疫情爆发,中国科学家展开了一场紧张的学术接力

疫情爆发,中国科学家展开了一场紧张的学术接力
2020年01月29日 12:11 新浪科技综合

  文章来源:知识分子

  一场与新型冠状病毒的战役,前线除了医生、护士,还有科学家的身影。

  - 导 语 -

  截至1月28日,国内确诊的新型冠状病毒肺炎患者为4535例,死亡病例为106例,一场与新型冠状病毒的战役已经展开,全国上下一时间谈“毒”色变,纷纷“宅”在家中。

  在这场没有硝烟的战役中,很多人可能对来自全国各地的医护人员纷纷驰援武汉当地医院,医疗物资从全国乃至全球各地送往武汉及湖北省其他地区印象深刻。

  另一方面,科学家也奋斗在一线的抗击疫情中。在疫情早期,科学家就介入了对新型冠状病毒的研究。

  当前,国内外学者正在进行一场紧张的学术接力:从病毒基因组序列到病毒来源的鉴定,再到病患的临床特征、病毒传播规律的分析,各个领域均有研究组投身其中。

  撰文 | 叶水送

  责编 | 陈晓雪

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  在疫情早期,

  国内学者已介入病毒的研究

  初识复旦大学病毒学家姜世勃还是2015年5月,当时中东地区和韩国正遭受MERS病毒侵袭。我们谈话刚进行一半时,姜世勃教授被响起的电话铃声打断,电话的另一头是国家卫生部门的相关专家,向他了解MERS病毒特征及药物开发。

复旦大学病原微生物研究所所长、病毒学家姜世勃复旦大学病原微生物研究所所长、病毒学家姜世勃

  2020年1月中旬,武汉发生的不明原因肺炎爆发,于是我们自然而然地又想起了他。1月18日,当全国大部分人还不知新型冠状病毒(2019-nCoV)是何物时,《知识分子》就这一病毒联系姜世勃,他的第一句话就是,“对不起啊,我现在特别忙,只能简单回答一下。”

  在此次疫情的早期阶段,姜世勃就判断出该病毒的全基因序列与SARS冠状病毒有一些差异,但其S蛋白HR1区(融合抑制剂的靶点区)和HR2区(融合抑制剂的衍生区)非常相似。疫情发生后,其博士后也主动要求放弃休假,启动使用多肽抑制新型冠状病毒的研究。

  在疫情早期就开始相关研究的学者还有很多。新型冠状病毒因何源起,又因何而来?国内学术界展开了一场紧张的学术接力。

  2019年12月8日,武汉市出现不明肺炎病症患者。12月26日,上海病毒学家拿到患者样本,对病毒开始检测。

  2020年1月1日,华南海鲜批发市场关闭。同日,中国疾控中心病毒病所选派专家组赴武汉参加疫情防控,前往华南海鲜市场,“针对病例相关商户及相关街区集中采集环境样本”,后发现采集的样品中含有新型冠状病毒核酸,并成功分离出病毒,由此为病毒的溯源以及疫情判断提供了有价值的线索。

  虽然此后武汉市卫健委表示,“根据国家、省市专家的流行病学调查,这次武汉不明原因的病毒性肺炎病例发病全部在2019年12月8日到2020年1月2日之间。自2020年1月3日以后,临床和流行病学调查显示,没有发现新感染发病的病人”,但学术界对新型冠状病毒的研究并没有止步。

张永振领导的协作团队率先完成新型冠状病毒基因组工作张永振领导的协作团队率先完成新型冠状病毒基因组工作

  1月10日,复旦大学生物医学研究院张永振领导的协作团队完成了武汉新型冠状病毒基因组的工作,并将该病毒序列在 virological.org 网站公布。虽然张永振未通过此病毒序列发表论文,但此举为后续新型冠状病毒的溯源以及鉴定是至关重要的一步。

  1月12日,中国与世卫组织分享新型冠状病毒全基因组序列。同时,中国将序列提交给GISAID平台,以便公共卫生机构、实验室和研究人员能够访问。

  1月17日,南开大学生命科学学院高山等学者在《生物信息学》杂志发表文章“武汉 2019 冠状病毒基因组的生物信息学分析”,称溯源分析的结果支持武汉2019冠状病毒源自中华菊头蝠,并推断该病毒可能是冠状病毒的一个新变种,且变异快、宿主多,具有较强的宿主适应性。

  1月18日,《知识分子》连线复旦大学学者姜世勃时,他对病毒的来源进行了初步判断,引起了较大关注。“这个病毒的受体结合位点与 SARS病毒的受体结合位点很相似,可能是它进入新的宿主(可能是某一种野生动物)后,其受体结合位点发生突变,从而可以像SARS病毒一样感染人类。”

