病毒捕手探尋蝙蝠洞,只為尋找病毒起源

深度議見 發佈 2020-05-24T03:53:11+00:00

在進入岩洞之前,這群科學家都穿上了防護服,口罩和厚厚的手套,以遮蓋住每一寸皮膚。如接觸到蝙蝠的糞便或者尿液,會使他們感染上一些世界上致死性最強的未知病毒。在中國西南部的雲南省,科學家戴上頭燈,將網放置在一處有竹子遮蓋住的洞穴入口處,這個洞穴是眾多石灰岩洞穴的其中一個。

在進入岩洞之前,這群科學家都穿上了防護服,口罩和厚厚的手套,以遮蓋住每一寸皮膚。如接觸到蝙蝠的糞便或者尿液,會使他們感染上一些世界上致死性最強的未知病毒。

在中國西南部的雲南省,科學家戴上頭燈,將網放置在一處有竹子遮蓋住的洞穴入口處,這個洞穴是眾多石灰岩洞穴的其中一個。


史密森學會在緬旬和肯亞採集蝙蝠標本,這讓他們發現了6種新型冠狀病毒。


然後他們耐心等待日暮降臨。當太陽下山的時候,成千上萬個蝙蝠飛出洞穴尋找食物,也直接飛入網中。


在從蝙蝠翅膀上抽血型之前,科學家會收好網,然後給蝙蝠注射輕度鎮靜劑讓其入睡。"我們會收集糞便,採集口腔和糞便拭子。" 生態健康聯盟專家彼得·達薩克說,生態健康聯盟是一家美國無政府組織,專門負責檢測新型病毒和傳染病預防。


中國雲南一座石灰岩洞穴的入口,生態健康聯盟已在此探索超過10年。


達薩克是一名病毒捕手。在過去10里,他到過20多個國家,通過尋找蝙蝠洞穴里新的病原體,更確切地說,是新型的冠狀病毒,以防止下一次大型傳播病的發生。


達薩克的研究發現,將會和其他跟他一樣的科學家一樣,輸入進一家記錄有所有已知動物病毒的開放實驗室,在這裡科學家可以預測哪種病毒會最先感到到人類,以此來為下一次像新型冠狀病毒類似的傳染病毒來做好準備。


他說:"我們收集了超過1萬5千隻蝙蝠樣本,這樣我們識別出了500多種新型冠狀病毒。"


其中一種病毒於2013年在中國的岩洞穴里發現,很可能就是新冠病毒的祖先。


在2003年非典爆發以前,對於冠狀病毒的研究並沒有引起廣泛關注。"這在醫學研究里並不是一個讓人感興趣的分支。"新加坡國立大學的病毒學家Wang Linfa如此評價,她為生態健康聯盟收集的樣板研究製造研究工具。


在這之前只識別出有兩種人類冠狀病毒,都是於上世紀60年代發現。


在2009年,Predict機構成立。該機構由USAID資助,加州大學戴維斯學院領導,生態健康聯盟,史密森學會,野生動物保護組織和Metabiota(一加州企業)共同合作組建。


為抓到蝙蝠,科學要在洞穴入口處布網。為避免直接接觸蝙蝠,他們穿上防護服,戴上過濾面具和手套。


Predict的初衷是在新的動物傳染疾病傳染給人類之前將其識別和發現出來,包括冠狀病毒。在其10年的運行之中,總共獲得了接近2億美元的資金。


自該機構成立以來,超過5種人類冠狀病毒被識別出來,包括今年爆發的新冠肺炎病毒。達薩克估計在蝙蝠洞穴里起碼有1萬5千種冠狀病毒,現在已經的只有幾百種。


達薩克任職的單位將重點放在中國西南部,準確點說就是前面提到的雲南石灰岩洞穴,那裡以蝙蝠眾多而聞名。


達薩克說:"我們一開始在中國開展工作是為了尋找非典病毒的起源。但在之後我們意識到還有數以百計的危險冠狀病毒,因此將我們的工作中心轉移到尋找這些病毒。"


