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13年不懈追踪 中国科学家寻获SARS病毒源头

央视新闻客户端 央视新闻客户端 2017年12月29日 14:06 A-A+ 二维码
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中国科学家寻获SARS病毒源头

2002年,SARS疫情在中国广东首次被发现,逐渐扩散至东南亚乃至全球,引发了一场全球性的传染病疫情。从2002年12月第一例有报告SARS病例到现在,整整15年过去了。SARS病毒的源头,究竟在哪?近期,一项科研成果引发科学界的关注:中国科学院武汉病毒研究所的专家,在我国云南发现了一处蝙蝠SARS冠状病毒的天然基因库,研究揭示了SARS病毒可能的重组起源。

SARS疫情02年爆发,两年之后,也就是从2004年起,研究团队开始追寻疫情的病源,这一找就是13年.病毒源头的宿主是如何被锁定在蝙蝠身上的?找到SARS病毒可能的重组起源,是不是意味着,SARS病毒的源头被找到了?今天的故事,我们就走近这支科研团队,揭开SARS病毒源头的秘密,探秘寻找“SARS”病毒源背后的科学历程。

非典型肺炎SARS,即严重急性呼吸综合征(Severe Acute Respiratory Syndrome),世卫组织公布的疫情显示,2002年底到2003年8月,非典全球共波及32个国家和地区。全球感染人数共8422例,死亡916例,平均病死率为10 .8%。2004年,当这场致命疫情最终消退,关于这个未知病毒的溯源研究也随即开始。

石正丽,是中国科学院武汉病毒研究所的研究人员,她所带领的新发病毒研究团队,也在这时,展开了SARS病毒的溯源研究。

中国科学院武汉病毒研究所 研究员 石正丽:有亲戚就会问,说SARS都没有了,你还做这个东西,有什么意义?杞人忧天嘛,有可能(疾病)它永远都不来,但是我觉得我们做很多工作,如果有一次你的工作能够预防疾病爆发,我觉得我们就很有意义。

很快,研究人员从野生动物市场上的果子狸体内,检测到了SARS冠状病毒。但进一步实验发现,果子狸虽然是直接传染源,但似乎并不是“始作俑者”。

中国科学院武汉病毒研究所 助理研究员 胡犇:最直接的传染源它是不是最根本的源头,这个倒不一定,那么为了找到这个病毒的根本源头,我们需要找到它的自然宿主。找到了它的源头才能从根本上把这个疾病防住。

助理研究员胡犇负责病毒的遗传进化研究,他提到的自然宿主,必须长期携带这个病毒且自身不发病;另外在自然状态下,这些自然宿主动物,要存在一定的群体感染率。然而,通过调查养殖场和野生的果子狸,结果另人意外。

中国科学院武汉病毒研究所 助理研究员 胡犇:野生果子狸和养殖场的果子狸它们都没有感染SARS病毒,并且如果你在实验室中,将这个SARS病毒人工地去感染果子狸,它也会生病,它也会表现出症状。这就说明,果子狸它不符合SARS病毒自然宿主的这样一个特征。(果子狸)更多地只是扮演了一个中间宿主的角色,真正的根本的源头还是另有其物。

那么,这些致命的病毒究竟源自哪里?它的自然宿主到底是谁?有专家提出了一个大胆的设想。

中国科学院武汉病毒研究所 研究员 石正丽:如果再找下一个动物,应该找哪一种动物?有专家就提出了,我们应该找蝙蝠。

对研究病毒的学者来说,蝙蝠地位特殊。在哺乳动物中,是仅次于啮齿类动物的第二大类群,其种类占哺乳动物物种数的20%,在全世界分布范围广泛。蝙蝠也是许多病毒的自然宿主,包括埃博拉病毒、马尔堡病毒,狂犬病毒、亨德拉病毒、尼帕病毒等。由于蝙蝠特殊的免疫系统,携带病毒却极少出现病症。在漫长的进化历程中,蝙蝠成为了上百种病毒的自然宿主。

