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作者:石正麗,中國科學(xué)院武漢病毒研究所研究員
來源:一席(yixiclub)
編者注:
人民日報1月23日上午10:11快訊:據(jù)國家衛(wèi)健委統(tǒng)計, 截至1月22日24時,收到國內(nèi)25個?。▍^(qū)、市)累計報告新型冠狀病毒感染的肺炎確診病例571例,其中重癥95例,死亡17例(均來自湖北?。?。13個?。▍^(qū)、市)累計報告疑似病例393例。
全國共有25個?。▍^(qū)、市)報告疫情,新增河北、遼寧、江蘇、福建4個省。
境外通報確診病例:中國香港1例,中國澳門1例,中國臺灣1例;美國1例,日本1例,泰國3例,韓國1例。
武漢疫情指揮部通告:自2020年1月23日10時起,全市城市公交、地鐵、輪渡、長途客運(yùn)暫停運(yùn)營;無特殊原因,市民不要離開武漢,機(jī)場、火車站離漢通道暫關(guān)閉。
此前,國家衛(wèi)健委高級別專家組組長鐘南山院士在采訪中,確認(rèn)了新型冠狀病毒肺炎存在 人傳人現(xiàn)象,并提到“ 這個病的源頭是什么動物,基本上還不清楚,只是從流行病學(xué)調(diào)查的話,它是來自野生動物可能性比較大的,可能像竹鼠、獾這類的。”
這不得不讓我們再次重新去審視2003年那場痛苦的經(jīng)歷,同時去思考, 為什么這些野生動物的病毒,會來到人類社會?
中國科學(xué)院武漢病毒研究所研究員石正麗,在2018年的一場名為《追蹤SARS源頭》的演講中,我們或許能找到答案。
大家好,我來自中國科學(xué)院武漢病毒研究所,我叫石正麗。今天非常高興能在一席為大家講述我們追蹤SARS源頭的故事。
SARS是嚴(yán)重急性呼吸綜合癥的英文簡稱,在我國也被稱為非典型肺炎,簡稱非典。
2002年、2003年的時候,在我國廣東SARS首次爆發(fā),在短短5個月之內(nèi)傳播到了全球27個國家和地區(qū),造成了8000人感染,死亡病例接近800人,是本世紀(jì)初最嚴(yán)重的一次傳染病。
但SARS已經(jīng)過去15年了,為什么我們還要講SARS的故事?這是因為在科學(xué)界以及公眾心里,還有一些謎題沒有解決。SARS的病原從哪里來?類似的疾病還會出現(xiàn)嗎?人類要如何來預(yù)防此類疾病的發(fā)生?
讓我們簡單回顧一下SARS爆發(fā)的歷史。第一個SARS病例出現(xiàn)于廣東佛山,從2002年11月26日到2003年的1月,先后有11個病例在廣東省的不同地方出現(xiàn)。
他們呈現(xiàn)出相似的臨床癥狀: 發(fā)高燒、咳嗽、呼吸困難、胸片顯示雙肺陰影,部分病人出現(xiàn)了呼吸衰竭。糟糕的是,使用針對細(xì)菌感染的各種抗生素均不見效。
專家們把這種不明原因的傳染病稱為非典型肺炎。最早與SARS病人接觸的一些人,他們都很快染病,比如親屬、醫(yī)生和護(hù)士。
▲ 圖片來源:圖蟲創(chuàng)意
在2003年的2月底,廣州的一名腎病醫(yī)生前往香港參加親屬的婚禮,入住九龍的京華酒店。與此同時一名美國商人、一對來自加拿大多倫多的夫婦、三名新加坡游客也入住了這家酒店的同一層樓。
