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最凶猛的病毒在这里现原形
方翔
■上海市公共卫生临床中心内的生物安全防护三级实验室本版图片由该实验室提供
■H1N1流感病毒电镜照片
  本报记者 方翔

  如果将上海市公共卫生临床中心,比作应对传染病突发和暴发威胁的城市桥头堡,那么中心内的P3级实验室(注:P3实验室是生物安全防护三级实验室,生物安全防护实验室根据微生物及其毒素的危害程度不同,分为四级,一级最低,四级最高,分别为P1至P4),就是这座桥头堡的“大脑”。无论怎么样狡猾的病原体,都将在这里现形。

  H7N9在这里被发现

  2013年,也就是SARS暴发十年后,H7N9,这种新型流感病毒,闯入人们的视野。随着多地新增死亡病例的出现,这种流感病毒开始搅动人们平静的生活。人们的恐惧往往来自于对于未知的恐慌,如何尽早地为这种病毒“画像”,已经是迫在眉睫。

  把时间推回到2013年2月26日,时任上海市公共卫生临床中心党委书记的卢洪洲教授接到复旦大学附属上海市第五人民医院业务副院长的电话。电话中,院长简单地告诉卢洪洲,医院收治了一家三口类似流感症状的患者,请他尽快去会诊。

  据卢洪洲教授回忆,去之前已经考虑到是一种传染病,因此做好职业防护给病人做体检。当时,一家三口中的小儿子病情最严重,在急诊室里已经昏迷了。老父亲和大儿子还神志清醒,“其实当时医院已经进行常规已知病原体——甲型H1N1、H3N2流感、军团菌、衣原体等的检测,但结果均为阴性。医院给予病人多种抗感染治疗,无明显效果。”卢教授会诊后考虑是病毒感染,最有可能是流感病毒感染,他当即留取三位患者的标本后即给三位患者同时使用了双倍剂量的抗流感病毒药物奥斯他韦。

  在卢洪洲教授的安排下,当天病人样本很快地送到了上海市公共卫生临床中心,并由该中心生物安全实验室进行基因测序检测。至3月9日,他们用了一周时间进行已知呼吸道病原体的筛查和排除,初步判断是新的甲流病毒。3月18日,通过公卫中心实验室科研人员的努力,新病毒被鉴定为新型H7N9禽流感病毒。根据规定流程,新病毒的确认,还需要由中国疾病预防控制中心进行复核确认,才能最终确定。3月30日,国家卫生和计划生育委员会专家组成员达成一致结论,确定新型重配H7N9禽流感病毒。

  回忆起当年的场景,卢洪洲教授依然能够将很多细节回忆出来,“正是因为有了生物安全三级实验室,通过当时最新的分析方法,才能将病毒鉴定出来,这对于治疗有着非常重要的意义。人感染H7N9禽流感的病例发病初期,症状和其他类型流感相似,但病情发展迅速,很快出现重症肺炎,如果能够尽早地确定具体的病情,及时用药,将有效地避免产生重症致死的情况。”

  因SARS迅速筹建

  2003年突如其来的“非典”带来重大警示:一个没有足够强大公共卫生体系的城市,从一定程度上说,是一个安全设防不严密的城市,难以抵御各种严重传染性疾病等生物因素的侵袭。

  上海公共卫生临床中心位于金山区,是上海市人民政府投资建成的集临床医疗、教学、科研及应对突发公共卫生事件于一体的重大工程。“当年,在卫生局的支持下,我牵头组织了‘非典’的科研联合攻关,与当时的传染病医院同道们一起确认了上海地区第一例SARS患者,破译了上海地区SARS-CoV株全长基因序列。”时任上海病原学研究协作小组组长、国家卫生部医学分子病毒学重点实验室主任,曾担任上海公共卫生中心首任党委书记,现在是复旦大学党委副书记、纪委书记的袁正宏回忆,“公卫中心是在原传染病医院的基础上建立起来的,其很重要的使命就是要应对公共卫生的突发事件。一旦发生,就要快速响应,及时有效地处置。”