上世纪90年代,曾有两种严重的人兽共患病毒传染病,分别在澳大利亚和东南亚爆发,根本源头都来自同一种动物——蝙蝠。这向追踪SARS病毒溯源的研究团队提出了一个可能性,SARS的源头会不会也是蝙蝠。

中国科学院武汉病毒研究所 研究员 石正丽:第一次采样采的是广西的样本。当时建议我们的专家,他们当时做的工作是另外一个病毒,我们叫尼帕和亨德拉这种病毒,也是由蝙蝠传播的烈性病源,当时那种病毒主要是在果蝠里面发现的,所以我们基本上都采的是果蝠,把样品拿回来以后,我们就做遗传物质的检测,检测了8个月,什么都没发现。

偶然发现 让团队重新燃起希望

8个月的努力,换来的是一无所获。毕竟,全世界有1300多种蝙蝠,仅中国就有130多种。果蝠身上有,别的蝙蝠有没有?怎么去找?简直是大海捞针。

当时,整个团队非常沮丧,石正丽也几乎要放弃了,但就在这个节骨眼上,一个偶然的发现,让他们重新燃起一线希望。

中国科学院武汉病毒研究所 研究员 石正丽:邻居的课题组,他们前期在做SARS病毒的检测,他们有一些试剂盒,可以检测SARS病毒的抗体,我们当时也取了蝙蝠的血清,结果就发现,有几个(蝙蝠)物种血清里面,确实有SARS病毒抗体。

通过检测不同科属的408只蝙蝠进行抗体、核酸的监测,目标逐渐清晰,最终在菊头蝠身上找到了和SARS病毒相似的冠状病毒。菊头蝠因有结构复杂的马蹄形鼻叶而得名,是狂犬病等许多动物源病毒的重要宿主。这一发现刊载于当年的国际权威学术期刊《科学》杂志,引发多方关注。但很快,质疑又来了。

中国科学院武汉病毒研究所 石正丽:好多专家就质疑,你们还是检测到了跟它(SARS病毒)很相似的,但并没有找到直接的来源,

中国科学院武汉病毒研究所 助理研究员 胡犇:虽然它和SARS病毒比较相似,属于一个家族,但是它在基因组的很多个基因上,区别还是很大的,比方说S基因。

“S基因”又称之为刺突蛋白基因,负责病毒与受体的结合,病毒在感染细胞的时候,它要首先与细胞表面的受体结合,才能入侵到细胞造成感染。

中国科学院武汉病毒研究所 助理研究员 胡犇:就好比这个钥匙和锁的关系,什么钥匙开什么锁,如果S基因不同,这个病毒使用的受体(可能)就不一样。就不能够像SARS病毒那样感染人和果子狸,所以我们还得继续寻找。

中国科学院武汉病毒研究所 研究员 石正丽:贵州广西广东湖北湖南河南,到处跑,哪里说有蝙蝠洞我们就往哪里去

由于SARS属于致病性高的烈性病毒,05年之后,随着疫情远去,国内的研究者也少了很多。但石正丽和她团队并没有停止追踪病毒源头的脚步,他们深入中国西南、华南、华中等地,在全国各地寻找蝙蝠病毒样本。最远到过西藏墨脱、云南西双版纳,深山老林、荒郊野岭的蝙蝠洞,几乎都被他们找遍了。

中国科学院武汉病毒研究所 助理研究员 胡犇:有蝙蝠的地方,一个不太好找,二它路途也比较遥远,地势也比较险峻,有时候是没有路的,得翻山越岭,跋山涉水。

中国科学院武汉病毒研究所 博士生 罗东升:在广东抓蝙蝠的时候,当时洞积水很深,进去的时候,鞋也没有脱,直接水就快到腰了,里面蝙蝠很多,多到拿着网,就可以撞到网里面,有那种洞还需要匍匐进去,要匍匐个一两百米进去。

