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解密1918流感:人类的生存保卫战,百年也不会结束

发布时间:2019-12-17 作者:AdminBuy.Cn 分类:公司新闻

本文来自微信大众号:返朴,头图为1918年,美国堪萨斯州赖利堡的兵营医院,病房被患西班牙盛行性感冒的武士塞满,来自维基百科。


病毒性疾病的传达不需求“签证”,并没有国界和地域的约束,感染性疾病的操控不仅仅是政府的作业,也需求一般民众、学术界、工业界和政府的广泛参加,精诚协作。在感染性疾病面前,所有的人类都是命运共同体。


撰文 | 丁强


1918年是人类历史上的至暗时间。此刻的我国堕入南北割裂、军阀割据、彼此混战的时代;大洋彼岸,第一次世界大战迸发,欧洲支离破碎,尸横遍野,很多年青人在泥泞的壕沟中不知为何而战役。更为可怕的是,一种看不见的病毒正逐步在世界规模内分散,这是人类历史上最丧命的流感病毒,于1918年席卷全球,共形成约5000万人逝世,仅一年的逝世人数就超过了1347-1353年黑死病暴虐六年的战绩。除了极高的致死率,本次流感的另一特点是:年青人,特别是20-40岁的人,逝世率最高。


这一病毒最先在西班牙发布,因而这次疫情也称为“西班牙流感”。“西班牙流感”病毒轻轻地来,悄悄地走,没有带走一片云彩,18个月后便彻底奥秘地消失。可是,形成这次大流感的病毒是什么姿态?从哪里来?为什么致死率如此之高……这些都成了其时的“悬案”。


想要破解这些“悬案”,首先得找到“犯罪分子”。可是,现已隐姓埋名的病毒,怎可以妙手回春呢?


在电影《侏罗纪公园》中,从一只吸了恐龙血后嵌在琥珀中的蚊子身上,一位科学家提取了恐龙的DNA,成功仿制出了恐龙,建成“侏罗纪公园”供游人观赏。电影导演的想象力十分丰厚,可是具有必定的科学道理。1918年流感病毒的“复生”和电影的桥段千篇一律,只需拿到该病毒的基因组信息,科学家就可以使用分子病毒学技能,克隆出将病毒的基因,出产出病毒,而且可以恣意修正病毒的基因组。


获取病毒样本


《侏罗纪公园》里,科学家是经过提取吸了恐龙血的蚊子DNA来找到恐龙DNA的。1918年流感病毒现已跟着患者的死去也跟着消失,科学家们是怎么寻觅它的踪影的呢?这儿有必要说到两位科学家,别离是Johan Hultin和Jeffery Taubenberger。


Johan Hultin是瑞典人,1924年出世,后来移民美国,在爱荷华大学读医学博士。Johan是一个文武双全,喜爱处处闯练的人,他规划了前进轿车安全系统的方案,被美国交通部选用;他也是年岁最大的、在我国慕士塔格峰滑雪的人。或许是瑞典人骨子里有滑雪的传统,已故闻名分子免疫学家Jürg Tschopp教授也是科学界的滑雪高手。


1950年,布鲁克黑文国家试验室 的William Hale博士拜访爱荷华大学,在陈述中谈及1918年大流感,说到“或许应该去北极区域寻觅永久冻土层下面的1918年流感罹难者来寻觅病毒的踪影”。言者无心,听者有意,Johan马上和导师Albert McKee博士提出自己想去阿拉斯加寻觅1918年流感病毒,以此作为自己的博士论文。26岁的Johan神采飞扬,呼朋唤友,马上动身前往阿拉斯加,开端了他的病毒侦察之旅。


他来到阿拉斯加一个叫做Brevig Mission的村子。这个村子在1918年约有80人,可是据记载,在当年11月15日至20日期间,流感病毒在短短五天内夺去了72人的生命。Johan深信,他能在这儿找到1918年流感病毒的踪影。1951年夏天,经过村落中长者的赞同,他开端发掘流感病死者的墓地。发掘冻土层十分困难,Johan和搭档生起火,将地上烤暖进行发掘。发掘作业继续了数天,Johan找到了多具流感患者尸身,并取得了死者肺部安排样品。可是,当他回到爱荷华大学试验室,将肺部安排样品去感染鸡胚,却并没有使病毒复生。Johan的侦察之旅就这样以失利告终[1-2]。


多年之后,又有一位科学家Jeffery Taubenberger博士想寻觅1918年流感病毒。Jeff 1961年出世于德国,9岁时跟随在五角大楼作业的爸爸妈妈来到美国,后别离在1986年和1987年取得医学博士 和哲学博士 学位,1988年进入美国国立健康研讨院的国家癌症研讨中心进行病理学研讨。1993年,Jeff进入美国武装部队病理学研讨所参加组成一个新的试验室,旨在将其时新的分子生物学技能引进到研讨所的病理学研讨中。1994年,他被提升为分子病理学部的主任,具有了自己的试验室,可以自在研讨一些根底科学问题。