  P3级实验室隶属病原体检测与生物安全部,这个部门是为了应对上海地区新发与突发传染病病原体应急检测和鉴定工作而设立的科研部门,于2005年5月组建成立。当时,SARS和人感染高致病性禽流感等新发传染病疫情先后在国内外暴发,对大众健康和社会稳定造成严重威胁。各国政府均意识到,经济全球化使得病原微生物以史无前例的速度将疾病和死亡带到全球的每个角落,新发传染病已经成为全球化的附属产物。国家和上海市政府认为,必须建设一个强有力的病原检测与监测、诊断治疗和科学研究平台,以便及时发现、有效鉴别、快速诊断并采取预防控制措施。顺应社会的需要,上海市公共卫生临床中心特别组建了这一特殊科室,目的是为上海市应对公共卫生应急事件(主要针对突发、新发、大面积暴发的传染病)的发生,以最快的速度、最可靠的结果为上海市政府决策部门提供决策依据。

  “自2008年P3级实验室启动至今,经过这些年的能力建设,实验室已经具备从事MERS-冠状病毒(MERS-CoV)、人高致病性禽流感病毒(HPAI)、人免疫缺陷病毒(HIV)、结核分枝杆菌(TB)和埃博拉病毒(Ebola)五种高致病性病原微生物实验活动资格,具有开展二类三级的病毒和细菌病原体分离培养鉴定、动物(小鼠)感染实验、组织解剖、组织病理、电镜等实验技术和能力。另外也具备了在P3实验室内开展一类四级病原如埃博拉病毒的病原检测以及临床生化、肝功能和血常规等临床检测能力。特别是有能力在P3这样的高等级生物安全实验室内开展临床检验的,在全国传染病定点收治医院中是不多见好。”上海市公共卫生中心病原体检测与生物安全部主任胡芸文说。

  有重大疫情必“亮剑”

  “我们作为国家传染病重大专项上海地区监测网络组长单位,哨点医院常常送来不明原因的传染病病例样本,我们随时都要投入应急状态。”胡芸文说,“记得2008年5月,手足口病暴发时,当时的P2实验室开始投入工作,大量的咽拭子、疱液等标本送到我们这里,那真是第一次亲身体验什么是公共卫生应急。2009年甲流疫情暴发后,我们的P3实验室第一次启用,记得当时墨西哥出现多例死亡病例,国家怀疑这是一种高致病性病毒,WHO也是这样判断,因此对它的分离检测要求在P3实验室里做,我们的实验室经历了第一次实战考验。后来证明甲流病毒虽然传播力强,但是其致病性并不比一般的季节性流感病毒高。”

  胡芸文特别提到了当时针对首例H7N9的病毒检测过程,“当时面对上海市第五人民医院送来的这些标本,我们做了SARS冠状病毒、中东呼吸窘迫综合征冠状病毒和禽流感H5N1病毒的检测,这三种病毒是国家最为关注的高致病并性病原体。虽然当时这些病毒的检测都为阴性,我们应该可以松口气了,但是病人标本中的流感病毒还是呈现阳性,究竟是已知病毒,还是未知病毒,是人流感,还是禽流感,我们必须给出一个负责任的答案,结果发现这不是一种我们通常已知的人或禽流感病毒的时候,我们的心一下子绷紧了,我们当时用了不少非常规的实验方法,结果都失败了,我们那段时间天天加班,最后我们运用了澳大利亚WHO流感合作中心几年前在文献上提供的一套方法,检测出了基因片段,经测序和序列比对发现,它可能是一种由多种禽流感病毒基因重配的新型病毒。”

  2015年2月20日23时20分,上海市公卫中心应急办接到市卫生计生委来电:一个从塞拉利昂返沪的男性,持续发烧39℃3天多,出现头痛、腹泻、神志不清,在市内某大医院急诊救治。专家组会诊,病人疑似感染埃博拉病毒,须急送至市公卫中心做病毒核酸检测,以待进一步诊治。

  卢洪洲教授接到指令后火速赶往医院,相关专家们雨夜兼程赶往金山。21日1时50分,应急指挥中心正式启动。卢洪洲教授在查看病人后初步诊断:埃博拉感染待排除,但高度怀疑恶性疟原虫感染。当即应用抗疟疾药物、抽血送P3实验室检测埃博拉病毒核酸。