這位醫(yī)生并沒有意識到自己被SARS感染了。到了香港以后他很快就進(jìn)了醫(yī)院。而另外的幾名住客在離開香港后,也分別在河內(nèi)、多倫多和新加坡住進(jìn)了醫(yī)院,“非典”在這些國家和地區(qū)相繼暴發(fā)。
到了2003年的3月15日,世界衛(wèi)生組織向全球發(fā)出了緊急旅行警報,讓大家暫時都不要到中國旅行。所有的貿(mào)易,所有的聯(lián)系能停的都停了。
2003年春節(jié)前后,SARS開始從廣東省蔓延到了全國的其他省份。SARS是一個傳播力非常強(qiáng),傳播速度也非??斓募膊?,多地出現(xiàn)了將SARS傳給十幾人甚至幾十人的“超級傳播者”。
人類不認(rèn)識SARS,因此最初的病人隔離措施是做的不夠到位的,包括醫(yī)生和護(hù)士他們自己本身的防護(hù)都沒有到位。所以最早出現(xiàn)SARS聚集性爆發(fā)的地方是在醫(yī)院,甚至有醫(yī)生和護(hù)士犧牲了在防非的前線上。
老百姓之所以恐慌,是因為我們不認(rèn)識這種疾病,不知道它的病原,因此確定SARS的致病病原就成為科學(xué)家的當(dāng)務(wù)之急。
▲ 圖片來源:圖蟲創(chuàng)意
2003年3月,香港大學(xué)和美國疾病預(yù)防控制中心先后在SARS病人的樣本中分離出了一種病毒。這個病毒在電子顯微鏡下看起來就像一頂中世紀(jì)歐洲帝王的皇冠,根據(jù)形態(tài)學(xué)特征和遺傳信息,科學(xué)家們認(rèn)為這種新型的冠狀病毒是SARS的致病病原,是一種從未在人類中發(fā)現(xiàn)過的冠狀病毒。
▲ Ksiaek et al., 2003
很多人都容易混淆細(xì)菌和病毒,把病原體都稱為病菌,這是不對的,我想簡單介紹下病毒和細(xì)菌的區(qū)別。首先在大小上,病毒比細(xì)菌小得多得多,病毒是納米級的顆粒,小到十幾納米,大到幾百納米,需要借助電子顯微鏡才能觀察到它。而細(xì)菌是微米級的顆粒,在普通顯微鏡下就能觀察到。
從生命的形態(tài)上,病毒它是有核酸的,或者說是遺傳物質(zhì)和蛋白質(zhì)裹在一起的一個生物大分子。但是它沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu),它必須依賴于細(xì)胞才能生存,要在細(xì)胞或動物體內(nèi)才能完成它的生命里程。
而細(xì)菌它是有完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)的,只要有合適的培養(yǎng)基它就可以生長。比如常見的艾滋、流感和乙肝都是由病毒引起的,而結(jié)核、傷寒和鼠疫這些都是由細(xì)菌引起的。
這兩類病原體在治療上面也是不一樣的。治療病毒需要特異性的抗病毒藥物,治療細(xì)菌要用抗生素,也就是我們常說的消炎藥。治療細(xì)菌的抗生素是不能治療病毒性疾病的,反過來也一樣。
我們?nèi)说囊簧鷷腥径嗌俜N病毒呢?說起來挺嚇人的,可以感染上百種病毒。但是我們強(qiáng)大的免疫系統(tǒng)可以清除大部分病毒,還有些病毒是可以和我們終身相伴的。
當(dāng)人類被從來沒遇到過的病原感染時,由于人體強(qiáng)大的免疫力會造成自我的損傷,反而會形成嚴(yán)重的疾病,SARS病毒的感染就是這樣的一個結(jié)局。