蝙蝠大多在阴暗潮湿、人迹罕至的岩洞,穿行在深山密林里,经常会遇到一些未知的危险。

中国科学院武汉病毒研究所 研究员 石正丽:我们还是做了充分的准备,穿上袜子,袜子一直绑到膝盖,但是就那都不行,沿路蚂蟥就往身上蹦,晚上洗澡就发现,澡盆里都是血,才知道蚂蟥已经进到身体里边了。

中国科学院武汉病毒研究所 博士生 罗东升:像我最惊险的一次就是从雅鲁藏布江大峡谷旁边的一个山洞顶上滑了下去,下面就是瀑布,当时我心里想的是我不会游泳,如果掉进水里就完了。

蝙蝠昼伏夜出,傍晚,研究人员会全副武装进入蝙蝠洞或在洞口张网捕捉蝙蝠,回来后,就在野外临时搭起的工作台上,连夜进行病毒取样。尽管戴着手套,被蝙蝠咬伤的风险依然存在。

中国科学院武汉病毒研究所 研究员 崔杰:透过手套就可以把你的手咬到,就跟扎针一样.

随时会被蝙蝠咬 出发前先打疫苗

蝙蝠身上携带狂犬病在内的多种烈性病毒,为此,每次野外采样前,队员们都会提前注射狂犬病疫苗。无论到哪里,他们一直坚持无侵害取样。尽量减少对蝙蝠和栖息地的伤害。

云南小山洞 寻获SARS病毒“密钥”


这些样本被带回实验室,储存在零下80°C的冷冻箱里。直到2011年,在云南的一个蝙蝠洞里,首次检测到了和SARS病毒更相近的SARS样冠状病毒S基因。2013 年,中科院武汉病毒研究所实验室,从样品中分离出第一株蝙蝠 SARS 样冠状病毒的活病毒,更相近的S基因,让这株病毒能够使用和SARS病毒相同的受体,并能够感染人的细胞。它被以武汉病毒研究所的英文简称命名“WIV1”,以彰显这一发现的重要价值。这个成果刊载于2013年11月的《自然》杂志。“钥匙”终于找到了。但这个小山洞揭开的秘密,远比研究者预想得更多。

SARS病毒溯源 疾控意义重大

成功分离出WIV1,让全球科学家对SARS 病毒起源的分歧、争论,变得“趋于一致”。这场持续多年的追捕的目标变得更加清晰——SARS冠状病毒起源于菊头蝠。

多年努力,终于追踪到了SARS的源头,但科学家们并未止步,因为这个首次发现S基因的蝙蝠洞内,还藏着更多的秘密。

按照胡犇的说法,当时的整个证据链上,还有一个信息缺口没填上。

中国科学院武汉病毒研究所 助理研究员 胡犇:其实有关SARS病毒的蝙蝠起源这个问题,已经被解答的差不多了,但是因为它毕竟还有个别基因和SARS病毒是不一样的,所以说,还残存了一些问题,就是SARS病毒它到底在这个蝙蝠中到底是怎么出现的。

对云南这处蝙蝠洞的采样工作,又持续了5年。研究组从这些样品中,陆续分离出3株活病毒,得到了共计15株蝙蝠SARS样冠状病毒的全长基因组序列。令人惊奇的是,这15株病毒中,包含了SARS病毒所有的基因组组分。

中国科学院武汉病毒研究所 助理研究员胡犇:我们在这个地方发现了SARS病毒的一个基因库,就是组成SARS基因组的这些零部件不同的基因都可以在这个洞的这些蝙蝠携带的SARS样冠状病毒的基因组上找到。

胡犇把从云南蝙蝠洞中发现的病毒基因组序列和SARFS病毒的基因组序列,输入基因重组分析软件,结果发现——几株病毒的基因组序列在重组后与曾经造成“非典型性肺炎”疫情的SARS病毒基因序列高度一致。