  病患血液须做的埃博拉病毒核酸检测就在P3完成,这一环是至关重要的,病患是否感染埃博拉就看核酸检测是否阳性。所以,P3实验室给出的检测结果是决定性的关键点。在打车从市区赶赴金山的路上,胡芸文用手机调兵遣将,调来自己的5个兵,包括副手宋志刚,又担心实验室负压系统年久会在雨天不稳定,紧急请来公司的系统工程师,尽管,她的担心一一出现,好在有备无患。接到病患血液标本后,她带领P3实验室技术人员和市CDC专家与临床检验人员一起进入P3,同时开展病原检测和救治所需的临床血液化验工作。果然,大于平日55Pa的负压让人感觉头很晕、心跳加速,但不能有半点差池的理念让每个人神经高度紧张。承受着生理到心理的巨大压力,大家坚持每个操作步骤严丝合缝。整整3小时10分,病毒核酸检测阴性,这让在场的每个人如释重负。此时,已是次日上午9点30分。 (下转A7版)  (上接A6版)

  科研解密意义重大

  北京时间2016年11月24日凌晨,国际自然科研核心期刊《自然》杂志在线发表了由中国疾控中心主导的学术论文《无脊椎动物RNA病毒圈的重新界定》,宣告病毒圈新增1445种RNA病毒,并从遗传进化的角度揭示了RNA病毒发生和进化上的基本规律。上海市公共卫生临床中心副院长徐建青认为,从生物进化角度讲,像病毒这样处于“金字塔”最底层的微生物更具有多样性,产生物种多样性的方式也非常灵活,而处于“金字塔”顶层的人类则完全相反,人类的进化进程为何如此之快?这一直都是一个谜。这项研究让我们有理由对生物进化做出更多大胆猜想。

  “我们医院的P3级实验室除了可以检测病毒之外,还兼具病毒研究以及疫苗研制的功能。”徐建青说,“像针对禽流感H7N9的疫苗研制一般有不同的技术路线,其中传统的一直是灭活的技术路线。我们则采用基因工程手段,尝试把H7N9的主要致病基因植入到成熟的疫苗载体上,相当于存进保险柜里再放到人体细胞中,由于病毒的蛋白结构没有被灭活过程破坏,就有效激发了人体产生免疫应答。实验证明,数十只被注射基因疫苗的小鼠,再植入H7N9禽流感病毒,30天后没有一只死亡,也没有一只发现被病毒感染致病。疫苗的有效性被初步证实。”

  徐建青领导的课题组在收集患者样本后发现,在H7N9重症感染者中,凡2至3周内可快速康复出院的患者在感染早期(约1至2周)就会出现高水平的H7N9特异性“CD8阳性T细胞”应答;大于30天方可出院、康复较慢的患者则需要在较晚期(约4周)才会出现较好的“CD8阳性T细胞”应答;而最终因感染而死亡的患者,机体内仅有低水平的H7N9特异性免疫应答,“CD8阳性T细胞”的应答水平则更低,也就是说,不能生成流感“杀手”(CD8阳性T细胞)的患者都将面临死亡威胁。上述研究表明,在H7N9重症感染者中,记忆性“CD8阳性T细胞”直接参与了患者或康复、或死亡的过程,它的应答水平高低与感染保护密切相关。在国际上首次揭示了流感特异性“CD8阳性T细胞”对人体的临床保护作用。

  近年来,流感病毒因为变异频繁,成为疫苗研究的一大难点,现有的流感疫苗一般只能针对某一种特定的流感。徐建青说,他们的终极目标是让人们只注射一次疫苗就终身不得流感。而且不仅是流感,像是癌症等疾病都有可能通过免疫疗法来得到治疗,而关键就在于人们要对于病原体有充分的了解,这项工作只有高等级的生物安全防护实验室能完成,“过去我们常常说要消灭病毒和细菌,但是通过这些年的研究,我们发现其实人类在与病毒和细菌等病原体的对抗过程中,也是自己不断进化的一个过程,更是了解病毒和细菌的过程,如果我们能够很好地利用病毒和细菌,这对于人类健康的贡献将不可估量。”

     
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