对抗新型冠状病毒 我们能从非典中汲取什么经验

2020-01-21 14:32 来源:观察者网

我们能从抗击非典的斗争中吸取什么经验来抗击新的冠状病毒?当

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疫情爆发时,应提高疫情信息的透明度、可信度和及时性,加强国内外合作,利用各种资源识别病原体,让国际社会参与——。这是非典留下的宝贵教训。

2019年末,武汉爆发“不明原因肺炎”。2020年1月9日,中国疾病预防控制中心徐建国院士领导的团队向公众宣布,在武汉不明原因肺炎患者中分离并检测到一种新的冠状病毒。发表时的最新数据显示,截至1月19日22: 00,武汉报告了198例新冠状病毒感染的肺炎病例,其中治愈25例,死亡3例。

2003年经历非典的人对冠状病毒并不陌生。那种可怕传染病的病原体是冠状病毒。现在,一种类似非典病毒的新型冠状病毒正在中国大陆卷土重来。我们应该如何处理它?自本世纪以来,人类社会发生了三次高致病性冠状病毒的爆发(非典、中东呼吸综合征和这种未知的肺炎)。过去的防疫斗争能给我们带来什么样的启示,我们如何在当前的疫情中生存?

"徐如林,像风一样快,像火一样入侵和掠夺,像山一样一动不动."军事家孙子这样描述一支强大的军队。

疾病和疾病组成疾病。疾病在汉语中也意味着快速。毫不夸张地说,致命传染病的传播和蔓延是“像风一样急”和“像火一样入侵”。

人类历史也是抗击传染病的历史。天花、瘟疫、流感和艾滋病已经导致数亿人死亡,从而改变了人类历史的进程。在这个过程中,高致病性冠状病毒一直隐藏在一个未知的角落,在历史记录中从未留下大规模爆发的记录。在发现非典病毒之前,人类主要知道两种冠状病毒:传染性冠状病毒(TGEV)是一种感染猪的病原体,IBV(禽传染性冠状病毒)是一种感染家禽的病原体。这两种病毒在畜牧业和兽医学中很重要,但它们不会感染人。冠状病毒,如冠状病毒HCoV-OC43和HCoV-229E,可感染人类,通常只引起普通感冒症状,很少引起严重疾病的报告。因此,冠状病毒的研究还没有得到足够的重视。非典过后,又发现了另外两种低致病性冠状病毒,分别是HCoV-NL63和HCoV-HKU1。还有两种高致病性冠状病毒。它们是中东地区2012年发现的呼吸道病毒MERS-CoV和一种新的冠状病毒(世卫组织暂时命名为2019-NCORANVIRUS)[1号。

*注:病毒的高致病性和低致病性是指人类。

一项被忽视的研究

尽管非典已经过去了18年,宾夕法尼亚大学的苏珊·韦斯教授仍然清晰地记得一个电话。教堂山北卡罗莱纳大学的拉尔夫·巴里克教授告诉她,“我的上帝!这是冠状病毒!”

Weiss博士和Baric博士是世界上第一批研究冠状病毒的科学家。在20世纪80年代早期,他们开始研究一种小鼠肝炎病毒(MHV),这种病毒可以感染小鼠,并根据感染方式导致肝炎或脑炎。MHV不能感染人类,可以用作研究冠状病毒的模型病毒。2002年,Baric和Weiss联合建立了世界上第一个基于片段组装的鼠肝炎病毒反向遗传系统。有了这个系统,科学家可以对病毒基因组进行基因操作,以研究病毒[2]的发病机理。

科学研究需要资金。即使取得了如此重要的进步,巴里克仍在苦苦挣扎。他的资助申请一再被拒绝,——也没有得到资助,这意味着他的研究无法进行。我们可以考虑资助申请的审查过程:“这种病毒重要吗,”“不重要吗,”“它能传染人吗,”“不能,”“那你在研究它吗?”.“回忆起这段艰难的时光,巴里克说他想哭,坐在办公室里,开始思考自己未来的职业道路。如果他不得不放弃他热爱的科研事业,他会考虑成为救生员或游泳教练。然而,非典的爆发改变了他的命运。当他得知该流行病的罪魁祸首是冠状病毒时,他给维斯打了电话,这一部分开头的场景出现了。

基础研究似乎毫无用处,但MHV的研究为后来发现和鉴定“非典是由冠状病毒引起的”提供了很好的科学依据。如果没有早期看似无用的MHV研究,人类就不能知道冠状病毒是什么样子,也不能根据电子显微镜的结果判断非典是冠状病毒诱发的疾病。

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图1A冠状病毒粒子图;冠状病毒b的电镜形态。(资料来源:美国疾控中心网站)

冠状病毒的名字来源于它的形态:在电子显微镜下,这种病毒颗粒看起来像一顶皇冠。轮状病毒和杯状病毒也是以它们的形式命名的病毒。冠状病毒属于ⅱ型病毒目冠状病毒科。冠状病毒科病毒包含四个病毒属,即α冠状病毒、β冠状病毒、δ冠状病毒和γ冠状病毒。高致病性冠状病毒非典型肺炎冠状病毒(SARS-CoV)和中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV),以及用于研究冠状病毒分子病毒学的模型病毒MHV,属于倍他冠状病毒。这种病毒的基因组是长度约为300,000个核酸的单个正链核糖核酸,属于基因组中最大的核糖核酸病毒之一。该基因组不仅可以作为信使核糖核酸翻译成蛋白质,还可以作为模板合成负链核糖核酸。与许多正链核糖核酸病毒不同,嵌套病毒靶病毒以基因组为模板合成亚基因组负链核糖核酸(subgenomic核糖核酸),然后以亚基因组负链核糖核酸为模板合成亚基因组正链核糖核酸。它们可以作为信使核糖核酸翻译成病毒的各种蛋白质[2]。

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图2。小鼠肝炎病毒基因组。(引自维拉尔区网站)

2非典病毒

严重急性呼吸系统综合症冠状病毒(非典-COV)

说起非典让许多人回忆起往事。大约在2002年底到2003年初,一种传染性肺炎悄悄地开始在广东蔓延。很快,传染性肺炎蔓延到了中国的许多省份。由于当地无法治愈,一些患者从中国其他省份来到北京寻求治疗。几个月内,这种疾病蔓延到台湾、新加坡、越南、泰国、马来西亚、印度尼西亚、加拿大、澳大利亚、俄罗斯、巴西、法国、英国、西班牙、波兰、德国、瑞典、芬兰、南非等国家和地区[3]。世界卫生组织称之为肺炎、严重急性呼吸系统综合症。香港媒体将这种传染病音译为非典。有传言说中国大陆的人认为“非典”和“杀人”有相同的声音,因此得名“非典”。

医生注意到非典可以通过飞沫传播,病人咳嗽或打喷嚏,会释放大量携带病原体的飞沫到空气中,并通过呼吸道传播给健康人。因此,聚集感染非常容易发生,给医务人员带来很高的感染风险。非典的爆发已经成为全世界关注的重大事件。美国时间(亚洲)的一期封面是一张以中国国旗为背景的胸片。中国缺乏应对大规模呼吸道传染病的经验。此外,非典病例数量正在迅速增加。非典有可能在中国引发草原大火。许多海外媒体认为中国的反应缓慢,信息发布不及时。当时,“中国向世界出口传染病”和“世界应该孤立中国”的争论十分猖獗。更糟糕的是,我国对病毒感染性疾病的研究相对薄弱,人类对冠状病毒知之甚少,给病原体的鉴定带来许多困难。

