2021 年年信中詳細介紹這個問題。
即使疫苗得到瞭普及，另一個挑戰依然存在：有相當比例的人們在猶豫是否接種。有些人之前就抗拒疫苗，還有些人可能認為，新冠疫苗的研發太過倉促，恐怕不如每年接種的流感疫苗安全。在一些社區，人們對於政府在醫學研究中的作用有一種由來已久的不信任。
此外，關於疫苗的各種陰謀論依然盛行，其中一些還涉及到我和梅琳達。但我們仍將繼續談論我們資助疫苗的唯一原因：因為我們熱衷於挽救生命，希望確保世界上所有的孩子都有機會長大成人。我們有責任把財富回饋給社會，同時我們也相信，沒有任何方式比支持開發和交付疫苗能給世界帶來更有價值的回報。疫苗是醫學奇跡，在過去 20 年裡讓兒童死亡率降低一半成為可能。
我希望具有公信力的領導者——政治傢，社區領袖，科學傢，尤其是傢庭醫生——能夠幫助解釋疫苗在系統中的保障作用。美國食品藥品監督管理局（FDA）成為世界上最受尊敬的藥品監管機構是有原因的，它的審批程序之嚴格無出其右。新冠疫苗的審批也沒有跳過任何一個安全步驟。如果有足夠多的人願意加入第一批接種者的行列，其他人就有希望看到疫苗的好處並選擇接種。
尋找療法的過程中，失敗就是成功
正如我經常對基金會的團隊所說的，我們不能害怕失敗。如果我們失敗瞭，就應該迅速行動並從失敗中吸取教訓。這裡有個案例能說明我們之前如何在新冠肺炎的潛在療法上迅速失敗，並以最有效的方式將之轉化成瞭前進的動力。
■醫生使用呼吸機對病人進行救治 / GatesNotes
今年3月，我們與萬事達卡公司（Mastercard）和惠康基金會（Wellcome）共同創建瞭“新冠肺炎治療加速器”（Therapeutics Accelerator）。希望利用制藥行業研發的機器人快速篩選上千種現有的化合物，並從中找到一種來治療新冠肺炎。我們想知道生物技術公司或制藥公司的現有產品中是否已經存在這場大流行病的解決方案。
答案是否定的。
這個結果非常令人失望，但卻是個有用的信息。它為醫療領域節省瞭數百萬美元的資金，以及眾多公司測試一種又一種化合物需要花費的一到兩年時間。從這個意義上說，這根本就不是失敗。科學傢們在幾個月內就知道此路不通，所以沒有浪費時間鉆進死胡同。
你可能聽說過的一種成功療法是一種叫做地塞米松的類固醇。這個故事最精彩的部分是，科學傢們很快就發現它對重癥新冠病例有效。
地塞米松的臨床試驗通過一個名為“康復”（RECOVERY）的網絡進行，該網絡建立瞭各種協議，可以進行各種新冠藥物的快速測試。“康復”隻用瞭四個月來證明地塞米松將新冠重癥患者的死亡率降低瞭 30%。他們做這項研究的同時，關於其他最終證明無效的療法引發的混亂和不實信息正在四處擴散。現在，地塞米松已成為新冠重癥患者的標準治療藥物，對其研究和批準的速度，也讓人對未來的藥物研發感到樂觀。
你還可能聽說過的一種治療方法是“單克隆抗體”療法。就是分離新冠康復者血液中的抗體，讓它們通過一個刺突蛋白，看看哪個抗體的親和力最高。（親和力越高，表明其攻擊病毒的能力越強。）然後找出產生這種抗體的基因序列，讓工廠制造出數十億份抗體，然後把它們輸給患者。
雖然在新冠疫情之前你可能沒聽說過抗體療法，但它並不是什麼新鮮事物。它已經應用於世界上一些最暢銷的藥物當中，包括治療關節炎的藥物。
圍繞新冠抗體的關鍵問題是，我們能否制造出足夠多的抗體以供應全世界？這部分取決於所需劑量的大小，一些治療使用的劑量高達 8 克。如果能用低至 0.5 克的劑量就達到理想的療效，那我們就能治療更多的人。科學傢們還需要知道能否用兩針註射來代替目前的靜脈註射。