  1月21日,中国科学院上海巴斯德研究所郝沛研究员、军事医学研究院钟武研究员以及中科院分子植物卓越中心李轩研究员在《中国科学:生命科学》英文版刊登了关于新型冠状病毒进化来源的最新研究进展。研究者发现,“新型冠状病毒与SARS病毒和MERS病毒的基因序列平均分别有~70%和~40%的序列相似性,但它们与宿主细胞作用的关键spike基因(编码S蛋白)差异较大”,新型冠状病毒属于Beta冠状病毒属。

石正丽有“蝙蝠女侠”之称石正丽有“蝙蝠女侠”之称

  1月23日,中国科学院武汉病毒研究所石正丽团队发表了一项备受关注的研究,将新型冠状病毒的来源指向了蝙蝠。在学术圈里,石正丽被称为“蝙蝠女侠”。该研究报道了武汉出现的一种新型冠状病毒,并发现该病毒与SARS-CoV(非典)有79.5%的序列相似性,而与蝙蝠冠状病毒的同源性则高为96%,因此她推测新型冠状病毒可能来源于蝙蝠。

新型冠状病毒与SARS-CoV(非典)共有高度相似的序列新型冠状病毒与SARS-CoV(非典)共有高度相似的序列

  虽然这项研究发表在未经同行评议的 bioRxiv 预印本上,但是引起了极大的关注,为新型冠状病毒的溯源打下了基础。

电镜下新型冠状病毒的结构特征电镜下新型冠状病毒的结构特征

  1月24日,中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所成功分离第一株从临床样本中分离的病毒毒种信息及其电镜照片。1月27日,中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所发布从环境样本中分离的第一株新型冠状病毒中英文名称、编号(NPRC 2020.00002)等信息。

《科学》杂志撰文质疑病毒起源地不止一处《科学》杂志撰文质疑病毒起源地不止一处

  当然,有关新型冠状病毒的溯源并非一帆风顺,存在诸多争议。如1月27日,《科学》杂志撰文,称武汉华南海鲜市场并非新型冠状病毒的唯一起源地。

  另外,新型冠状病毒来源于蝙蝠,但有无中间宿主,以及中间宿主是谁,也存在争议。1月22日,北京大学、广西中医药大学等单位在《医学病毒学杂志》上发文称,新型冠状病毒的密码子使用偏好与蛇类似,因此蛇是最有可能携带新型冠状病毒的动物。该推测遭到了学术界的质疑,英国病毒学家认为,“没有证据表明蛇可以被这种新的冠状病毒感染并作为宿主,除了哺乳动物和鸟类以外,不存在一致的证据证明其他宿主中存在Beta冠状病毒。”

  除此之外,发表在《中国科学:生命科学》英文版上发表的论文引用新型冠状病毒序列数据时,在未经上传者同意授权前使用,遭到了业内资深学者的批评,后相关学者不得不对论文予以修改更正。另外,高山团队的论文也在没有与张永振团队沟通的情况下使用了共享数据发表论文,由此引发了复旦大学、南开大学之间的口水战。

  国内病毒学领域一位资深学者表示,“Genbank上公开的序列是开放的,但釆用Gisaid上序列数据必须经上传者同意授权,其核心原则是你一旦注册,就意味自己接受其约束条件。”

  此次科学家反应速度极快,对新型冠状病毒的研究也较为深入,但至今新型冠状病毒如何感染人类的谜底仍有待揭晓。眼下更为重要的,是公布新型冠状病毒的流行病学特征以及患者的临床数据,以期及早地控制疫情,找到治病的良方。

  判断疫情、公布流行病学以及临床数据

钟南山在从广州赶往武汉的火车上,图片由苏越明拍摄钟南山在从广州赶往武汉的火车上,图片由苏越明拍摄

  在以钟南山为首的专家组公布新型冠状病毒存在人传人的现象之前,国内大部分居民仍沉浸在迎接春节的喜庆中,奔走在回家的路上。数十亿人次的春运大迁徙,大年初二前仅离汉人员就有500多万,他们分散在全国各地,回家与自己的亲人相聚。

  1月18日,以钟南山院士为组长的国家卫健委高级别专家组奔赴武汉,他们前往武汉金银潭医院和武汉疾控中心了解情况。1月20日,钟南山的一席话让全国人民对新型冠状病毒重视起来。

  “根据目前的资料,新型冠状病毒肺炎是肯定的人传人。”钟南山当天在接受央视新闻访谈时表示。

  仅仅几天之后,新型冠状病毒疫情表现凶猛,其严重程度超出了很多人的预料。不仅武汉地区遭受影响,受春运大迁徙影响的全国各地也陆续发现病例。

  此后,有关新型冠状病毒疫情的流行病学、临床数据以及评论,也陆续在国际四大医学期刊《新英格兰医学期刊》、《柳叶刀》、《美国医学会期刊》以及《英国医学期刊》上发表出来。

  1月24日,中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所病毒病应急技术中心主任谭文杰、中国疾病预防控制中心主任高福和中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所武桂珍联合在《新英格兰医学杂志》上发表论文。