那SARS病毒到底是從哪兒來的?只有回答了這個問題,才能真正地從源頭上控制SARS的再度爆發(fā)。
▲ 圖片來源:圖蟲創(chuàng)意
根據(jù)前期的流行病學(xué)調(diào)查,最早的11個病例大多和野生動物有接觸的歷史。他們或是野生動物的運(yùn)輸者,或是野生動物的交易人員,或是餐館的廚師、服務(wù)員。這樣一個線索告訴我們,SARS病毒有可能和野生動物的傳播有關(guān)系。
順著這條線索,科學(xué)家們首先瞄準(zhǔn)了廣東野生動物市場,并很快就在市場上的果子貍體內(nèi)分離和檢測到了和SARS病毒完全一樣的病毒。而且,在野生動物市場上和動物打交道的這些人體內(nèi),檢測出了比較高的抗體。
什么是抗體呢?我們?nèi)梭w或動物在被一種病原微生物感染以后,會產(chǎn)生保護(hù)自己的物質(zhì),其中一個就叫免疫球蛋白,它可以在動物和人體內(nèi)存在數(shù)月、數(shù)年或者十幾年。
我們通過檢測這些人的抗體就可以知道,他們以前也被SARS感染過。這樣的一個證據(jù)證明了,人們販賣、宰殺的果子貍是SARS病毒的直接傳染源。
這個時候廣東很快就出臺了相關(guān)的政策。廣東省在2004年年初發(fā)布了一條禁令,全面捕殺野生動物市場的果子貍,取締野生動物交易,關(guān)閉野生動物市場。這個政策對控制SARS后期傳播,起了非常關(guān)鍵的作用,在那之后,廣東再沒有出現(xiàn)SARS新增病例。
那么是不是SARS的溯源就大功告成了,我們可以完全把SARS翻篇了呢?當(dāng)然不是。 對于一個新發(fā)的動物源病毒,我們必須找到它的源頭,我們在學(xué)術(shù)上稱為自然宿主。
什么叫自然宿主呢?在自然界有一類動物,它長期攜帶一個病毒,但它本身并不發(fā)病,可以和病毒和平相處。我們把這種宿主稱為病毒的自然宿主,它們就像病毒在自然界中的一個蓄水池,病毒寄生在自然宿主里才能長期存在和進(jìn)化。
比如大家熟悉的禽流感病毒,是以野鳥作為它們的自然宿主,早些年在我國經(jīng)常引起流行性出血熱的漢坦病毒,則是以老鼠作為自然宿主。
那么,果子貍是不是SARS病毒的自然宿主呢?除了廣東野生動物市場的果子貍之外,研究人員調(diào)查了全國各地的養(yǎng)殖果子貍和野生果子貍,卻發(fā)現(xiàn)它們并沒有被SARS病毒感染的證據(jù)。而在實驗室里用SARS病毒對果子貍進(jìn)行人工感染,果子貍也會生病,表現(xiàn)出癥狀。
顯然,果子貍不符合SARS病毒自然宿主的特征。它只是病毒的中間宿主,是把SARS病毒從自然宿主傳播給人的一個“中轉(zhuǎn)站”,而背后的自然宿主是其它的動物。SARS病毒的起源依舊是個未解之謎。
受這個源頭之謎的驅(qū)動,2004年我和我的團(tuán)隊開始了尋找SARS病毒自然宿主的旅程。自然界里有那么多的動物,我們就像是大海撈針。要怎么找,總得有一個大致的目標(biāo)。
這時受益于國際合作的專家的指點,讓我們想起來在上世紀(jì)90年代有兩種嚴(yán)重的傳染病。一個是在澳大利亞爆發(fā)的,由馬傳到人的亨德拉病毒。另一個是在馬來西亞爆發(fā)的,由豬傳給人的尼帕病毒??茖W(xué)家通過研究發(fā)現(xiàn),這兩種病毒的自然宿主都是果蝠。因此我們就在想,SARS的自然宿主會不會也是蝙蝠呢?