生態健康聯盟成員在收集蝙蝠樣本。


Predict現在在31個國家運營。另外一組歸屬史密森學會管理的病毒捕手,則將工作重點放在緬旬和肯亞。"至今為止我們在緬旬發現了6種新型冠狀病毒。"史密森學會的全球健康項目負責人蘇珊·默里說。


史密森學會的另外一個負責人說:"這些地區具有大量的野生動物多樣性,不斷增長的人口,發達的旅遊網絡和為數眾多的家畜都干擾了自然界的行為習慣,這自然也增加了病毒在不同物種之間傳播的風險。"


據達薩克了解,在東南亞和中國有大多數民眾通過捕獲,在海鮮市場上售賣-通常是活的以及食用這些行為都會與野生動物直接接觸。


在雲南省某個縣,達薩克的團隊在分析了居住在兩個蝙蝠洞穴附近的居民血液樣本之後,發現3%的居民具有某種病毒的抗體,這種病毒通常只在蝙蝠里發現,這意味著這些居民已經暴露在了病毒之中。


"他們可能是在未知情況下感染的病原體然後自行康復,或者只有一些身體細胞被感染。"


Wang Linfa解釋說,為了轉移到人類,冠狀病毒需要能夠結合他們的細胞受體,這就需要有中間動物宿主。這宿主可以是果子狸,駱駝,穿山甲或者其它與人類接近的哺乳動物。


但是這些病毒通常起源於蝙蝠,蝙蝠攜帶有極高比例能夠感染人類的病毒,比如青猴病,尼帕病,伊波拉和非典。


達薩克解釋說:"因為蝙蝠是會飛的哺乳動物,它們的身體暴露於巨大壓力之下,因此產生免疫系統反應。為了應對於此,它們需要調和自身免疫系統,結果反而讓它們更易於接受病毒以及裝載更多的病毒。"


而且蝙蝠的數量占所有哺乳動物的大概20%,並且是在窄小的洞穴里大量群居,這也讓傳播病毒變得更加可能。


當達薩克的團隊收集好蝙蝠樣本之後,他們將樣本保存在液氮里然後送到全球各地的合作實驗室。


"我們通常選擇與所在國家的頂尖實驗室合作,如果當地沒有,那我們就在當地建一個。"病毒DNA接下來會與基因銀行的資料庫進行比對。這能確定科學家面對的是否是一個新病毒。


但是答案通常是不明確的。


"一種病毒只有在超過20%的DNA與當前已知的病毒不同時,才能認為是新型病毒。" Supaporn Watcharaprueksadee解釋說,他在一與曼谷朱拉隆功大學相關的實驗室研究新興疾病,該實驗室獨立於Predict。

蝙蝠樣本採集之後會放進液氨容器里然後送到全球各地的實驗室進行研究。


當一種病毒已經在社區里傳播了幾年的時候,研究人員有時候可能也會認為他們發現了一種新型病毒。根據香港大學Patrick Woo教授所說,低於一半會引起肺炎的病毒被識別出來。通常情況是病人病情有好轉,然後他的案例就不再進行研究。


在2005年,Woo在香港的醫院裡發現兩位病人感染一種新型冠狀病毒,他稱其為HKU1.但他隨後發現,同樣的病毒已經在美國,澳大利亞和法國發現。


另一種已經在人類傳播但是沒有引起注意的是尼帕病毒。達薩克認為這種出現於1998年,在馬來西亞引發傳染病並關聯105例死亡的病毒,可能於更早時期在孟加拉由蝙蝠傳到人類。


"現在每年都會暴發一些異常的麻疹。我們在這些病人身上做了些檢測,發現他們其實是感染了尼帕病毒。"達薩克補充說這些變異沒有檢測出來,是因為很多病人住在貧困地區沒有錢支付醫學治療費用或者是離醫院太遠。


