追尋SARS病原的科學歷程

WuNing,LuoPeng編寫

目前，WHO（世界衛生組織）已經確認，引起SARS（嚴重急性呼吸系統綜合症）的病因的是冠狀病毒的一個新變種。這是非典型肺炎在全球開始流行（兩個月來）以來首次明確該“致命”疾病的罪魁禍首，現已破譯了其遺傳密碼。人類發現艾滋病的病原花了兩年的時間，而破譯其遺傳密碼更花了數年的時間，這與本次從開始流行到發現SARS病原和確定DNA序列所花的時間形成了鮮明的對照。那麼這個過程是如何的？我們可以從中學習到什麼？下面是記述的當前國際生物學界最驚心動魄的一段里程，這是海灣之外的另一場戰爭，而且涉及的人口和國家還要多。

2002年11月 世界衛生組織（WHO）流感研究項目經理Klaus Stohr博士在北京參加一個關於中國流感——疫苗政策方面的會議。會上，一位來自廣東省的代表在報告提到，在廣東靠近香港的地區有數人死於一種異常嚴重的流感。隨後，WHO取得了這種病毒的樣本，但發現它似乎只是一種普通的流感。

2003年2月 來自廣東省關於非典型性肺炎致人死亡的報告不斷增加。一位斯里蘭卡裔的英國微生物學家Malik Peiris博士在與來自香港大學的同事聊天時，偶然聽到最近得病的人數異常增多的情況。Peiris博士以其異常敏銳的科學判斷力，認為這是一個必須馬上着手研究的課題。正是這位Peiris博士早在1997年就領導了一個研究組，夜以繼日地對H5N1禽流感進行研究，並取得了巨大成功。當時這種流感導致了18名患者中的6人死亡。

2003年2月 當一個剛從大陸返回香港的家庭在2月份全部都患上了流感時，Peiris博士想他們可能找到了這種神秘肺炎的病因，但這次並不是禽流感。在2月下旬，這種神秘的肺炎開始不祥地擴展開來，可在病人的血液和唾液中沒有發現流感的證據。正如Stohr博士所說的那樣，那時“我們已不再驚奇，而是開始擔憂起來”。

2003年2月20日 中國衛生部向世界衛生組織作出簡短報告，稱2月11日發現的急性呼吸道綜合症（ARS）病原可能是衣原體。這是自2月11日以後，衛生部向世衛組織就非典肺炎所作的第四個簡報，也是當月的最後一個報告。在此前的報告中，衛生部稱廣東的非典型肺炎已得到控制。新華社也發出通稿宣布：“經中國疾病預防控制中心和廣東省疾病預防控制中心的共同努力，引起廣東省部分地區非典型肺炎的病原基本可確定為衣原體。” 消息還給出權威性結論：衣原體是一種在真核細胞內寄生的原核微生物。衣原體引起的肺炎採用針對性強的抗生素治療非常有效。該病是完全可以預防的。人們沒有注意到，當時推斷衣原體的依據只是“通過電鏡，觀察到了衣原體的形態”（新華社報道），而且只有兩例標本。

2003年2月21日 這一天，這種新的病毒悄悄地從廣東進入了香港。病毒的攜帶者是一位63歲的中國醫生劉建倫（音），他到香港是為了參加一個婚禮。而到了3月上旬，香港當局開始認識到，這種新的疾病正是從曾與劉醫生接觸過的幾個人開始傳染給香港、新加坡、越南的數百人，並最終傳播到了美國。

2003年3月5日 在全國十屆人代會和政協會議上，身為第十屆政協委員的鐘南山教授（廣東“非典”指導小組組長）再次表達了對於非典型肺炎的憂患之心。他表示，廣東非典發病的病毒到現在仍未能確定是何種病毒，雖然有專家提出是衣原體病毒，但在臨床治療過程中按衣原體思路進行治療是無效的。鍾南山以及廣州軍區呼吸科主任黃文杰都提出了尋求國際合作的主張。他們說，新病毒的出現並非地區或國家的單獨問題，而是人類共同面對的科學難題，一個國家的醫療部門未必足以解決問題，為了保障人類的安全及健康，在不影響國家安全情況下，應考慮尋求國際專家協助。鍾南山的看法刊登在廣東的一份報紙上。此後，據說該報曾為與“非典”有關的報道受過批評。