病理学研讨所搜集有1918年流感盛行期间逝世的兵士的病理标本,Jeff在其中一名死者——美国南卡罗莱纳州的21岁战士——的肺部发现了1918流感病毒RNA[2-3]。比Johan更为走运的是,此刻,聚合酶链式反响 别离以106病毒剂量感染小鼠,在感染2天后,前者即可导致小鼠体重下降13%,而Tx/91病毒感染的小鼠体重根本没有改变;前者感染的小鼠在感染3天后开端呈现逝世,5天后悉数逝世,而Tx/91病毒感染的小鼠直到试验完毕也没有逝世现象。在感染第四天后,小鼠的肺部安排中,1918年流感病毒的病毒载量是Tx/91病毒的39000倍,而且引起严峻的肺部丢失,并随同严峻的肺部炎症,引起肺功用衰竭[15]。


后续进一步研讨发现,1918年流感病毒会引发激烈的免疫系统应对,发作“细胞因子风暴”——免疫细胞很多活化,引发细胞因子和炎症分子很多、快速开释,这种过度反响会使机体呈现超负荷状况,呈现严峻炎症和肺部积液,添加继发感染几率[16]。年青、健康的成年人免疫系统较强,一般更简单发作“细胞因子风暴”,这也解说了在1918年流感中为什么年青、健康的成年人反而逝世率更高。


至此,科学家们经过多年的尽力,借助于分子生物学技能,总算揭开了1918年流感病毒的奥秘面纱。咱们对病毒从何而来,病毒的遗传信息是什么,以及为什么会在青年人中引起如此高的逝世率有了明晰的知道。




远未完毕的战役


人人闻之色变的“西班牙流感”已是一个世纪前的暗影了。从前,人类面对病毒性疾病束手无策,只能被迫承受死神的宣判。可是,在曩昔的一百年里,人类从未中止过对大天然的探究,在科学和医学上取得了巨大的前进,现在应对新发和再发感染性疾病的才能已大大加强。逐步从被迫挨打,到自动出击,咱们现在把握的分子病毒学技能可以对病毒进行工程化改造和规划,依照咱们的志愿出产病毒——这就是疫苗的来历。可是,分子病毒学技能是一把双刃剑,怎么安全地运用这项技能,以及在何种情况下运用这项技能,需求经过严厉考量。咱们不期望“基因修改婴儿”相似工作的发作,咱们期望咱们可以正确地使用分子病毒学技能探究大天然,认知病毒,造福人类。


跟着全球化进程的快速展开,以及人和天然交互变得逐步频频,咱们面对新发和再发感染性疾病的要挟也日益加剧,病毒的传达速度也大大加速。咱们可以看到,从2003年“非典”爆发,到2012年“中东呼吸道归纳征”呈现, 再到2015年美洲寨卡病毒重现,以及从2018年开端,现在仍在非洲暴虐的埃博拉疫情,还有当时正在对我国养猪业形成重创的非洲猪瘟病毒……咱们很难猜测下一次是什么时分,什么病毒会呈现。这对感染性疾病的监测以及疾病爆发后的应急呼应机制提出了很高的要求。



2003年全球SARS病例散布。得益于全球警报和患者阻隔准则,全球SARS病例总数得以操控。 | 来历:https://www.nature.com/nature/focus/sars/map.html



开发低本钱、高灵敏度且高特异性、高通量、便利带着、实时快速的检测办法关于及时发现病原体是至关重要的。美国麻省理工学院的张锋教授最近使用CRISPR技能开发的“SHOLCK”技能可以对1微升临床样品在1小时内给出确诊成果,其灵敏度可达1复制,且本钱约为0.6美金每个样品。


一起,加强广谱抗病毒活性的药物以及防备性疫苗的研制也是应对新发、突发病毒性疾病的有用手法,这就需求在根底科研范畴作业的病毒学家孜孜不倦地寻觅病毒的“阿喀琉斯之踵”,找到以不变应万变的战略。


在2003爆发SARS之后,我国树立了齐备的应对感染病的国家突发公共工作应急呼应机制,感染病的防控才能大大增强。国家“感染病防治”严重科技专项充沛标明我国对感染性疾病根底研讨的注重,可以为反抗感染性病原供给更多的理论研讨。


2018年,地处武汉的国家生物安全试验室正式投入运转,具有展开高致性病原微生物试验室活动的资质,在国家公共卫生应急反响系统和生物防备系统中发挥着核心效果和生物安全渠道支撑效果。