他和Predict團隊成員收集的蝙蝠樣本將會補充這方面的知識空白。


在今年新冠肺炎開始出現時,武漢病毒研究所的一位病毒學家迅速將該病毒與病毒庫進行比對。


結果讓人震驚。"此次新冠肺炎病毒與2013在雲南發現的馬蹄蝙蝠樣本相匹配,有96.2%的相似度。"這意味著在之前在雲南採集到的病毒樣本,要麼是當前新冠肺炎病毒的祖先,要麼是有近親關係。"因為基因組裡有3.8%的不同,很大可能是病毒經過中間動物宿主再傳播給了人類。"


知道病毒從何而來以及怎麼樣傳播給人類是病毒研究非常重要的一部分。這可以對傳染病做出早期判斷並做出及時措施阻斷病毒傳播。拿新冠肺炎病毒來說,知道它的起源可以幫助科學家了解它如何變異傳染給人類並且希望能防止未來的爆發。


這在此前已有先例。2019年1月,哥倫比亞大學梅爾曼公共衛生學院和生態健康聯盟聯合宣布他們在利比亞的一蝙蝠中發現了伊波拉病毒毒株,伊波拉於2013-16年在非洲西部暴發,這一發現意味著科學家很可能找到了造成11000例死亡的傳染病來源。


除了為新冠肺炎病毒和伊波拉病毒溯源提供支持,病毒捕手還為預測下一次傳染病暴發地點提供幫助。通過詳細說明對人類構成最大風險的病毒潛伏在哪裡,科學家可以畫出其傳播過程並最大程度地減少傳播,


穆里說:"我們的病毒學家團隊使用在現場收集的樣本來確定哪些病毒最有可能傳播給人類,並根據其風險狀況對其進行分類。"


與非典和中東呼吸綜合症相關聯的冠狀病毒列為極其危險等級,因為它們能夠傳播給人類。達薩克說:"我們在研究時發現50種新病原體與非典相關。將我們的預防工作重點放在這些高風險病毒上是極有意義的。"


科學家全身防護在洞穴里。


根據發表在《公共科學圖書館·病原學》(PLoS Pathogens)上的一篇論文,如果將它們結合在一起,則所產生的病毒將能夠直接傳播給人類,而無需中間宿主。


有很多措施可以用於提前防止傳染。在傳染病高發區域進行社區教育非常重要。"在肯亞的一些地區,我們教民眾將房頂的洞補上以防止蝙蝠飛進來,或者教他們在飲用前將駱駝奶煮熟以殺死病毒。"生態健康聯盟還教育當地民眾走私帶有病毒的穿山甲可能帶來的風險,以及避免食用蝙蝠咬過的水果。


科學家還在蝙蝠和其他野生動物身上放置跟蹤器,通過分析它們的行蹤和接觸家畜及人類的頻次來理解它們的傳播路徑。


由Predict建立的當地醫療機構能在防止傳染病中起到重要作用。"現在與我們合作的當地實驗室都知道如何識別新的病原體。" Predict在亞洲和非洲建立或投資了接近60家實驗室。


這些知識能用在新病毒的疫苗研發或者特效藥中。


科學家在蝙蝠翅膀中提取血液樣本。


"從蝙蝠中提取的血液樣本中含有抗體,蝙蝠製造抗體來對付病毒。這些可以作為開發針對新病原體的疫苗或血漿治療的基礎。"在新冠肺炎病毒侵襲之前,由於資助資金將於2020年3月到期,Predict的未來還充滿不確定性。


但是新冠肺炎的爆發表明這些病毒捕手工作的重要性,Predict現已收到價值兩百多萬美元的為期六個月的延期。


現在這些病毒捕手重新穿上防護服卻不再進行蝙蝠樣本檢測,他們在非洲,亞洲和中東為當地檢測新冠肺炎病毒提供緊急幫助,以及幫助這些國家完善應該對新冠肺炎病毒的醫療響應系統。達薩克說:"我們希望儘快回到現場去。然後我們會將重點放在尋找新冠肺炎病毒的來源。"

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