2003年3月15日 這天早上，世界衛生組織日內瓦總部收到報告，一名搭乘新加坡航空公司航班的新加坡醫生出現了SARS症狀，在該航班上有來自15個國家的400名乘客都可能被感染。當這架飛機還在天上飛行時，20位衛生專家已迅速集中到日內瓦開會討論非典型性肺炎的應對措施。一些專家認為“不要引起恐慌”，而另一些人則主張採取嚴厲的措施，包括對所有的乘客進行隔離。最後，當飛機抵達德國法蘭克福機場時，受感染的病人被迅速送往醫院。也就是在這一天，曾經被中國報告為急性呼吸系統綜合症的疾病被世界衛生組織正式確定為嚴重急性呼吸系統綜合症（SARS）。同時，世界衛生組織還少有地向全球發布了旅行警告，以減少世界旅遊者前往亞洲和其他的發病區域，這一通知當天就出現在世界幾乎所有主要媒體上。 與此同時，世界衛生組織的Stohr博士迅速行動起來，組建了一個實驗室網絡，使世界各國的研究人員的資源能夠得到整合。他知道在世界上有三個國家——加拿大、越南、德國的實驗室可能有與該疾病有關的病毒樣品。他以世界衛生組織的全球流感監測網絡為基礎，動員了12個實驗室參加了這一網絡。他說：“我們應該數據共享，而不要先想着拿諾貝爾獎或者在Nature上發表文章”。這時，世界衛生組織設立了一個需要口令才能訪問的專用網站，在網站上每半天召集一次會議以便讓各實驗室交流最新的發現。

2003年3月18日 開始，Stohr博士希望各實驗室把注意力集中在副粘液病毒（paramyxovirus）上。到3月18日，德國和香港中文大學的實驗室宣布已獲得了該病毒的電子顯微鏡照片；在5分鐘之後，這個消息就在WHO網站上公布出來。當天，鹿特丹的Erasmus大學實驗室就用特快專遞向其它實驗室寄送了副粘病毒的快速檢測試劑盒。 但是，由Peiris博士及其同事K.Y.Yuen領導的香港大學試驗室以及由Larry Anderson領導的美國疾病預防與控制中心（CDC）在對3月上旬感染病人的樣品進行分析後，很快證實上面的猜測是錯誤的。

香港：在設於市立瑪麗女王醫院的實驗室里，研究人員試圖對任何可能的病原進行培養。他們將病人粘液樣品塗在細胞系（來自不同動物和人的細胞群）表面。這次他們沒有採用常規的三或四個細胞系培養，而是用了多種不同類型的細胞。現年53歲、說話溫和Peiris 博士說：“我們要做的是填空，所以要把網張得大一點”。其中的一個從青猴胚胎提取的細胞系培養試驗獲得了另人驚奇的結果。大約是在3月10日，香港的研究人員通過顯微鏡看到細胞在受到感染後很快死亡，這表明某種病毒正對細胞造成毀滅性破壞。研究人員還發現，潛伏在垂死細胞中的病毒毫無疑問是冠狀病毒。這種病毒由於具有丁狀冠而得名。 美國：疾病預防與控制中心（CDC）採用類似的方法發現，取自病人的組織樣品可以殺死猴子的細胞。研究人員用顯微鏡對這些細胞進行觀察後，也發現了與香港實驗室所看到的一樣的冠狀病毒。Anderson博士說：“如果它的形狀不是那麼特別，我們可能還在尋找”。