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图3 《时代周刊》亚洲封面。(引自Times.com)

01

病原体发现

发现非典病原体意义重大,是诊断、治疗和预防的必由之路。所谓对症下药,只有知道疾病的原因我们才能找到有效的治疗方法。在非典的源头,广东省的医生和科学家试图找到导致非典的罪魁祸首。他们排除了鼠疫、禽流感和炭疽等常见病原体,但没有成功分离出细菌或病毒。医生发现使用抗生素治疗病人没有效果。他们怀疑病原体是病毒,不是细菌。抗生素可以杀死细菌,但对病毒无效。

中国疾病预防控制中心希望在从广东省的患者身上获取病理样本后,通过电子显微镜来识别可能的病原体。当时,由中国电子显微镜领域权威微生物学家领导的一个团队发现,患者组织的电子显微镜图像显示出清晰的支原体形态,由此推断肺炎可能是由[衣原体4,5]引起的。2003年2月18日,中国中央电视台和新华社向公众宣布,中国科学家发现非典的病原体是衣原体,而不是一种难治的病毒。我们不知道为什么中央电视台和新华社没有仔细检查就发布了一条消息。根据2003年7月《科学》杂志的一份报告,时任中国科学院副院长的诸宸院士对《科学》杂志说,“他们阻止其他专家对此发表意见”[6。中央电视台和新华社的结论出来后,一些广东科学家和医生对这一结论表示怀疑,最著名的代表是[工程院院士钟南山。他坚称非典是由病毒引起的,并质疑中央电视台和新华社发布的结论。如果是衣原体,抗生素治疗应该是有效的,而临床经验表明抗生素治疗是无效的[5]。与此同时,香港中文大学发布消息称,非典的病原体是副粘病毒[5]。

与此同时,来自世界其他地方的科学家也加入了对病原体的研究。2003年3月25日,由香港大学医学院的马利克·佩里斯(Malik Peiris)教授率领的团队,与香港其他医院和科研机构合作,向世界卫生组织报告,并告知媒体,他们在香港患者样本中分离并检测到冠状病毒,并在2003年4月出版的著名医学杂志《科学》上发表了研究报告。后来,来自德国、美国和加拿大的科学家也公布了他们的研究结果。他们得出了与香港科学家相似的结论。非典的病原体可能是冠状病毒[1,7]。

为什么科学家如此谨慎?为什么识别疾病的病原体如此困难?这要追溯到科赫假设(也称为科赫规则)——,它被称为判断传染病病原体的“理想黄金规则”。例如,如果一个人今天吃了胡萝卜,第二天他感冒了,然后推断吃胡萝卜会导致感冒,这听起来可笑吗?同样,传染病的病原体筛查也是一样的:一个患有非典的人会在他的体内检测到多种病原体,因为并发感染并不少见,即使从病人体内检测到衣原体,也不能100%肯定衣原体感染会导致肺炎。19世纪德国微生物学家罗伯特·科赫在研究细菌感染的过程中,提出了一套判断细菌是否是疾病病原体的标准:

Koch's Law

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如果上述四个步骤得以实施和确认,则可以确认该生物体是疾病的病原体。

如果科赫定律适用于非典病原体的鉴定,则需要满足:

1)非典病毒是从非典患者身上检测到的,但健康患者体内不存在非典病毒;

2)非典病毒可从患者体内分离并体外培养。

3)将分离出的非典病毒接种到健康人身上会导致非典;

4)从感染患者中再次分离出非典病毒。

因此,科赫定律非常理想化和苛刻,许多实际情况不能完全满足科赫定律。我们不能用活着的人做接种非典疫苗的实验,看看感染了这种病毒的健康人是否会感染非典。科学家发现了一种替代方法:一般来说,当病毒感染一个人时,它会刺激身体产生中和病毒的抗体(抗体反应相对特异)。如果用非典病人的血清稀释4倍以上,它还可以中和分离的非典病毒,这种病毒基本上可以被确定为引起非典。

根据这一规律,我们可以看出中国疾病预防控制中心公布的结果有什么问题:结果符合第一条,通过电子显微镜在几名非典患者的样本中发现衣原体。然而,就像上面给出的例子一样,患者中衣原体的检测并不意味着患者的症状是由衣原体感染引起的。相比之下,马利克·佩里斯教授领导的团队从非典患者身上分离出了病毒。通过电子显微镜发现它是冠状病毒,然后通过核酸检测,50名非典患者中的45名被发现为非典病毒核酸阳性。这为证实非典病毒是非典的病原体[1,7]奠定了坚实的实验基础。后来,拉尔夫·巴里克教授的实验室建立了非典病毒的小鼠感染模型。当非典型肺炎病毒接种到健康小鼠体内时,健康小鼠将具有与人类相似的非典型肺炎症状,然后可以从新感染小鼠的肺中分离出非典型肺炎病毒[8]。他们的方法基本上完全符合科赫定律的条件。

当时中国科学家是否没有能力确定非典病毒是非典的病原体?答案是否定的。中国大陆的科学家比香港的科学家更早地分离和鉴定出非典病毒。据《科学》杂志报道,2003年2月14日,由军事医学科学院的杨瑞富和朱庆馀研究员带领的一个团队从广东采集了一份患者样本,22日从样本中分离出病毒,26日通过电子显微镜观察,他们发现病毒是冠状病毒。通过对患者血清的中和实验,后续工作发现非典患者血清可以中和分离出的病毒。报道称,因为杨瑞富的团队只有少量患者血清,他们不敢断言这种冠状病毒是非典的病原体。杨瑞富觉得自己没有足够的信心去质疑知名权威[的鉴定结果。在此期间,华大基因(中国科学院基因组研究所)试图参与病原体发现的研究,但未能获得患者样本[6]。

从非典病毒的发现过程来看,信息披露与合作非常重要。如果军事医学科学院能有更多的样本,他们就有可能更早发现和鉴定病原体。或者,如果华大基因能获得样本,它们也能有助于病原体的鉴定。不幸的是,由于某种原因,他们没有得到足够的样品。不要急于发布影响巨大的结果,这也很重要。显然,中国疾病预防控制中心的科学家在鉴定非典病原体时没有很好地遵循科赫的规则,所以他们给出了错误的结果。这一错误结论的后果是,全国各地的医院都根据这一结果和衣原体感染的治疗方法[5]。

病原体确定后,病毒的传播途径也得到澄清:通过液滴传播。随后,中国政府完善了信息收集和报告机制,努力确保疫情信息准确、公开和透明。这消除了许多谣言的传播温床,增强了公众控制疫情的信心。解放军在北京小汤山建立了一所野战医院,在北京治疗病人。在广大医务人员的不懈努力下,世界卫生组织于2003年7月将中国大陆从非典疫区移走。在疫情控制期间,100多名医务人员被感染,其中35人死于[。

02

随访研究进展

非典爆发后,台湾、新加坡和中国大陆又有4例实验室感染[10]。幸运的是,及时控制并没有导致大规模疫情。实验室感染发生后,中国大陆停止了对非典病毒的研究工作。世界上仍然有一些实验室在继续研究活病毒,主要是在美国和欧洲。