在這里簡單介紹一下蝙蝠是什么樣的動物。在分類學(xué)上蝙蝠屬于翼手目,種類大概有1200多種,占到了哺乳動物物種總數(shù)的20%,僅次于嚙齒類動物。
蝙蝠是唯一能飛行的哺乳動物,進(jìn)化歷史長達(dá)5000萬年。大多數(shù)蝙蝠是喜歡群居生活的,少則幾百只,多則上萬只。最重要的、和我們研究相關(guān)的就是,蝙蝠還攜帶多種病毒,但它本身并不發(fā)病。
從食性上來分,蝙蝠分為吃水果的蝙蝠和吃蟲子的蝙蝠。前者個體比較大,主要分布在熱帶地區(qū)。后者個體比較小,分布范圍遍布全球。
有朋友會問到西方傳說中的吸血蝙蝠有沒有這回事。這個不是虛構(gòu),真的有。但是只有南美洲才有,中國是沒有的。
受前面兩種傳染病的自然宿主的啟發(fā),2004年,我們首次采樣就采集了廣東和廣西的果蝠,把樣品取回來后在實驗室進(jìn)行它的遺傳物質(zhì)檢測。結(jié)果8個月下來什么也沒有發(fā)現(xiàn),可想我們有多沮喪。這也是做科研的一個很艱苦的地方,有可能你做了很長時間,還是什么都沒有。
這時我們要做一個抉擇,到底是去還是留,要不要繼續(xù)做。如果繼續(xù)做,我們的研究策略一定要做一些改變。正好這時候隔壁實驗室在做SARS病毒抗體的檢測。我們就想是不是可以先去找一找有哪些蝙蝠群體被SARS感染過,如果發(fā)現(xiàn)抗體,再縮小范圍去找SARS病毒的源頭。
結(jié)果在廣西和湖北的三種菊頭蝠體內(nèi)我們發(fā)現(xiàn)了SARS病毒的抗體,我們順藤摸瓜又在這三種蝙蝠體內(nèi)檢測到了冠狀病毒。由于在分類學(xué)上它和SARS病毒屬于同一個種類,所以我們把它稱為蝙蝠SARS樣冠狀病毒。
這個收獲很快就被發(fā)表在2005年的《科學(xué)》雜志上面,這個工作可以說是我們尋找SARS源頭的一個重要的里程碑事件,它指引了和支持了我們的假設(shè),說明蝙蝠的確是和SARS的源頭有關(guān)系。
但在仔細(xì)比較以后我們發(fā)現(xiàn),2005年發(fā)現(xiàn)的蝙蝠SARS樣冠狀病毒和SARS病毒還是有一定的差異,尤其是在決定病毒感染能力和致病性方面最為關(guān)鍵的一個基因并不相同。打個比方說就是,它是SARS病毒的親屬,但不是直系親屬,并不能感染人。所以這個工作我們還要繼續(xù)下去。
在后續(xù)的幾年內(nèi),我們持續(xù)在全國各地找,因為沒有目標(biāo)也不知道它分布在哪里,不管南方還是北方,中部還是西部,只要聽說有蝙蝠的地方我們都會去,足跡遍布了我國28個省市,像大海撈針一樣。這樣一做就是十多年的時間。
大家可能會問,你天天去采蝙蝠,這樣的科研工作是什么樣的體驗?首先當(dāng)然是很艱辛的。蝙蝠洞一般在都比較偏遠(yuǎn)的地方,地勢也比較險峻,我們一般會在當(dāng)?shù)卣乙恍┦煜さ匦蔚南驅(qū)А?/span>
很多時候都是沒有路的,我們要翻山越嶺,自己來開路。有時候蝙蝠洞就在不遠(yuǎn)的山頭上,直線距離不過幾十米,走過去卻要花幾小時。有的時候蝙蝠洞里面很大,但是洞口非常小,所以要爬著進(jìn)去。
這樣的工作對我們團(tuán)隊人員的身體素質(zhì),包括體型,都是有要求的,要不然就爬不進(jìn)去。這么多年下來我們也都練就了攀爬、鉆洞的本事。
因為蝙蝠是夜行動物,我們采樣要起早貪黑。天黑之前在洞口支起捕鳥網(wǎng),當(dāng)蝙蝠飛出洞覓食時,一些會撞到網(wǎng)上。
然后我們把蝙蝠從網(wǎng)上取下,連夜采集拭子樣品。如果收獲的蝙蝠多的話經(jīng)常會工作到凌晨一兩點,取了樣就要把它放掉。
第二天早上天還沒亮的時候我們需要再次進(jìn)洞,收集新鮮的蝙蝠糞便。