2003年3月19日 衛生部部長張文康會見了世界衛生組織馬文華代表。氣氛一派樂觀。

2003年3月21日 研究人員對已有的發現仍然有疑問。已知的冠狀病毒除了引起鳥類、豬和牛的一些病症外，對人僅僅能導致輕度或中度的感冒。美國疾病預防與控制中心的研究人員認識到必須儘快地採用一種新的病毒檢測工具來進一步證實他們的發現。這種檢測工具是由舊金山加州大學的Joseph DeRisi剛剛研製成功的，這就是所謂的基因芯片法。用一根含有已知的大約一千種病毒遺傳物質的長硅條來檢測病毒的種類。3月21日，CDC將嫌疑病毒的RNA寄給了Joseph DeRisi博士。

2003年3月22日 僅僅過了一個晚上，DeRisi博士的研究組就將測試結果用電子郵件發給了CDC。結果表明嫌疑病毒屬於冠狀病毒科。這有力地表明了SARS的病原是一種冠狀病毒，並且第一次獲得了該病原是冠狀病毒一個新變種的實驗室證據。

2003年3月26日 香港大學的微生物學家宣稱，他們認為該病毒是從動物傳播到人的，但目前尚不知道是哪一種動物。 DeRisi博士的實驗室也向Anderson博士的10人研究小組提供了足夠的RNA樣品用於對該病毒DNA的解碼。由於SARS病例成倍增加，醫學專家們非常需要能夠快速鑑定這種病毒的方法。 此時，香港防治非典型肺炎之戰已進入白熱化。到這天，中國終於向世衛組織通報了廣東至2月28日共出現非典病人792例、死亡31例的數字。

2003年3月28日 中國正式加入世界衛生組織的國際合作網絡。9國11家實驗室的陣容，因為中國疾控中心與廣東疾控中心的參加增至13家。

2003年3月29日 在這個時候，SARS還奪去了一位病毒尋找者的生命。世界衛生組織的一位在越南作兒童寄生蟲病研究的專家Carlo Urbani，在3月29日被證實死於非典型性肺炎。在2月下旬，他曾經給一位來自香港名叫Johnny Chen的遊客看過病，並很快認識到這是一種新的疾病。這時，Carlo Urbani立刻通知了他在世界衛生組織的上司，並以醫院可能已經染毒為由，建議封鎖了他所在的河內法國醫院。由於他的即時報警，減緩了當地疾病傳播的速度，很多衛生官員將他看作是英雄（Johnny Chen 後來同樣死於SARS）。

2003年3月31日 中國著名病毒學家洪濤認為： “我們不敢排除有其他的原因，比如說衣原體和冠狀病毒同時作用，但衣原體絕對是主要元兇。”這時中國科學家還普遍拒絕國際網絡所得出的冠狀病毒結論。

2003年4月2日 CDC認為，獲得這種未知病毒的全部DNA 序列不僅對於建立高靈敏度檢測方法非常關鍵，而且也將給研究人員在研製治療藥物或疫苗時提供非常重要的信息。從4月2日開始，基因測序小組對病毒基因組進行逐段測序，並將測序的結果立即公布在SARS研究網站上。其它實驗室則根據網站上公布的結果，對基因組的其它片斷進行測序。 科學界的競爭總是存在的，美國CDC的研究人員不知道還有一個實驗室更有雄心，打算獨自完成病毒基因組的全部測序工作。早在去年，為應對生化恐怖主義襲擊，位於加拿大溫哥華的不列顛哥倫比亞癌症研究所（British Columbia Cancer Agency）就將自己的職責擴大為對任何快速傳播疾病進行研究，這個研究小組的首席科學家是Robert Holt博士。 也就是在這一天，中國衛生部部長張文康在電視採訪中談到非典型肺炎的病原。他說，現在各說不一，而中國疾病控制中心通過解剖五例屍體發現的是衣原體樣顆粒。究竟是什麼，是衣原體，還是海外說的冠狀病毒或是副粘液病毒，目前難有結論。