李文辉,现任北京生命科学研究所研究员,2003年在美国工作期间发现了非典病毒感染宿主使用的受体ACE2蛋白。后来的研究发现,一些类似非典的冠状病毒也使用相同的受体,这在研究病毒的跨物种传播中发挥了重要作用[11,12]。

同年,位于教堂山的北卡罗来纳大学拉尔夫·巴里克教授的实验室利用建立MHV反向遗传系统的经验,迅速建立了非典病毒的反向遗传系统,

荷兰科学家奥斯特豪斯领导的团队发现家猫和雪貂都能感染和传播非典病毒。2004年,在中国科学院生物物理研究所和清华大学工作的拉奥·何姿院士领导的团队分析了病毒主要结构蛋白斯派克的一些晶体结构。同样在2004年,瑞士科学家安东尼奥·兰萨韦奇亚(Antoniao Lanzavecchia)领导的团队利用当时最新的B细胞永生化和抗体技术,从康复的非典患者的B细胞中克隆了一种能够中和非典病毒感染的人抗体。该抗体为未来非典病毒感染提供了一种可行的治疗方法。2007年,国家卫生研究院Kanta Subbarao团队和Ralph Baric团队建立了非典病毒小鼠感染模型,为研究病毒[8,13]的致病机制提供了重要的感染模型。

这些都是非典病毒研究领域的里程碑式成就。预防病毒性传染病最有效的方法是疫苗。尽管科学家们已经开发了各种疫苗,但没有一种最终被批准上市。最重要的原因是经济因素。从制药公司的角度来看,他们不太可能愿意投入巨资开发一种似乎没有什么市场前景的疫苗。此次疫情爆发后,非典病毒从未大规模传播。除了一些实验室随后的零星感染,没有其他报告。一度肆虐一时的可怕病毒因此从公众视野中消失了。

03

Traceability

但是科学家仍然关心这个问题:非典病毒从哪里来?它是从哪个物种传播到人类的?

病原体宿主大致可分为三类:

天然宿主:指自然携带某些病原体的宿主。病原体可以在宿主体内保持复制,但不会导致宿主发病,并且可以将这种病原体传播到其他物种。

中间宿主(Intermediate Host):指不自然携带病原体,但能被自然宿主携带的病原体感染,并能将病原体传播给其他物种的宿主。

最终宿主:可被自然宿主或中间宿主携带的病原体感染,但不会将该病原体传播给其他物种的宿主。

在追踪非典病毒源头的过程中,人们首先怀疑果子狸是病毒的原始来源,因为大多数最初的病例都曾接触过果子狸。研究人员在野生动物市场上从灵猫身上检测到非典病毒的核酸。进一步的研究发现,麝香猫和人类一样,感染非典病毒后会生病。一项更大规模的筛选发现,无论是在果子狸养殖场的果子狸还是生活在野外的果子狸都没有感染非典病毒[。这些结果表明果子狸可能是一种中间宿主,而不是非典病毒的来源。人们不能排除野生动物市场上的灵猫被人类而不是他们感染的可能性。

到1995年,科学家在澳大利亚发现了一种可以感染马和人类的病毒:亨德拉病毒。这是一种极其致命的病毒,被列为生物安全级别最高的第四种病原体,与众所周知的埃博拉病毒相差一级。1996年,澳大利亚发现了一种蝙蝠血清,可以通过物种血清筛选中和亨德拉病毒。结果表明蝙蝠可能感染了这种病毒。2000年,澳大利亚科学家终于从蝙蝠身上分离出病毒,最终蝙蝠被鉴定为亨德拉病毒的天然宿主。不久之后,另一种极其致命的病毒——尼帕病毒——也被认为是由蝙蝠携带和传播的。科学家有理由怀疑冠状病毒也可能由蝙蝠携带和传播[15]。

2005年,中国科学院动物研究所张亦舒研究员、武汉病毒学研究所施李政和澳大利亚王林发教授在《《柳叶刀》》杂志上发表的一篇论文称,蝙蝠体内检测到了一种类似非典病毒的冠状病毒核酸,但[16]没有分离出病毒。在接下来的几年里,石李政的团队在这一领域不断取得突破。2013年,她的团队在《科学》杂志上发表了一项研究。在云南的蝙蝠栖息地,科学家从犀牛蝙蝠的粪便中分离出一种类似非典病毒的活病毒。这种新分离的病毒与已知的非典病毒有很高的同源性,可以利用乙酰胆碱酯酶2蛋白作为受体感染人类细胞[11]。这项研究清楚地揭示了非典病毒的来源。史李政教授的团队在[这个地区的蝙蝠群中检测到了组装非典病毒所需的所有基因。他们得出结论,非典病毒可能是由感染蝙蝠的各种“非典样病毒”重组而来的。在偶然的情况下,灵猫感染了病毒。这种病毒在灵猫体内复制和进化,并最终通过狩猎传播给人类。

三种中东呼吸道病毒

中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-COV)

在非典病毒消失近十年后,一种未知的肺炎原因于2012年左右出现在中东。同年9月,沙特阿拉伯和荷兰的科学家进行了合作。在沙特阿拉伯,从一名死于急性肺炎的患者身上分离出一种冠状病毒。起初,该病毒被命名为HCoV-EMC(以发现该病毒的荷兰伊拉兹马斯医疗中心命名)。后来,世卫组织根据中东[病毒的流行起源,将该病毒正式命名为“中东呼吸道病毒”。通过序列分析,科学家发现该病毒在进化上与以前发现的蝙蝠相关冠状病毒(HKU4,HKU5,由香港大学科学家发现和鉴定)有高度同源性。他们发现这种病毒引起的疾病症状与2003年[爆发的非典病毒非常相似。

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图4冠状病毒从动物传播到人的示意图。

起初,由于该疾病在中东只有零星的感染病例,并且没有大规模的流行,医生和疾病控制部门认为人与人之间传播MERS病毒的概率很低,并且不像[20号非典病毒那样容易形成密集感染。然而,2015年,一名韩国人在前往中东并返回韩国后被诊断为MERS。在短时间内,该患者直接或间接导致186人感染[20】。这个例子表明冠状病毒的人际传播是一个不可忽视的风险。据世卫组织网站统计,截至2019年11月,全球共有27个国家或地区发现MERS病毒感染病例,患者人数达到2494人,死亡858人。MERS病毒造成的死亡率似乎约为30%,远远高于非典病毒患者的死亡率10%。

此外,与2013年非典病毒消失后不同的是,除了2014年中国的少量实验室感染外,从未有人感染过非典病毒。中东呼吸综合征病毒的感染一直在中东蔓延,流行率较低,偶尔出现的中东呼吸综合征病毒病例已通过国际旅行将该病毒带到其他地区[20】。2015年5月,一名韩国感染者来到中国,成为中国[的首例输入性病例。中国积极应对这一输入病例的可能风险,隔离了患者,密切观察了38例接触者,成功阻止了病毒在中国的传播。

与非典病毒相似,市面汇率病毒也是从动物传播给人类的。许多病人都曾接触过骆驼或吃过骆驼产品。2013年,科学家发现中东和北非相当大比例的骆驼血清抗MERS病毒呈阳性,表明这些骆驼感染了MERS病毒。2014年,科学家从骆驼样本中分离出MERS病毒,证实了感染的持久性。被骆驼感染的MERS病毒与从人类样本中分离的病毒高度同源,这表明骆驼是人类传播的中间宿主[21]。