有的朋友可能覺得我們采樣是在和可怕的病毒打交道,有點生化戰(zhàn)的架勢,就像左邊這張圖片一樣。但其實這個工作并不像大家想象的那樣危險。蝙蝠雖然攜帶很多病毒,但直接感染人的機(jī)會是很小的。除非我們已知某個地點的蝙蝠攜帶可能傳播給人的病毒,會采取級別高一些的防護(hù)措施,大多數(shù)情況下只采取普通的防護(hù)。
而采樣的另外一個收獲是,因為蝙蝠待的地方都是很安靜的地方,山清水秀,也讓我們有機(jī)會飽覽了很多大好河山。張家界、桂林、西雙版納……最遠(yuǎn)的去過西藏的林芝、雅魯藏布江,還有很多路途中不知名的地方。
一直到了2011年,我們有了新的線索:我們在云南一個洞里面分離并檢測到了和SARS病毒高度同源的,可以說是SARS的直系親屬的一株蝙蝠SARS樣冠狀病毒。除了進(jìn)化關(guān)系近,在功能上面也非常相近。
2013年,我們又從這個洞的樣品中成功地分離到一株病毒,它比以往發(fā)現(xiàn)的所有蝙蝠SARS樣冠狀病毒都要接近SARS病毒,最重要的是它可以感染人類和其他哺乳動物的細(xì)胞。這一發(fā)現(xiàn)刊載于《自然》雜志,是證明SARS起源于蝙蝠的一個極為有力的證據(jù)。
我們持續(xù)在這個洞里進(jìn)行了五年的監(jiān)測,每年取樣兩次,結(jié)果發(fā)現(xiàn)了十多株不同類型的SARS樣冠狀病毒。盡管沒有發(fā)現(xiàn)和SARS病毒完全一模一樣的病毒,但我們發(fā)現(xiàn)了一個SARS病毒的天然基因庫??梢赃@么理解,如果我們把SARS病毒比作一個積木,那么組成積木的所有模塊都在這個洞里找到了。
后續(xù)經(jīng)過生物信息學(xué)的分析,我們證明了SARS病毒是經(jīng)過幾個蝙蝠SARS樣冠狀病毒重組而來的。去年年底,我們發(fā)表了最新的研究結(jié)果。
經(jīng)過13年的追蹤,我們最終確定了SARS病毒的蝙蝠起源。但是當(dāng)年SARS爆發(fā)于廣東,我們發(fā)現(xiàn)的病毒是在云南,它是怎么過去的呢?
其實SARS暴發(fā)前,我國很多地方養(yǎng)殖的果子貍,絕大部分銷售到了廣東。我們推測,蝙蝠SARS樣冠狀病毒在偶然的情況下感染了云南養(yǎng)殖場的果子貍,感染了病毒的果子貍隨后又被販賣到了廣東。病毒進(jìn)一步在市場上的果子貍中傳播,不斷變異,最終產(chǎn)生一個傳播性極強(qiáng)的SARS病毒,感染了人類。
既然蝙蝠才是SARS的元兇,果子貍是不是被冤枉了?也不是。雖然SARS的根源不在果子貍,但畢竟它是人感染SARS病毒的直接來源。
▲ 圖片來源:圖蟲創(chuàng)意
盡管這么多年來SARS沒有卷土重來,但在自然界,這種和SARS相近的病毒其實還是存在的。如果我們?nèi)祟惒惶岣呔?,那么下一次的病毒感染,可能是直接感染,也有可能會通過其他動物感染人類,這種可能性是完全存在的。
大家會發(fā)現(xiàn)近些年來世界各地出現(xiàn)的新發(fā)傳染病越來越頻繁,除了SARS以及剛才提到的亨德拉、尼帕病毒以外,還有各位比較熟悉的H7N9禽流感、埃博拉、中東呼吸綜合征等等。這些新發(fā)傳染病都有一個特點,它們都和動物有關(guān)。研究人員做過統(tǒng)計,有超過70%的新發(fā)傳染病來源于動物。
實際上這些病毒不是現(xiàn)在就出來的,它往往是和自然宿主長期進(jìn)化了很多很多年,短則幾十年,長到幾百年,甚至上萬年。這個病毒不是沖著我們?nèi)硕鴣淼?,它是為了自己的生存不斷地繁衍下來?/span>
那么這些野生動物和媒介的病毒怎么就到了人類社會?過去沒有那么多傳染病,現(xiàn)在怎么就這么多呢?