2003年4月4日 中國衛生部直屬的中國疾控中心召開“記者座談會”，中心主任李立明詳細介紹了疾控中心“科學發現病原的完整過程”。他稱，洪濤院士在2月18日就首先通過解剖病人屍體發現衣原體樣顆粒，並表示，以此為起點，該中心目前已有了圍繞衣原體在“病原形態學、免疫學、病毒學、分子生物學等多學科的非典型肺炎病原的聯合攻關”，並取得相當進展。 　　與會記者不止一次地問及海外對於冠狀病毒的研究進展，李立明說，該中心也找到三例冠狀病毒，其序列片斷和世界衛生組織及香港公布的是一樣的。“但這不一定證明一定是病原。”他說，現在世衛組織的國際科研網絡在北京時間每晚都有電話會議。中國介紹了自己的關於衣原體的研究進展。“我們有血疫學反應。我一說完這個，他們就不說話了。”47歲的李立明將中國疾控中心生動地描述成中國疾病控制的國家隊。在這一權威機構召開的記者座談會之後，人們普遍意識到，中國官方主流意見仍然認為衣原體可能是SARS病原。

2003年4月5日 不列顛哥倫比亞癌症研究所收到了從位於Manitoba州Winnnipeg市的加拿大國家微生物實驗室寄出的裝在安全盒中的一個小塑料試管，試管中有1毫克被認為是導致SARS的病毒DNA。這些DNA是從多倫多第一例被確診感染了SARS病人的肺部組織中提取的。 這個研究所基因組研究中心90名員工中的40人擱置了原來的所有研究項目，開始全力投入到SARS病毒的研究當中。在隨後的一周，他們夜以繼日地工作。其中第一步也可能是最艱巨的工作是將病毒的RNA反轉錄為DNA。在分子生物學家Jaswinder Khattra博士的領導下，大約有12人不分晝夜地工作。而同時，Holt博士則忙於高級測序儀的準備工作。

2003年4月10日 中國的《人民日報》和《健康報》稱，中國疾控中心病毒病預防控制所李德新教授、畢勝利教授、段淑敏主任和許文波教授等科技人員，取得重大突破，克隆了冠狀病毒部分基因，成功分離到數株冠狀病毒，並開始研製冠狀病毒診斷試劑。下午，北京市外事辦公室在北京二十一世紀飯店舉行SARS防治知識介紹會。中國疾控中心首席研究員洪濤博士與會，通報了該中心發現冠狀病毒的消息。

2003年4月11日 這天晚上，Holt博士及其研究組意識到他們的路子終於走對了。他們用計算機對DNA片斷的測序結果進行分析，將各片斷的鹼基順序拼合起來。到4月12日（星期六）凌晨2點25分，他們終於完成了第一個SARS嫌疑病原的基因組序列。這時，全研究室的人員都歡呼起來。隨後，他們立即將基因組序列公布在了網站上。他們共測出29736個核苷酸對，繪製出基因圖譜包含3080個鹼基序列，確定了這種冠狀病毒的近3萬個化學單元。 這時在亞特蘭大的Anderson博士研究小組還差一點就要完成他們自己的測序工作，對溫哥華方面的成功感到非常吃驚。 這天，新華社公布了軍事醫學科學院微生物傳染病研究所祝慶余、秦鄂德兩位研究員的發現。祝慶余所在的研究所是在2月底就在一例來自廣州某軍隊醫院非典型肺炎屍解標本中分離並辨認出冠狀病毒，但當時只限於形態學上的證明，沒有其他方面的證據，未正式報告。他們到3月21日通過了血清學、免疫學、分子生物等方面的研究，獲得關於冠狀病毒的進一步證明。到4月9日，祝、秦等人進一步對分離出的4株冠狀病毒進行了序列測定。但他們必須把從3月下旬起就有的發現逐級上報，最後這些成果公布是在4月11日。 世界衛生組織顯然對於中國關於冠狀病毒的研究至為關注。在簡要引述了這兩項發現後，世衛組織4月11日在其網站發布的官方消息說，這表明“中國內地發現的SARS與香港的SARS可能具有同源性”。