由于中国科学家此前已经证实蝙蝠是非典病毒的来源,这次科学家们也试图在中东和北非的蝙蝠中发现非典病毒。同样在2014年,科学家在南非蝙蝠粪便中检测到一种与人类感染的MERS病毒高度同源的冠状病毒,该病毒被认为是目前流行株[22]的早期祖先。从这个角度来看,非典的研究为市场汇率的后续研究奠定了良好的基础。科学家们还没有经历过像科学进步带来的非典早期研究那样的许多困惑和困难。由于MERS病毒通过骆驼传播,骆驼在中东和北非是重要的经济动物。到目前为止,这种病毒仍在以低流行率传播。因此,有必要开发一种MERS病毒疫苗。

2019年四种新冠状病毒

(2019-冠状病毒)

2019年年底,武汉市卫生委员会向当地医疗机构发出红色标题文件“关于提交不明原因肺炎治疗紧急通知”。随后,媒体一个接一个地跟进报道,更多的细节逐渐被披露出来。据报道,当时所有已知病例都与武汉华南海鲜市场有关。他们要么是市场工作者,要么是经常去市场购物的人。后来,有报道称,该市场不仅出售水产品,还出售一些野生动物贸易。这个未经证实的细节给人们留下了很大的想象空间。因为,目前还没有水产品传播肺炎给人类的案例,SASR病毒被认为是从蝙蝠传播到野生灵猫,然后传播到人类。如果事故发生地武汉海鲜市场有野生动物交易,野生动物有可能携带某些病原体传播给人类。

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图52019武汉卫生委员会的红色头文件,自19年12月30日起在网上流传。

2020年1月9日,中国疾病预防控制中心徐建国教授领导的团队通过中央电视台向公众发布了不明原因肺炎的最新研究进展。他说,他的团队在1月7日从患者样本中分离出一种冠状病毒,这一结果通过电子显微镜下的病毒形态学观察和病毒基因组测序结果得到了验证。研究人员从15名被诊断为不明原因肺炎的患者样本中检测到了新冠状病毒的核酸,从而进一步证实了科学家的发现。此前,医生和科学家认为这是一种病毒性肺炎,而武汉和北京的团队排除了已知病毒的可能性,如非典、市面汇率和禽流感。通过序列分析,徐建国团队的科学家认为这是一种新的冠状病毒,与[23]之前分离的蝙蝠携带的非典样病毒具有高度同源性。

1月10日,复旦大学公共卫生中心参与病原体分离鉴定的张永贞教授团队在virological.org网站上发布了病毒的完整基因组序列,受到国际社会的一致好评。病毒基因组序列的及时共享对世界各地的科学家和公共卫生组织来说非常重要。它能迅速促进研究,为诊断试剂的研发和病毒致病性的研究提供重要的材料和依据。据《科学》网站报道,在中国科学家公布病毒基因组序列的同一天,拉尔夫·巴里克(Ralph Baric)教授的实验室开始着手构建一个新的冠状病毒反向遗传系统,该系统允许科学家利用公布的序列通过全基因组人工合成在实验室培养新的冠状病毒,而无需从中国或其他国家进口活病毒。这省去了复杂的管理程序,并允许科学家使用基因操纵系统来研究病毒的致病性,并开发出疫苗[24]。

据《纽约时报》报道,美国从1月17日和18日开始筛查来自纽约、旧金山和洛杉矶的武汉游客。路透社援引世界卫生组织的一份报告称,这种新型冠状病毒有可能在人与人之间传播,并且在家庭中存在集群感染。因此,预防和控制仍然是一项非常紧迫的任务。冠状病毒(Coronavirus)作为一种核糖核酸病毒,虽然病毒基因组复制的保真度相对较高,但不能排除病毒与宿主相互作用中出现强毒株和可传播株。

非典病毒和市面汇率病毒数据来自WH

这种新病毒会像非典和中东呼吸综合症一样,从蝙蝠传播到新物种,然后传播到人类吗?

病毒用什么受体感染宿主细胞?

回答这些问题对疾病的预防和控制至关重要,我们希望中外科学家能够解开这些谜团。

5应对新出现的传染病

20世纪末,澳大利亚和东南亚分别发现了两种非常致命的病毒,亨德拉病毒和尼帕病毒。进入21世纪,冠状病毒已经成为人类健康的新威胁。非典、中东呼吸综合征和新冠状病毒的爆发表明,新传染病的持续出现已成为常态。已知致命的埃博拉病毒自2013年在西非肆虐以来,已感染2万多人,造成1万多人死亡。非常相似,除了尚待研究的新冠状病毒,上述疾病都是人畜共患疾病,它们的自然宿主是蝙蝠[25]。除了上述感染人类的病毒外,2018年,人类发现并鉴定出一种对猪构成严重威胁的冠状病毒SADS病毒,SADS病毒的来源也是蝙蝠[26]。病毒从蝙蝠向人和牲畜的持续传播不是偶然的。随着人口的增加,对人造自然环境的破坏越来越严重,蝙蝠的栖息地正在被破坏。这可能是蝙蝠将病毒传播给其他物种的原因。

为什么蝙蝠会成为“所有毒药之王”?蝙蝠如何忍受对人类高度致病的病原体?这些病原体是如何影响蝙蝠进化的?这些是科学家渴望知道答案的一些大问题。蝙蝠是世界上最大的哺乳动物,也是唯一有飞行能力的哺乳动物。需要知道的是,不同种群的蝙蝠携带各种高致病性病原体。例如,非典病毒的天然宿主是菊头蝠,中东呼吸综合征病毒的天然宿主是另一种蝙蝠,与埃博拉病毒相似的马尔堡病毒由埃及果蝠[25]宿主。

王林发教授以前在澳大利亚工作,现在在杜克-新加坡国立大学医学院工作,他是研究“蝙蝠作为病毒传播媒介”的先驱。他的研究集中在黑果蝠身上,黑果蝠可以传播亨德拉病毒。他的团队发现黑果蝠cGAS-STING(识别细胞质脱氧核糖核酸以产生抗病物质的干扰素)的系统不如人的系统有效,而AIM2,一种重要的炎症小体同源蛋白,在蝙蝠群体中缺失。同时,蝙蝠细胞可以通过热休克蛋白的高表达来提高细胞对高温的耐受性。一般来说,干扰素在哺乳动物中的表达受到严格的调控,而王林发教授的团队发现在果蝠中有一些干扰素基因持续表达。所有这些特征赋予蝙蝠独特的免疫特性。这些独特的特性在多大程度上与蝙蝠是“许多高致病性病原体的天然宿主”这一事实相关,仍需进一步研究。

人类应该如何应对新的传染病?