  研究者介绍,2019年12月,一群不明原因的肺炎患者被发现与中国武汉的海鲜批发市场有关。通过对肺炎患者样本进行无偏测序,发现了一个以前未知的β冠状病毒。从人类气道上皮细胞分离获得一种命名为2019-nCoV的新型冠状病毒。论文还对三名患有严重肺炎的成年患者的疾病特征进行了深入分析,并从临床标本中分离毒株,并得到了2019-nCoV病毒。

此次新型冠状病毒疫情传播时间轴此次新型冠状病毒疫情传播时间轴

  同日,《柳叶刀》及其子刊同时推出 “新型冠状病毒” 专题,分别从临床症状、传播方式(追踪家庭研究)等方面阐述这次新型冠状病毒的流行特征。

新病毒的早期感染者在华南海鲜市场暴露及之外的感染病例新病毒的早期感染者在华南海鲜市场暴露及之外的感染病例

  武汉市金银潭医院胸外科主任医师黄朝林对最初感染的41个病人的临床症状进行了分析和总结,发现41例患者中有27例曾接触过华南海鲜市场,并指出感染者发病时,常见症状为发烧,其次为咳嗽、疲劳等。通过对这41例患者进行分析,发现有13例(32%)患者被送入ICU,6例(15%)患者死亡。如此高的病死率出乎很多人的意料,当然这只是一个初步的临床结果,我们需要有关新型冠状病毒更多的流行病学细节内容。更令人惊讶的是,前四名感染者中有三人没有华南海鲜市场暴露史。《科学》杂志因此撰文,称武汉华南海鲜市场并非新型冠状病毒的唯一起源地。

陈福和等学者披露的一个感染家庭的研究案例,图片来自lancet.com,由志愿者汉化陈福和等学者披露的一个感染家庭的研究案例,图片来自lancet.com,由志愿者汉化

  《柳叶刀》另一备受关注的文章则来自香港大学李嘉诚医学院袁国勇团队,他们聚焦于一个感染2019-nCoV家庭,发现新型冠状病毒发病具有家庭集群性,用数据确定了2019-nCoV的人-人传途径。“此前,这种新型冠状病毒在医院和家庭环境中出现人际传播(人传人),且其他国家报告了受感染旅客的病例,我们研究的发现与这些是一致的。” 袁国勇表示。

  数种抗病毒试验药物正在临床试验中

  新型冠状病毒感染人数不断攀升,当下是否已有针对性的有效药物?可能我们每个人都在关注这一话题。国内外已有数个研究团队正在紧张地进行药物开发,但截止目前没有一种经过官方证实有效的药物或疫苗。

  1月25日,由中国科学院院士蒋华良、饶子和领衔,成立抗2019-nCoV病毒感染联合应急攻关团队,通过对数个数据库进行筛选,获得30种可能对2019-nCoV有治疗作用的药物、活性天然产物。该药物研究仍处于非常早期。

  1月26日,上海市公共卫生临床中心卢洪洲在接受访谈时表示,艾滋病治疗药物洛匹那韦/利托那韦片已用于上海市公共卫生临床中心的新型肺炎确诊病例的治疗,“临床观察有效果,但这只是一个初步结论,我们还要做更多的观察。”卢洪洲表示。

  1月27日,《知识分子》连线姜世勃,其团队正在致力于探究EK1多肽是否对新型冠状病毒患者有效,姜世勃表示,“该多肽可能应用于感染新型冠状病毒的患者”。

  早在上世纪90年代初,姜世勃发现了第一个高效的抗HIV的C多肽,此后在2003年SARS流行期间,研发出抗SARS多肽,2014年和2017年又先后研发出抗MERS多肽以及抗寨卡病毒多肽。

  2019年4月,其团队在《科学-进展》发文宣布成功研发出一个广谱的抗冠状病毒多肽--EK1,“该多肽对我们所检测到所有5个人冠状病毒(包括SARS-CoV和MERS-CoV)和3个蝙蝠类SARS冠状病毒都有效(武汉新型冠状病毒的S-HR2区的氨基酸序列与SARS-CoV和SL-CoV S-HR2区的氨基酸序列完全一致,而与97%的S-HR1区的序列相同),相信EK1多肽应该对武汉新型冠状病毒同样有效。” 姜世勃表示。

  目前,他们正在检测EK1多肽对2019-nCoV假病毒和活病毒感染的抑制活性及其对膜融合的抑制效果。“一旦确认有效,我们将把该多肽做成特异性抗冠状病毒的鼻腔/口腔喷雾剂型,免费提供给高危人群(如医务人员或病人的家属),用来预防2019-nCoV的感染”。姜世勃表示。

  中国疾病控制预防中心的报告指出,目前证据表明 2019 新型冠状病毒在人群中开始传染大约1个多月,主要流行区集中在武汉及其周边地区,“疫情仍处于流行早期”。期待更多的学者能加入这场对抗新型冠状病毒的战役中来,疫情早日消退。

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