别的,咱们也应该自动出击,去了解病毒,猜测病毒的盛行。人类病毒组方案就是咱们自动了解潜在病毒的战略,这项方案旨在经过病毒检测和样品搜集,一方面取得“病毒生态学”大数据,包含宿主规模、地理散布和盛行病学;另一方面经过测序病毒基因组取得数据库,树立一个归纳天然病毒生态学和遗传学的病毒超级数据库,以应对未来新发和再发病毒性感染病的要挟。该方案需求全球科学家的共同尽力,协作描绘全球病毒谱。到时,当遇到新发和再发病毒感染病时,咱们就可以像遇到生僻字去查字典相同,敏捷对病毒有所知道,做到“知己知彼,百战不殆”。


以史为鉴,可以知兴替。咱们对曩昔总结得多深,或许决议咱们将来能走多远。在“西班牙流感”曩昔百年之际,科学遍及出版社出版发行了《流感病毒:躲也躲不过的敌人》一书。这本书由我国科学院院士、我国疾病防备操控中心主任高福和我国科学院武汉病毒研讨所刘欢博士担任主编,以我们熟知的“盛行性感冒“为切入点,以点带面,介绍了流感病毒以及其他严峻要挟人类公共健康的病毒。十个章节层层递进,涉及到病毒性疾病发作、盛行和操控、疫苗和抗病毒药物研制、生命和演化、国际协作和我国展开以及现代科技与全球人类健康等论题,是一部遍及科学精力,传递科学思想,人文精力的作品,引荐我们阅览。


病毒性疾病的传达不需求“签证”,并没有国界和地域的约束,感染性疾病的操控不仅仅是政府的作业,也需求一般民众、学术界、工业界和政府的广泛参加,精诚协作。在感染性疾病面前,所有的人类都是命运共同体。期望每个人读完这本书后,在面对新发和再发病毒性疾病的进犯时,会多一些理性和考虑,少一些不安和惊惧,而且可以积极为打败病毒性感染病尽自己的一份力气。


参阅资料:


[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Johan_Hultin


[2] Taubenberger, J. K., et al. . Discovery and characterization of the 1918 pandemic influenza virus in historical context. Antivir Ther 12: 581-591.


[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Jeffery_Taubenberger


[4] Taubenberger, J. K., et al. . Initial genetic characterization of the 1918 Spanish influenza virus. Science 275: 1793-1796.


[5] Reid, A. H., et al. . Origin and evolution of the 1918 Spanish influenza virus hemagglutinin gene. Proc Natl Acad Sci U S A 96: 1651-1656.


[6] Reid, A. H., et al. . Characterization of the 1918 Spanish influenza virus neuraminidase gene. Proc Natl Acad Sci U S A 97: 6785-6790.


[7] Basler, C. F., et al. . Sequence of the 1918 pandemic influenza virus nonstructural gene segment and characterization of recombinant viruses bearing the 1918 NS genes. Proc Natl Acad Sci U S A 98: 2746-2751.


[8] Reid, A. H., et al. . Characterization of the 1918 Spanish influenza virus matrix gene segment. J Virol 76: 10717-10723.


[9] Reid, A. H., et al. . Novel origin of the 1918 pandemic influenza virus nucleoprotein gene. J Virol 78: 12462-12470.


[10] Taubenberger, J. K., et al. . Characterization of the 1918 influenza virus polymerase genes. Nature 437: 889-893.


参阅文献[4-10] Taubenberger博士团队别离将1918年流感病毒的基因进行测序


[11] Worobey, M., et al. . Genesis and pathogenesis of the 1918 pandemic H1N1 influenza A virus. Proc Natl Acad Sci U S A 111: 8107-8112.


[12] Luytjes, W., et al. . Amplification, expression, and packaging of foreign gene by influenza virus. Cell 59: 1107-1113.


[13] Fodor, E., et al. . Rescue of influenza A virus from recombinant DNA. J Virol 73: 9679-9682.


[14] Neumann, G., et al. . Generation of influenza A viruses entirely from cloned cDNAs. Proc Natl Acad Sci U S A 96: 9345-9350.


参阅文章12-14:报导流感病毒反向遗传学操作系统


[15] Tumpey, T. M., et al. . Characterization of the reconstructed 1918 Spanish influenza pandemic virus. Science 310: 77-80.


参阅文献15:复生1918年流感病毒,并研讨其致病性以及致病机制


[16] Kash, J. C., et al. . Genomic analysis of increased host immune and cell death responses induced by 1918 influenza virus. Nature 443: 578-581.


参阅文献16: 发现1918年流感病毒可引起宿主过强的免疫应对

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