中国科学院武汉病毒研究所助理研究员胡犇:紫红色的这条线和深蓝色这条线,它分别是代表了两株我们在这里发现的蝙蝠SARS样冠状病毒,那么在SARS病毒基因组前面这段,它是和紫红色这株蝙蝠病毒基因是高度相似,到了中间这个地方,它出现了一个交叉,它变得和深蓝色这株蝙蝠SARS样病毒高度同源。我们进一步推测,SARS病毒当年就是可能通过这些蝙蝠样SARS样冠状病毒之间的重组而出来的。

中国科学院武汉病毒研究所 研究员 石正丽:所有SARS样冠状病毒,各种类型的SARS样冠状病毒,都在这个地方发现了。而且这里面有些病毒,有的病毒有潜在的跨种感染的可能的。

经对比,蝙蝠洞中发现的SARS样冠状病毒,它们的各个基因和SARS病毒的最高相似度达到97%以上,属高度同源。从遗传学上,这意味着SARS病毒的最直接祖先来自这些蝙蝠病毒。

专家表示,目前虽未找到和SARS病毒完全一样的病毒,但这项发现充分证实了SARS病毒起源于蝙蝠,并揭示了其可能的产生方式——基因重组。

加强防控 减少侵扰野生动物

13年的病毒追踪溯源,终于找到了SARS病毒的起源。但研究人员同时发出警告,在未来,仍有可能出现新的类似SARS病毒的出现。

除了提高警惕,减少对野生动物及其生存环境的侵袭,杜绝野生动物的市场交易,才能有效防范新的传染病毒的传播。

石正丽告诉我们,未来存在类似SARS病毒爆发的风险,但病毒溯源研究,为新发传染病的预防找到了一个方向。

中国科学院武汉病毒研究所 研究员 石正丽:大家其实也不必惊慌,在自然界野生动物携带的病源其实很多,但是感染人的机会非常非常少,它不会来主动感染人。我们现在经常能看到一两年就有一个新发传染病,这是人类活动的一个结果,我们人类要去侵袭野生动物领地,要去旅游要去开发要养殖还有很多这种(人类活动),实际上是我们人类活动造成的被感染。

中国科学院武汉病毒研究所 助理研究员 胡犇:最大程度减小对这些传染源动物的接触机会,把这个类似SARS传染病的暴发风险降到最低。

在研究人员看来,远离野生动物,保护它们的栖息地,就是最好的源头防控。而病毒溯源,也能为下游防治、诊断与疫苗研发以及其它基础研究奠定基础。

中国科学院武汉病毒研究所 研究员 石正丽:你现在做的工作结果,可以被用于疾病预防,或者用于将来农业方面的预防,这个也是我们感到比较开心的。

13年的漫长研究,才最终解答了人们的疑问。但是,研究员们告诉我们,对于这个课题,他们还要解答与之相关的许多未解之谜,比如说:云南蝙蝠身上的病毒是如何传播到遥远的广东的动物和人身上的?蝙蝠为何携带这么多烈性病毒而不发病?等等,未来要走的路还会更长。

中国科学院武汉病毒研究所 研究员 石正丽:大家看到的是一小步,实际上是我们很多很多更小的步骤来获得的。其实做这个基础科学,本来就很寂寞,需要坚持,你永远都是开拓者。

几乎每个人小时候都有过一个科学家梦,觉得科学家懂得多,特别厉害。长大以后才知道,为什么科学家懂得多?因为当所有人都开始淡忘的时候,只有他们还在执着地追寻答案。他们最厉害的地方不是手里的仪器,而是心里的精神,为了科学的真理,为了人类的福祉,他们甘愿忍耐任何寂寞。

​科学家是推动这个世界不断前行的人,他们以求真为使命,用好奇心和探索精神不断扩展人类认知的上限,每一个发现都是新的开始,每一个答案都会引出新的问题。与其说对SARS源头的追踪没有结束,不如说它刚刚开始,科学家们还长途跋涉、一往无前。为他们的坚持不懈,矢志不渝,衷心地献上我们最真诚的敬意!


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