μ子磁测量与基因疗法突破分别斩获300万美元科学突破奖

Zeeya Merali 撰文

数十年来致力于测量亚原子μ子磁性特性的研究人员，斩获了本年度300万美元科学突破奖之一。该结果看似证实了粒子物理学标准模型，但团队成员、美国费米实验室核物理学家戴维·赫佐格表示，研究还远未“尘埃落定”——用于计算模型预测值的两种独立方法为何存在巨大分歧，依然是未解之谜。这项科学界最丰厚的奖项之一，于4月18日正式揭晓。

最新μ子磁性结果让“新物理”梦想降温

去年，费米实验室宣布了μ子磁矩测量的最终结果——μ子磁矩会导致粒子在磁场中发生进动。这一进动由粒子的“g因子”量化，测量精度达到了惊人的十亿分之一百二十七。

“人类能将测量做到如此精准，简直不可思议。”日本高能加速器研究机构（KEK）粒子物理学家三部勉评价道，“这个奖项实至名归。”

该奖项由欧洲核子研究中心（CERN）、美国布鲁克海文国家实验室和费米实验室的数百名合作者共同分享。赫佐格表示得知获奖时“无比振奋”。“从某种意义上说，这份喜悦是对整个团队得到认可的欣慰。”

颠覆性基因疗法

本届生命科学类奖项颁发给了三项基因疗法突破。来自美国费城宾夕法尼亚大学的眼科专家让·贝内特、阿尔伯特·马奎尔，以及内科医生凯瑟琳·海伊，因研发Luxturna而获奖——这是美国FDA批准的首个基因增强疗法，可治疗一种遗传性视网膜病变。

健康人眼睛接收光线时，光子会撞击一种名为“11‑顺式视黄醛”的分子，使其弯曲后迅速恢复原状。但携带两份缺陷RPE65基因的儿童，该分子会保持变形状态，最终导致成年后失明。三位研究者在贝内特与马奎尔早期犬类实验的基础上开展临床试验，利用腺相关病毒将正常RPE65基因注入儿童与成人的视网膜。

治疗前，受试者连障碍跑道都难以通过，在暗光下会撞到物体甚至完全迷路。但治疗仅30天后，“他们的定向行走能力大幅提升”，海伊说，“效果出现得相当快。”

海伊是在火车上得知获奖消息的，她强忍着尖叫以免打扰其他乘客。她计划将自己的奖金份额捐赠给多家为贫困人群服务的慈善机构与医院。

伦敦大学学院视网膜神经科学家奥马尔·马鲁评价，Luxturna“彻底改变了一种原本无药可医的失明”，并标志着“范式转变，为未来针对其他致盲病因的基因疗法带来希望”。

神经退行性疾病致病基因重大发现

比利时安特卫普大学神经遗传学家罗莎·拉德马克斯、美国马里兰州国立衰老研究所神经病学家布莱恩·特雷纳，因独立发现共享一个奖项：遗传性额颞叶痴呆（FTD）与运动神经元病（肌萎缩性侧索硬化症）均由C9ORF72基因的共同突变引起。

拉德马克斯称获奖“出乎意料、宛如梦幻”。她在研究某类额颞叶痴呆患者的组织样本时发现，其家属常患有运动神经元病，由此揭示了二者关联。

法国斯特拉斯堡大学分子生物学家弗兰克·马丁表示，这一发现令人意外，因为额颞叶痴呆影响大脑，而运动神经元病影响脊髓，因此“解析两种疾病背后的机制是亟待研究的重大课题”。

最后一项生命科学奖授予美国波士顿儿童医院斯图尔特·奥金、美国国立心、肺、血液研究所汀 Swee Lay Thein。二人独立发现：BCL11A基因控制胎儿血红蛋白向成人血红蛋白的转换，并证实其可作为治疗镰状细胞病与β‑地中海贫血的靶点。他们的成果直接催生了FDA批准的首个基因编辑疗法Casgevy。

数学突破：驯服“爆炸”的非线性方程

数学突破奖授予法国巴黎塞吉大学数学家弗兰克·梅尔，以表彰其在非线性方程领域的贡献——这类方程广泛应用于量子物理、流体力学等领域。

这类方程往往会出现“爆破”现象：解急剧趋向无穷大，变得无法处理。尽管每个方程各不相同，梅尔用几何学方法揭示了其背后的通用规律，成功避免方程“爆破”。“（解）看似混乱、极端，但只要时间足够演化，就会简化成一种非常特殊的结构，”梅尔说，即形成稳定的波形——孤子。

梅尔表示获奖“十分震惊”，他回忆职业生涯早期，很多人怀疑数学家能否为物理提供洞见。“我想现在，拿了这个奖，他们大多信服了。”他开玩笑说。

特别基础物理奖

美国加州大学圣塔芭芭拉分校物理学家戴维·格罗斯获得基础物理学特别突破奖，以表彰他在强核力、弦理论领域的开创性贡献，以及对国际科学合作的推动。