在政府层面:首先,人类应该学会尊重自然,保护环境,保护蝙蝠的栖息地免受破坏,减少人和牲畜接触蝙蝠的机会,并加强立法和执法以禁止野生动物贸易。第二,当疾病爆发时,应提高流行病信息的透明度、可信度和及时性,应加强国内和国际合作,应利用各种资源识别病原体,国际社会应共同参与。第三,加强对传染病基础研究的资助,促进人类对病毒的了解。

在研究层面:首先,我们可以考虑成立一个团队,在全国范围内开展野生动物资源和牲畜的正常化、定期病原体检测和筛查,并做好早期预防和预警工作。其次,科学家被允许对增强已知病毒的毒性或传播能力进行探索性研究。第三,建立新传染病疫苗技术储备,为新传染病及时提供预防措施。

原标题:我们能从抗击非典和新冠状病毒中学到什么经验?当

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疫情爆发时,应提高疫情信息的透明度、可信度和及时性,加强国内外合作,利用各种资源识别病原体,让国际社会参与——。这是退伍军人协会

2019年底,武汉爆发“不明原因肺炎”。2020年1月9日,中国疾病预防控制中心徐建国院士领导的团队向公众宣布,在武汉不明原因肺炎患者中分离并检测到一种新的冠状病毒。发表时的最新数据显示,截至1月19日22: 00,武汉报告了198例新冠状病毒感染的肺炎病例,其中治愈25例,死亡3例。

2003年经历过非典的人对冠状病毒并不陌生。那种可怕传染病的病原体是冠状病毒。现在,一种类似非典病毒的新型冠状病毒正在中国大陆卷土重来。我们应该如何处理它?自本世纪以来,人类社会发生了三次高致病性冠状病毒的爆发(非典、中东呼吸综合征和这种未知的肺炎)。过去的防疫斗争能给我们带来什么样的启示,我们如何在当前的疫情中生存?

"徐如林,像风一样快,像火一样入侵和掠夺,像山一样一动不动."军事家孙子这样描述一支强大的军队。

疾病和疾病组成疾病。疾病在汉语中也意味着快速。毫不夸张地说,致命传染病的传播和蔓延是“像风一样急”和“像火一样入侵”。

人类历史也是抗击传染病的历史。天花、瘟疫、流感和艾滋病已经导致数亿人死亡,从而改变了人类历史的进程。在这个过程中,高致病性冠状病毒一直隐藏在一个未知的角落,在历史记录中从未留下大规模爆发的记录。在发现非典病毒之前,人类主要知道两种冠状病毒:传染性冠状病毒(TGEV)是一种感染猪的病原体,IBV(禽传染性冠状病毒)是一种感染家禽的病原体。这两种病毒在畜牧业和兽医学中很重要,但它们不会感染人。冠状病毒,如冠状病毒HCoV-OC43和HCoV-229E,可感染人类,通常只引起普通感冒症状,很少引起严重疾病的报告。因此,冠状病毒的研究还没有得到足够的重视。非典过后,又发现了另外两种低致病性冠状病毒,分别是HCoV-NL63和HCoV-HKU1。还有两种高致病性冠状病毒。它们是中东地区2012年发现的呼吸道病毒MERS-CoV和一种新的冠状病毒(世卫组织暂时命名为2019-NCORANVIRUS)[1号。

*注:病毒的高致病性和低致病性是指人类。

一项被忽视的研究

尽管非典已经过去了18年,宾夕法尼亚大学的苏珊·韦斯教授仍然清晰地记得一个电话。教堂山北卡罗莱纳大学的拉尔夫·巴里克教授告诉她,“我的上帝!这是冠状病毒!”

Weiss博士和Baric博士是世界上第一批研究冠状病毒的科学家。在20世纪80年代早期,他们开始研究一种小鼠肝炎病毒(MHV),这种病毒可以感染小鼠,并根据感染方式导致肝炎或脑炎。MHV不能感染人类,可以用作研究冠状病毒的模型病毒。2002年,Baric和Weiss联合建立了世界上第一个基于片段组装的鼠肝炎病毒反向遗传系统。有了这个系统,科学家可以对病毒基因组进行基因操作,以研究病毒[2]的发病机理。

科学研究需要资金。即使取得了如此重要的进步,巴里克仍在苦苦挣扎。他的资助申请一再被拒绝,——也没有得到资助,这意味着他的研究无法进行。我们可以考虑资助申请的审查过程:“这种病毒重要吗,”“不重要吗,”“它能传染人吗,”“不能,”“那你在研究它吗?”.“回忆起这段艰难的时光,巴里克说他想哭,坐在办公室里,开始思考自己未来的职业道路。如果他不得不放弃他热爱的科研事业,他会考虑成为救生员或游泳教练。然而,非典的爆发改变了他的命运。当他得知该流行病的罪魁祸首是冠状病毒时,他给维斯打了电话,这一部分开头的场景出现了。

基础研究似乎毫无用处,但MHV研究为后来发现和鉴定“非典是由冠状病毒引起的”提供了非常好的科学依据。如果没有早期看似无用的MHV研究,人类就不能知道冠状病毒是什么样子,也不能根据电子显微镜的结果判断非典是冠状病毒诱发的疾病。

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图1A冠状病毒粒子图;冠状病毒b的电镜形态。(Sourc

冠状病毒的名字来源于它的形态:在电子显微镜下,病毒颗粒看起来像皇冠。轮状病毒和杯状病毒也是以它们的形式命名的病毒。冠状病毒属于ⅱ型病毒目冠状病毒科。冠状病毒科病毒包含四个病毒属,即α冠状病毒、β冠状病毒、δ冠状病毒和γ冠状病毒。高致病性冠状病毒非典型肺炎冠状病毒(SARS-CoV)和中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV),以及用于研究冠状病毒分子病毒学的模型病毒MHV,属于倍他冠状病毒。这种病毒的基因组是长度约为300,000个核酸的单个正链核糖核酸,属于基因组中最大的核糖核酸病毒之一。该基因组不仅可以作为信使核糖核酸翻译成蛋白质,还可以作为模板合成负链核糖核酸。与许多正链核糖核酸病毒不同,嵌套病毒靶病毒以基因组为模板合成亚基因组负链核糖核酸(subgenomic核糖核酸),然后以亚基因组负链核糖核酸为模板合成亚基因组正链核糖核酸。它们可以作为信使核糖核酸翻译成病毒的各种蛋白质[2]。

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图2。小鼠肝炎病毒基因组。(引自维拉尔区网站)

2非典病毒

严重急性呼吸系统综合症冠状病毒(非典-COV)

说起非典让许多人回忆起往事。大约在2002年底到2003年初,一种传染性肺炎悄悄地开始在广东蔓延。很快,传染性肺炎蔓延到了中国的许多省份。由于当地无法治愈,一些患者从中国其他省份来到北京寻求治疗。几个月内,这种疾病蔓延到台湾、新加坡、越南、泰国、马来西亚、印度尼西亚、加拿大、澳大利亚、俄罗斯、巴西、法国、英国、西班牙、波兰、德国、瑞典、芬兰、南非等国家和地区[3]。世界卫生组织称之为肺炎、严重急性呼吸系统综合症。香港媒体将这种传染病音译为非典。有传言说中国大陆的人认为“非典”和“杀人”有相同的声音,因此得名“非典”。

医生注意到非典可以通过飞沫传播,病人咳嗽或打喷嚏,会释放大量携带病原体的飞沫到空气中,并通过呼吸道传播给健康人。因此,聚集感染非常容易发生,给医务人员带来很高的感染风险。非典的爆发已经成为全世界关注的重大事件。美国时间(亚洲)的一期封面是一张以中国国旗为背景的胸片。中国缺乏应对大规模呼吸道传染病的经验。此外,非典病例数量正在迅速增加。非典有可能在中国引发草原大火。许多海外媒体认为中国的反应缓慢,信息发布不及时。当时,“中国向世界出口传染病”和“世界应该孤立中国”的争论十分猖獗。更糟糕的是,我国对病毒感染性疾病的研究相对薄弱,人类对冠状病毒知之甚少,给病原体的鉴定带来许多困难。