我們看一下SARS是怎么來的。SARS的源頭是蝙蝠不假,但是它發(fā)展的舞臺是廣東野生動物市場和餐館。如果沒有我們?yōu)E用果子貍,食用果子貍,那么病毒從蝙蝠到果子貍再到人的傳播鏈就不會發(fā)生,當(dāng)年的SARS就不會爆發(fā)。
再看看埃博拉是怎么來的。在非洲,野生動物是肉食類來源之一,尤其是在農(nóng)村,像猩猩、猴子和蝙蝠都是他們主要的狩獵對象。通過這樣的方式,埃博拉病毒多次從叢林走向村莊,最后走向城市。
再看看馬來西亞的尼帕病毒是怎么感染到人類的。人類活動范圍加速擴(kuò)張,不斷滲透到野生動物的棲息地里。我們把養(yǎng)豬場建在了蝙蝠棲息地的旁邊,蝙蝠吃了水果,水果被病毒污染后掉到了豬圈里,豬吃了以后染病,又再把病毒感染到人。
不管是食用野生動物,還是人類對野生動物生存領(lǐng)地的侵蝕,這些都使得人類與動物的接觸面大幅增加,給病毒從野生動物向人類的傳播創(chuàng)造了條件。再加上全球化的高速發(fā)展,還有便利的交通工具,很快就可以把傳染病從一個小村莊傳到全世界。 因此傳染病它不是一個村莊一個地區(qū)的事件,它是一個全球都關(guān)注的公共衛(wèi)生問題。
所以要從源頭去預(yù)防新發(fā)傳染病其實很簡單,就是離它遠(yuǎn)一點。我們要杜絕野生動物消費,減少對野生動物棲息地的侵?jǐn)_,我們?nèi)祟愐惨h(yuǎn)離野生動物。
有的人覺得搞生態(tài)旅游、與野生動物親密接觸是人與自然的和諧,其實不是這樣。真正的和諧共處是你不去打擾大自然,讓它們自己好好地生活。
而且我們的家養(yǎng)動物,比如我們的養(yǎng)殖場,也要盡量和野生動物保持距離,避免親密接觸。
說回到蝙蝠,它的確是很強(qiáng)大的動物,攜帶這么多的病毒,包括對人類致死的烈性病毒,但是自己卻從不發(fā)病。蝙蝠的免疫系統(tǒng)特殊在哪里?這也是科學(xué)家們非常感興趣的一個研究方向。但目前這個研究方向才處于起步階段,所以就不在這里和大家詳細(xì)討論了。我想告訴大家的是,對于蝙蝠身上的病毒,我們大可不必過于恐慌。只要和蝙蝠保持一定的距離,病毒傳播給人的機(jī)會微乎其微。
另一方面,蝙蝠在生態(tài)系統(tǒng)中占據(jù)了極為重要的地位。食蟲蝙蝠是害蟲的天敵,食果蝙蝠是種子和花粉的傳播者,它們對生態(tài)平衡的維護(hù)功不可沒,我們不能因為蝙蝠攜帶病毒就否定掉它的功勞。
如果因為傳播疾病這項罪名去消滅蝙蝠,整個生態(tài)系統(tǒng)將遭受不可估量的損失。所以我一直提倡對蝙蝠進(jìn)行無侵害采樣: 采集樣品以糞便粒和拭子為主,采樣完成后將蝙蝠放歸自然。
其實,蝙蝠SARS樣冠狀病毒只是我們眾多研究對象中的一個。我們在蝙蝠、老鼠、家養(yǎng)動物中針對其他的病毒也在開展類似的監(jiān)測研究,像獵人一樣去發(fā)現(xiàn)、搜尋這些動物攜帶的可能會傳播給人類的病毒,發(fā)現(xiàn)新發(fā)傳染病可能出現(xiàn)的熱點地區(qū)并進(jìn)行重點監(jiān)測,為新發(fā)傳染病的預(yù)防和預(yù)警提供信息。
我們告訴人們哪里可能會出現(xiàn)疾病,什么動物可能傳播疾病,然后和醫(yī)療衛(wèi)生部門協(xié)作,指導(dǎo)大家從源頭上去防控,在病毒找到我們之前,先找到它們。這也是我們病毒溯源與病毒監(jiān)測研究的目的和意義所在。