如果研究人員能解決劑量和輸液的問題，那麼主要的限制因素就是生產能力。為此，我們基金會又資助瞭另一項“第二供應商”協議，其中富士膠片旗下生物科技公司 FUJIFILM Diosynth Biotechnologies 將生產由禮來（Eli Lilly）制藥公司開發的抗體。這些抗體將專門用於中低收入國傢並相應定價，從而在監管機構批準後的 90 天內就能獲得數百萬計價格可負擔的抗體。
令人不適的檢測方法已經過時
關於新冠肺炎的檢測有很多困惑，需要搞清楚哪些工作更有成效，哪些還有待改進。
新冠病毒的檢測有三種不同場景。一種是如果你已經出現瞭需要去診所或醫院看病的嚴重癥狀，醫生需要知道如何治療你。之前，美國的醫療系統一度難以為這些病例提供足夠檢測，但現在這個問題已基本得到解決。
■醫生正在檢測樣本 / GatesNotes
第二種情況是，你可能已經接觸瞭病毒，但隻有輕微的癥狀或者根本無癥狀。在這種情況下，你需要知道自己是否已經感染並需要自我隔離從而保護其他人。即使你沒有或尚未出現癥狀，你仍然有可能傳播新冠肺炎，所以需要馬上得到檢測結果。
遺憾的是，美國在這方面遠遠落後：檢測通常需要幾天時間才能出結果，這讓它們基本上毫無作用。我們需要更好的檢測工具和更有效的系統來處理檢測結果，這樣人們才能迅速采取行動保護他們所愛的人和他們的社區。就在上周，我們聽到一些好消息，美國 FDA 批準瞭首個人們可以在傢使用而無需將樣本送到實驗室的診斷方法。它的工作原理很像傢庭驗孕儀。
檢測的第三種用途是“疾病監測”（disease surveillance）。這個詞聽上去不太友好，但實際上與監控個人毫不相幹。事實上，疾病監測能讓公共衛生專傢估計一個地區的病例數量和新發感染的發生率。有瞭這些信息，政府領導人才能做出明智的決定，找到最佳方法阻斷病毒的傳播。
如果前兩種情況的檢測到位，那麼你就已經有瞭進行疾病監測所需的群體數據。但是，正如我們在美國所看到的，如果你不知道誰可能被感染，就無法進行有效的疾病監測。
我們一直在資助西雅圖當地的一項工作來填補這一空白。該地區的成千上萬人——有些有癥狀，有些沒有——都填寫瞭一份簡短的在線調查，用鼻拭子進行自我檢測並將結果送去處理。在舊金山地區也有類似的工作在進行。
使這項工作成為可能的一個很酷的創新是，讓患者用鼻拭子采集自己的樣本。（我們支持的一項研究第一次證明其結果和標準的咽拭子一樣準確。）如果你曾做過咽拭子的檢測，就知道那有多不舒服，還可能導致咳嗽或打噴嚏。這對於新冠這樣的呼吸道傳染病而言是絕對的壞消息，它增加瞭醫護人員感染的風險。幸運的話，把棉簽伸進喉嚨後部取樣來進行新冠檢測的時代將成為過去。
西雅圖和舊金山項目的重要之處在於，他們正幫助研究人員瞭解病毒是如何傳播的。未來，發送和處理檢測試劑盒的系統將有助於檢測可能出現的其他新的病原體。
檢測的挑戰在撒哈拉以南非洲地區尤為嚴峻。那裡的許多國傢都無力負擔精確的檢測工具。他們也沒有進行監測研究的基礎設施，所以政策制定者也無法使用實時更新的數據。
這是最適合用創新來解決的問題。有幾傢公司正在研發能實現千萬量級生產的快速檢測工具。英國的 LumiraDx 公司發明瞭一種設備，尺寸跟一部厚一點的手機差不多，一端帶有讀卡器。醫護人員從病人身上獲取樣本並插入機器後，15 分鐘內就能得到檢測結果。在刪除可以識別患者身份的個人信息後，該設備會將結果上傳到中央服務器。分析人員可以利用這些數據對疾病進行實時追蹤，為政策制定者提供最新信息從而決定在何處開展預防和治療工作。
■LumiraDx公司的讀卡器設備 / DPC LEBANON
在我們的基金會的支持下，非洲 55 個國傢部署瞭最初的 5000 個這樣的“讀卡器”。盡管項目規模對於這麼大的區域而言遠遠不夠，但這是一個好的開始。它的益處將不僅止步於新冠疫情。未來，這個設備還能用於檢測 HIV、結核病和其他疾病。