2003年4月12日 新華社報道，廣東疾控中心也發現了冠狀病毒。此後，北京媒體報道了北京疾控中心發現冠狀病毒的消息，並稱已經排除了其他病原之可能，包括肺炎衣原體。 在初步確定病原後，中國科學家開始進行動物模型方面的實驗。根據時間橫斷面的判定條件，要對實驗白鼠大約14天的判定條件，才能確認病原體。中國軍事醫學科學院病毒所早有做動物模型的計劃，卻苦於設備條件，等了近兩個月，才從其他單位借得一台機器，得以進行實驗。這時，中國科學家堅持說，中國畢竟同時在一個組織里發現了衣原體和冠狀病毒。這在世界上是沒有的。“這給我們進一步來明確誰是主要的病因奠定了一個非常好的基礎”。

2003年4月13日 由中國衛生部部長張文康牽頭的衛生部非典型肺炎防治領導小組宣布一項決定，成立中國的“非典型肺炎病原學研究聯合攻關組”。 這是在當天中國國務院召開重要會議部署防治“非典”的重大新聞播發之後。此時，距非典型肺炎（縮寫SARS）在中國肆虐已有四個多月。

2003年4月14日 亞特蘭大小組在這天（星期一）將他們的結果公布在網上後，溫哥華小組將其與自己的結果進行了比較，發現兩個小組的結果完全一致。同時，他們認為基因組圖的完成並沒有解開這種新疾病的所有謎團。根據這些結果研製疫苗可能還要花費數年的時間，其中的一個原因是RNA病毒常常很快會發生突變。

2003年4月16日 香港的微生物學家宣稱，他們的DNA測序結果與加拿大和美國的略有不同。目前還不知道這種差異的真正含義是什麼，但據香港大學的阮博士說，他對近幾天在香港發生的幾個重症病例感到擔憂，而且越來越多的病人出現了一種過去的SARS病例中沒有的新症狀——腹瀉。儘管如此，不列顛哥倫比亞的科學家還是認為具有高度準確性的診斷方法將在今後的數周內研製成功。

2003年4月17日 在日內瓦召開的新聞發布會宣布，人類在對抗SARS征途上又取得了一項重大進展，即完成了“科赫推定”中的第4步，也是最後一步的病原確定工作。“科赫推定”是德國微生物學家羅伯特. 科赫在一個世紀以前提出來的。世界衛生組織稱，由荷蘭Erasmus大學Albert Osterhaus博士領導的研究小組成功地用冠狀病毒使供試驗的猴子染病。而且，該研究小組還成功地從感染猴子體內分離出該病毒並成功地進行了實驗室培養。這是一個正式的證據，表明全球科學家們在一個月的通力合作後，這次真正找出了SARS的元兇。

2003年4月18日 全球9個國家13個實驗室的科學家齊聚日內瓦，規劃未來的作戰方略。中國科學家也出席了此次日內瓦會議。世衛組織在聲明中說，新發現應當歸功於全球13個聯合行動的實驗室。“在全球化時代，這種合作是戰勝新疾患的惟一辦法。”

全球科學家在繼續努力，未來的任務將集中於研製疫苗、研製診斷試劑和研製征服新型冠狀病毒的藥物。此番抗擊SARS之役，科學家的聯合行動給人印象深刻，也不禁使人聯想到在這短短的一個多月中科學界在應對這種突然事件中的反應能力。無疑，在這次國際競爭中（雖然目前是合作），中國科學界再一次處於劣勢（雖然當初我們極有可能處於世界領先）。思考其中的原因，有幾點啟發：（1）中國科學界過於依賴少數權威的意見，而對研究的創新思維有所限制；（2）研究體制還帶有濃厚的計劃經濟痕跡，不是國家原有計劃的項目很難緊急啟動；（3）政府在科學研究中角色過於深入，限制了研究的靈活性；（4）在國際合作中還是太保守，由於過於自信已掌握的資料，而拒絕合作或不全力合作。