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图3 《自然》亚洲封面。(引自Times.com)

01

病原体发现

发现非典病原体意义重大,是诊断、治疗和预防的必由之路。所谓对症下药,只有知道疾病的原因我们才能找到有效的治疗方法。在非典的源头,广东省的医生和科学家试图找到导致非典的罪魁祸首。他们排除了鼠疫、禽流感和炭疽等常见病原体,但没有成功分离出细菌或病毒。医生发现使用抗生素治疗病人没有效果。他们怀疑病原体是病毒,不是细菌。抗生素可以杀死细菌,但对病毒无效。

中国疾病预防控制中心希望在从广东省的患者身上获取病理样本后,通过电子显微镜来识别可能的病原体。当时,由中国电子显微镜领域权威微生物学家领导的一个团队发现,患者组织的电子显微镜图像显示出清晰的支原体形态,由此推断肺炎可能是由[衣原体4,5]引起的。2003年2月18日,中国中央电视台和新华社向公众宣布,中国科学家发现非典的病原体是衣原体,而不是一种难治的病毒。我们不知道为什么中央电视台和新华社没有仔细检查就发布了一条消息。根据2003年7月《科学》杂志的一份报告,时任中国科学院副院长的诸宸院士对《科学》杂志说,“他们阻止其他专家对此发表意见”[6。中央电视台和新华社的结论出来后,一些广东科学家和医生对这一结论表示怀疑,最著名的代表是[工程院院士钟南山。他坚称非典是由病毒引起的,并质疑中央电视台和新华社发布的结论。如果是衣原体,抗生素治疗应该是有效的,而临床经验表明抗生素治疗是无效的[5]。与此同时,香港中文大学发布消息称,非典的病原体是副粘病毒[5]。

与此同时,来自世界其他地方的科学家也加入了对病原体的研究。2003年3月25日,由香港大学医学院的马利克·佩里斯(Malik Peiris)教授率领的团队,与香港其他医院和科研机构合作,向世界卫生组织报告,并告知媒体,他们在香港患者样本中分离并检测到冠状病毒,并在2003年4月出版的著名医学杂志《科学》上发表了研究报告。后来,来自德国、美国和加拿大的科学家也公布了他们的研究结果。他们得出了与香港科学家相似的结论。非典的病原体可能是冠状病毒[1,7]。

为什么科学家如此谨慎?为什么识别疾病的病原体如此困难?这要追溯到科赫假设(也称为科赫规则)——,它被称为判断传染病病原体的“理想黄金规则”。例如,如果一个人今天吃了胡萝卜,第二天他感冒了,然后推断吃胡萝卜会导致感冒,这听起来可笑吗?同样,传染病的病原体筛查也是一样的:一个患有非典的人会在他的体内检测到多种病原体,因为并发感染并不少见,即使从病人体内检测到衣原体,也不能100%肯定衣原体感染会导致肺炎。19世纪德国微生物学家罗伯特·科赫在研究细菌感染的过程中,提出了一套判断细菌是否是疾病病原体的标准:

Koch's Law

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如果上述四个步骤得以实施和确认,则可以确认该生物体是疾病的病原体。

如果科赫定律适用于非典病原体的鉴定,则需要满足:

1)非典病毒是从非典患者身上检测到的,但健康患者体内不存在非典病毒;

2)非典病毒可从患者体内分离并体外培养。

3)将分离出的非典病毒接种到健康人身上会导致非典;

4)从感染患者中再次分离出非典病毒。

因此,科赫定律非常理想化和苛刻,许多实际情况不能完全满足科赫定律。我们不能用活着的人做接种非典疫苗的实验,看看感染了这种病毒的健康人是否会感染非典。科学家发现了一种替代方法:一般来说,当病毒感染一个人时,它会刺激身体产生中和病毒的抗体(抗体反应相对特异)。如果用非典病人的血清稀释4倍以上,它还可以中和分离的非典病毒,这种病毒基本上可以被确定为引起非典。

根据这一规律,我们可以看出中国疾病预防控制中心公布的结果有什么问题:结果符合第一条,通过电子显微镜在几名非典患者的样本中发现衣原体。然而,就像上面给出的例子一样,患者中衣原体的检测并不意味着患者的症状是由衣原体感染引起的。相比之下,马利克·佩里斯教授领导的团队从非典患者身上分离出了病毒。通过电子显微镜发现它是冠状病毒,然后通过核酸检测,50名非典患者中的45名被发现为非典病毒核酸阳性。这为证实非典病毒是非典的病原体[1,7]奠定了坚实的实验基础。后来,拉尔夫·巴里克教授的实验室建立了非典病毒的小鼠感染模型。当非典型肺炎病毒接种到健康小鼠体内时,健康小鼠将具有与人类相似的非典型肺炎症状,然后可以从新感染小鼠的肺中分离出非典型肺炎病毒[8]。他们的方法基本上完全符合科赫定律的条件。

当时中国科学家是否没有能力确定非典病毒是非典的病原体?答案是否定的。中国大陆的科学家比香港的科学家更早地分离和鉴定出非典病毒。据《时代周刊》杂志报道,2003年2月14日,由军事医学科学院的杨瑞富和朱庆馀研究员带领的一个团队从广东采集了一份患者样本,22日从样本中分离出病毒,26日通过电子显微镜观察,他们发现病毒是冠状病毒。通过对患者血清的中和实验,后续工作发现非典患者血清可以中和分离出的病毒。报道称,因为杨瑞富的团队只有少量患者血清,他们不敢断言这种冠状病毒是非典的病原体。杨瑞富觉得自己没有足够的信心去质疑知名权威[的鉴定结果。在此期间,华大基因(中国科学院基因组研究所)试图参与病原体发现的研究,但未能获得患者样本[6]。

从非典病毒的发现过程来看,信息披露与合作非常重要。如果军事医学科学院能有更多的样本,他们就有可能更早发现和鉴定病原体。或者,如果华大基因能获得样本,它们也能有助于病原体的鉴定。不幸的是,由于某种原因,他们没有得到足够的样品。不要急于发布影响巨大的结果,这也很重要。显然,中国疾病预防控制中心的科学家在鉴定非典病原体时没有很好地遵循科赫的规则,所以他们给出了错误的结果。这一错误结论的后果是,全国各地的医院都根据这一结果和衣原体感染的治疗方法[5]。

病原体确定后,病毒的传播途径也得到澄清:通过液滴传播。随后,中国政府完善了信息收集和报告机制,努力确保疫情信息准确、公开和透明。这消除了许多谣言的传播温床,增强了公众控制疫情的信心。解放军在北京小汤山建立了一所野战医院,在北京治疗病人。在广大医务人员的不懈努力下,世界卫生组织于2003年7月将中国大陆从非典疫区移走。在疫情控制期间,100多名医务人员被感染,其中35人死于[。

02

随访研究进展

非典爆发后,台湾、新加坡和中国大陆又有4例实验室感染[10]。幸运的是,及时控制并没有导致大规模疫情。实验室感染发生后,中国大陆停止了对非典病毒的研究工作。世界上仍然有一些实验室在继续研究活病毒,主要是在美国和欧洲。

李文辉,现任北京生命科学研究所研究员,2003年在美国工作期间发现了非典病毒感染宿主使用的受体ACE2蛋白。后来的研究发现,一些类似非典的冠状病毒也使用相同的受体,这在研究病毒的跨物种传播中发挥了重要作用[11,12]。