還有些公司正在研究如何使我們現在用的高靈敏度檢測工具變得更快、更便宜，或是擴大那些靈敏度稍低，成本也更低的檢測方法的生產規模 —— 從每天生產數萬個提高到數百萬個。檢測領域的創新速度令人驚嘆，這會讓每個人從中受益。
發展中國傢的情況如何？
我很高興自己錯判瞭一件事 —— 至少我希望自己錯瞭，那就是我對新冠疫情將在低收入國傢肆虐的擔憂。
至少到目前為止，這個擔憂沒有成真。例如，在撒哈拉以南非洲的大部分地區，發病率和死亡率仍遠低於美國或歐洲，與新西蘭持平。新西蘭因其對抗新冠的成就備受關註。非洲大陸上疫情最嚴重的國傢是南非，但即使在那裡，病例率也比美國低 40%，死亡率比美國低近 50%。
我們仍然沒有足夠的數據來解釋為什麼發展中國傢的發病和死亡人數沒有我擔心的那麼高。一些國傢較早實施的封鎖措施起瞭一定作用。另一個可能的原因是非洲人口與世界其他地區相比更加年輕，而年輕人不太容易感染病毒。還有一個可能的原因是，大量的農村人口長時間呆在戶外，而在那裡病毒很難廣為傳播。還有一種可能，盡管我希望事實並非如此：由於貧困國傢的衛生系統存在差距，無法對疾病進行準確監測，真實數據可能比看起來要高。
然而，我之前的另一個擔憂卻成真瞭：新冠肺炎正在給其他疾病造成漣漪效應。上個月，我驚訝地獲悉，新冠肺炎在非洲最常見的死亡原因中僅排在第 31 位。相比之下，它在全球排名第四，在美國排名第一。
原因何在？不僅僅是因為那裡的新冠發病率相對較低。由於衛生工作者的註意力轉移到瞭抗擊新冠上，嚴重幹擾瞭檢測和治療艾滋病、瘧疾、結核病和其他疾病的工作。因此，新冠在健康威脅的名單上雖然排名靠後，但其他的健康危機卻在卷土重來。
另一個原因是病人更不願意去診所，因為他們害怕自己會被感染——這意味著更嚴重的疾病無法得到診斷。例如，在印度，結核病的診斷率下降瞭大約三分之一。隨著未發現病例的增多，可能會有更多的人死於這種疾病。
正因如此，世界要確保挽救生命的工具必須到達並適用於每一個國傢，而不僅僅是富裕的國傢。
新冠肺炎、氣候變化和未來的一年
2020 年春天，當新冠開始在全球蔓延，我寫道：“這就像一場世界大戰，隻是這一次，我們都站在同一條戰線上。”
如今，我很高興地告訴大傢，全球攜手抗擊新冠的樂觀估計已經成真（除瞭一些明顯的例外）。如果各國政府、公司和科學傢沒有如此緊密的合作，我們不可能走得這麼快，這麼遠。
這種全球合作是我對 2021 年滿懷希望的原因之一，而且這種樂觀不僅限於疫情控制。我相信，世界還可以就這個時代面臨的另一項重大挑戰——氣候變化，采取切實有效的措施。
明年，世界各地的領導人將在蘇格蘭的格拉斯哥舉行會議，這是自 2015 年巴黎會議以來的首次聯合國氣候變化峰會。美國將重新發揮領導作用，發展和部署清潔能源的創新來消除溫室氣體。
2021 年，我希望用大量時間與世界各國領導人就氣候變化和新冠肺炎問題進行交流。在下個月梅琳達和我的年信中，我將闡述世界在新冠疫情中的經歷對於應對下一次大流行病意味著什麼。我也將在明年 2 月出版的新書《如何避免氣候災難》（How to Avoid a Climate Disaster）中，與大傢分享我在過去 15 年研究這一問題並投資於解決方案的過程中所學到的。希望這本書能帶來更有成效的討論。
希望一年之後我們再度回顧，會認為 2021 年比 2020 年有所進步。這個進步可能並非矚目，但對全世界的每一個人而言，都應當是顯著而可衡量的。
願你擁有一個平安、健康的 2021 年。
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