同年,位于教堂山的北卡罗来纳大学拉尔夫·巴里克教授的实验室利用建立MHV反向遗传系统的经验,迅速建立了非典病毒的反向遗传系统,

荷兰科学家奥斯特豪斯领导的团队发现家猫和雪貂都能感染和传播非典病毒。2004年,在中国科学院生物物理研究所和清华大学工作的拉奥·何姿院士领导的团队分析了病毒主要结构蛋白斯派克的一些晶体结构。同样在2004年,瑞士科学家安东尼奥·兰萨韦奇亚(Antoniao Lanzavecchia)领导的团队利用当时最新的B细胞永生化和抗体技术,从康复的非典患者的B细胞中克隆了一种能够中和非典病毒感染的人抗体。该抗体为未来非典病毒感染提供了一种可行的治疗方法。2007年,国家卫生研究院Kanta Subbarao团队和Ralph Baric团队建立了非典病毒小鼠感染模型,为研究病毒[8,13]的致病机制提供了重要的感染模型。

这些都是非典病毒研究领域的里程碑式成就。预防病毒性传染病最有效的方法是疫苗。尽管科学家们已经开发了各种疫苗,但没有一种最终被批准上市。最重要的原因是经济因素。从制药公司的角度来看,他们不太可能愿意投入巨资开发一种似乎没有什么市场前景的疫苗。此次疫情爆发后,非典病毒从未大规模传播。除了一些实验室随后的零星感染,没有其他报告。一度肆虐一时的可怕病毒因此从公众视野中消失了。

03

Traceability

但是科学家仍然关心这个问题:非典病毒从哪里来?它是从哪个物种传播到人类的?

病原体宿主大致可分为三类:

天然宿主:指自然携带某些病原体的宿主。病原体可以在宿主体内保持复制,但不会导致宿主发病,并且可以将这种病原体传播到其他物种。

中间宿主(Intermediate Host):指不自然携带病原体,但能被自然宿主携带的病原体感染,并能将病原体传播给其他物种的宿主。

最终宿主:可被自然宿主或中间宿主携带的病原体感染,但不会将该病原体传播给其他物种的宿主。

在追踪非典病毒源头的过程中,人们首先怀疑果子狸是病毒的原始来源,因为大多数最初的病例都曾接触过果子狸。研究人员在野生动物市场上从灵猫身上检测到非典病毒的核酸。进一步的研究发现,麝香猫和人类一样,感染非典病毒后会生病。一项更大规模的筛选发现,无论是在果子狸养殖场的果子狸还是生活在野外的果子狸都没有感染非典病毒[。这些结果表明果子狸可能是一种中间宿主,而不是非典病毒的来源。人们不能排除野生动物市场上的灵猫被人类而不是他们感染的可能性。

到1995年,科学家在澳大利亚发现了一种可以感染马和人类的病毒:亨德拉病毒。这是一种极其致命的病毒,被列为生物安全级别最高的第四种病原体,与众所周知的埃博拉病毒相差一级。1996年,澳大利亚发现了一种蝙蝠血清,可以通过物种血清筛选中和亨德拉病毒。结果表明蝙蝠可能感染了这种病毒。2000年,澳大利亚科学家终于从蝙蝠身上分离出病毒,最终蝙蝠被鉴定为亨德拉病毒的天然宿主。不久之后,另一种极其致命的病毒——尼帕病毒——也被认为是由蝙蝠携带和传播的。科学家有理由怀疑冠状病毒也可能由蝙蝠携带和传播[15]。

2005年,中国科学院动物研究所张亦舒研究员、武汉病毒学研究所施李政和澳大利亚王林发教授在《《科学》》杂志上发表的一篇论文称,蝙蝠体内检测到了一种类似非典病毒的冠状病毒核酸,但[16]没有分离出病毒。在接下来的几年里,石李政的团队在这一领域不断取得突破。2013年,她的团队在《科学》杂志上发表了一项研究。在云南的蝙蝠栖息地,科学家从犀牛蝙蝠的粪便中分离出一种类似非典病毒的活病毒。这种新分离的病毒与已知的非典病毒有很高的同源性,可以利用乙酰胆碱酯酶2蛋白作为受体感染人类细胞[11]。这项研究清楚地揭示了非典病毒的来源。史李政教授的团队在[这个地区的蝙蝠群中检测到了组装非典病毒所需的所有基因。他们得出结论,非典病毒可能是由感染蝙蝠的各种“非典样病毒”重组而来的。在偶然的情况下,灵猫感染了病毒。这种病毒在灵猫体内复制和进化,并最终通过狩猎传播给人类。

三种中东呼吸道病毒

中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-COV)

在非典病毒消失近十年后,一种未知的肺炎原因于2012年左右出现在中东。同年9月,沙特阿拉伯和荷兰的科学家进行了合作。在沙特阿拉伯,从一名死于急性肺炎的患者身上分离出一种冠状病毒。起初,该病毒被命名为HCoV-EMC(以发现该病毒的荷兰伊拉兹马斯医疗中心命名)。后来,世卫组织根据中东[病毒的流行起源,将该病毒正式命名为“中东呼吸道病毒”。通过序列分析,科学家发现该病毒在进化上与以前发现的蝙蝠相关冠状病毒(HKU4,HKU5,由香港大学科学家发现和鉴定)有高度同源性。他们发现这种病毒引起的疾病症状与2003年[爆发的非典病毒非常相似。

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图4冠状病毒从动物传播到人的示意图。

起初,由于该疾病在中东只有零星的感染病例,并且没有大规模的流行,医生和疾病控制部门认为人与人之间传播MERS病毒的概率很低,并且不像[20号非典病毒那样容易形成密集感染。然而,2015年,一名韩国人在前往中东并返回韩国后被诊断为MERS。在短时间内,该患者直接或间接导致186人感染[20】。这个例子表明冠状病毒的人际传播是一个不可忽视的风险。据世卫组织网站统计,截至2019年11月,全球共有27个国家或地区发现MERS病毒感染病例,患者人数达到2494人,死亡858人。MERS病毒造成的死亡率似乎约为30%,远远高于非典病毒患者的死亡率10%。

此外,与2013年非典病毒消失后不同的是,除了2014年中国的少量实验室感染外,从未有人感染过非典病毒。中东呼吸综合征病毒的感染一直在中东蔓延,流行率较低,偶尔出现的中东呼吸综合征病毒病例已通过国际旅行将该病毒带到其他地区[20】。2015年5月,一名韩国感染者来到中国,成为中国[的首例输入性病例。中国积极应对这一输入病例的可能风险,隔离了患者,密切观察了38例接触者,成功阻止了病毒在中国的传播。

与非典病毒相似,市面汇率病毒也是从动物传播给人类的。许多病人都曾接触过骆驼或吃过骆驼产品。2013年,科学家发现中东和北非相当大比例的骆驼血清抗MERS病毒呈阳性,表明这些骆驼感染了MERS病毒。2014年,科学家从骆驼样本中分离出MERS病毒,证实了感染的持久性。被骆驼感染的MERS病毒与从人类样本中分离的病毒高度同源,这表明骆驼是人类传播的中间宿主[21]。

由于中国科学家此前已经证实蝙蝠是非典病毒的来源,这次科学家们也试图在中东和北非的蝙蝠中发现非典病毒。同样在2014年,科学家在南非蝙蝠粪便中检测到一种与人类感染的MERS病毒高度同源的冠状病毒,该病毒被认为是目前流行株[22]的早期祖先。从这个角度来看,非典的研究为市场汇率的后续研究奠定了良好的基础。科学家们还没有经历过像科学进步带来的非典早期研究那样的许多困惑和困难。由于MERS病毒通过骆驼传播,骆驼在中东和北非是重要的经济动物。到目前为止,这种病毒仍在以低流行率传播。因此,有必要开发一种MERS病毒疫苗。

2019年四种新冠状病毒

(2019-冠状病毒)

2019年年底,武汉市卫生委员会向当地医疗机构发出红色标题文件“关于提交不明原因肺炎治疗紧急通知”。随后,媒体一个接一个地跟进报道,更多的细节逐渐被披露出来。据报道,当时所有已知病例都与武汉华南海鲜市场有关。他们要么是市场工作者,要么是经常去市场购物的人。后来,有报道称,该市场不仅出售水产品,还出售一些野生动物贸易。这个未经证实的细节给人们留下了很大的想象空间。因为,目前还没有水产品传播肺炎给人类的案例,SASR病毒被认为是从蝙蝠传播到野生灵猫,然后传播到人类。如果事故发生地武汉海鲜市场有野生动物交易,野生动物有可能携带某些病原体传播给人类。

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图52019武汉卫生委员会的红色头文件,自19年12月30日起在网上流传。

2020年1月9日,中国疾病预防控制中心徐建国教授领导的团队通过中央电视台向公众发布了不明原因肺炎的最新研究进展。他说,他的团队在1月7日从患者样本中分离出一种冠状病毒,这一结果通过电子显微镜下的病毒形态学观察和病毒基因组测序结果得到了验证。研究人员从15名被诊断为不明原因肺炎的患者样本中检测到了新冠状病毒的核酸,从而进一步证实了科学家的发现。此前,医生和科学家认为这是一种病毒性肺炎,而武汉和北京的团队排除了已知病毒的可能性,如非典、市面汇率和禽流感。通过序列分析,徐建国团队的科学家认为这是一种新的冠状病毒,与[23]之前分离的蝙蝠携带的非典样病毒具有高度同源性。

1月10日,复旦大学公共卫生中心参与病原体分离鉴定的张永贞教授团队在virological.org网站上发布了病毒的完整基因组序列,受到国际社会的一致好评。病毒基因组序列的及时共享对世界各地的科学家和公共卫生组织来说非常重要。它能迅速促进研究,为诊断试剂的研发和病毒致病性的研究提供重要的材料和依据。据《柳叶刀》网站报道,在中国科学家公布病毒基因组序列的同一天,拉尔夫·巴里克(Ralph Baric)教授的实验室开始着手构建一个新的冠状病毒反向遗传系统,该系统允许科学家利用公布的序列通过全基因组人工合成在实验室培养新的冠状病毒,而无需从中国或其他国家进口活病毒。这省去了复杂的管理程序,并允许科学家使用基因操纵系统来研究病毒的致病性,并开发出疫苗[24]。

据《纽约时报》报道,美国从1月17日和18日开始筛查来自纽约、旧金山和洛杉矶的武汉游客。路透社援引世界卫生组织的一份报告称,这种新型冠状病毒有可能在人与人之间传播,并且在家庭中存在集群感染。因此,预防和控制仍然是一项非常紧迫的任务。冠状病毒(Coronavirus)作为一种核糖核酸病毒,虽然病毒基因组复制的保真度相对较高,但不能排除病毒与宿主相互作用中出现强毒株和可传播株。

非典病毒和市面汇率病毒数据来自WH

这种新型病毒的传播途径是不是也是像SARS和MERS一样,从蝙蝠传播到新物种然后再传染给人的?

病毒是利用什么受体感染宿主细胞的?

回答这些问题,对疾病防控至关重要,我们期待中外科学家能够解开这些谜团。

五应对新发传染病

20世纪末,人类在澳大利亚和东南亚分别发现过两种非常致命的病毒,Hendra和尼帕病毒。进入21世纪,冠状病毒成为人类健康的新威胁。SARS、MERS和新型冠状病毒的暴发,说明新发传染病的持续性出现已经成为常态。而已知的非常致命的埃博拉病毒,自2013年在西非地区肆虐后,已经导致2万多人感染,1万多人死亡。非常相似的是,除尚待研究的新型冠状病毒,以上提到的这些疾病都是人畜共患病,它们的天然宿主都是蝙蝠[25]。除了上述感染人的病毒,人类在2018年发现并鉴定了一种对猪造成严重威胁的冠状病毒SADS病毒,而SADS病毒的源头也是蝙蝠[26]。持续的从蝙蝠到人和家畜的病毒传播不是偶然的——随着人口的不断增加,人为的自然环境破坏日趋严重,蝙蝠的栖息地遭到破坏,这些都可能是蝙蝠向其他物种传播病毒的原因。

蝙蝠何以成为“百毒之王”?蝙蝠如何耐受对人高致病性的病原体?这些病原体如何影响了蝙蝠的进化?这是科学家很想知道答案的几个大问题。蝙蝠是世界上种群最大的哺乳动物,也是唯一一种具有飞行能力的哺乳动物。需要知道的是,不同种群的蝙蝠会携带各种高致病病原体。例如,SARS病毒的天然宿主是菊头蝠,MERS病毒的天然宿主是另一种蝙蝠,而类似于埃博拉病毒的马尔堡病毒,其宿主是埃及果蝠[25]。

早先在澳大利亚从事研究工作,现就职于杜克-新加坡国立大学医学院的王林发教授是研究“蝙蝠作为病毒传播载体”的先驱,他的研究主要集中于黑果蝠(black fruit bats),这种蝙蝠可以传播Hendra病毒。他领导的团队发现,黑果蝠cGAS-STING(识别细胞质DNA以产生抗病原的干扰素)的系统不如人的系统效率高,而一个重要的炎症小体同路蛋白AIM2,在蝙蝠群体中是缺失的。与此同时,蝙蝠的细胞能通过高表达热休克蛋白,提高细胞对高体温的耐受性。一般而言,哺乳动物的干扰素表达是受到严格调控的,而王林发教授的团队发现,果蝠存在着一些持续性表达的干扰素基因[27]。这些特征都赋予蝙蝠独特的免疫性能。这些独特的性能与蝙蝠是“很多高致病性的病原体的天然宿主”究竟有多大程度的关联,还需要更进一步的研究。

人类该如何应对新发传染病?

在政府层面:首先,人类要学会尊重自然,保护环境,保护蝙蝠的栖息地不受破坏,减少人群和家畜跟蝙蝠接触的机会,加强立法和执法来禁止野生动物贸易。其次,疾病暴发时,增强疫情信息的透明度可信度和及时性,加强国内和国际合作,利用各种资源来鉴别病原体,让国际社会共同参与。第三,加强对传染病的基础研究的资助力度,增进人类对病毒的认识。

在研究层面:首先,可以考虑建立团队,对野生动物资源和家畜进行全国范围内的常态化,周期性的病原体检测和筛查,做好早期的防范和预警工作。其次,允许科学家进行已知病毒的增强毒力或增强传播能力的探索性研究。第三,建立新发传染病的疫苗技术储备,为应对新发传染病及时提供预防手段。