追寻SARS病原的科学历程

WuNing,LuoPeng编写

目前，WHO（世界卫生组织）已经确认，引起SARS（严重急性呼吸系统综合症）的病因的是冠状病毒的一个新变种。这是非典型肺炎在全球开始流行（两个月来）以来首次明确该“致命”疾病的罪魁祸首，现已破译了其遗传密码。人类发现艾滋病的病原花了两年的时间，而破译其遗传密码更花了数年的时间，这与本次从开始流行到发现SARS病原和确定DNA序列所花的时间形成了鲜明的对照。那么这个过程是如何的？我们可以从中学习到什么？下面是记述的当前国际生物学界最惊心动魄的一段里程，这是海湾之外的另一场战争，而且涉及的人口和国家还要多。

2002年11月 世界卫生组织（WHO）流感研究项目经理Klaus Stohr博士在北京参加一个关于中国流感——疫苗政策方面的会议。会上，一位来自广东省的代表在报告提到，在广东靠近香港的地区有数人死于一种异常严重的流感。随后，WHO取得了这种病毒的样本，但发现它似乎只是一种普通的流感。

2003年2月 来自广东省关于非典型性肺炎致人死亡的报告不断增加。一位斯里兰卡裔的英国微生物学家Malik Peiris博士在与来自香港大学的同事聊天时，偶然听到最近得病的人数异常增多的情况。Peiris博士以其异常敏锐的科学判断力，认为这是一个必须马上着手研究的课题。正是这位Peiris博士早在1997年就领导了一个研究组，夜以继日地对H5N1禽流感进行研究，并取得了巨大成功。当时这种流感导致了18名患者中的6人死亡。

2003年2月 当一个刚从大陆返回香港的家庭在2月份全部都患上了流感时，Peiris博士想他们可能找到了这种神秘肺炎的病因，但这次并不是禽流感。在2月下旬，这种神秘的肺炎开始不祥地扩展开来，可在病人的血液和唾液中没有发现流感的证据。正如Stohr博士所说的那样，那时“我们已不再惊奇，而是开始担忧起来”。

2003年2月20日 中国卫生部向世界卫生组织作出简短报告，称2月11日发现的急性呼吸道综合症（ARS）病原可能是衣原体。这是自2月11日以后，卫生部向世卫组织就非典肺炎所作的第四个简报，也是当月的最后一个报告。在此前的报告中，卫生部称广东的非典型肺炎已得到控制。新华社也发出通稿宣布：“经中国疾病预防控制中心和广东省疾病预防控制中心的共同努力，引起广东省部分地区非典型肺炎的病原基本可确定为衣原体。” 消息还给出权威性结论：衣原体是一种在真核细胞内寄生的原核微生物。衣原体引起的肺炎采用针对性强的抗生素治疗非常有效。该病是完全可以预防的。人们没有注意到，当时推断衣原体的依据只是“通过电镜，观察到了衣原体的形态”（新华社报道），而且只有两例标本。

2003年2月21日 这一天，这种新的病毒悄悄地从广东进入了香港。病毒的携带者是一位63岁的中国医生刘建伦（音），他到香港是为了参加一个婚礼。而到了3月上旬，香港当局开始认识到，这种新的疾病正是从曾与刘医生接触过的几个人开始传染给香港、新加坡、越南的数百人，并最终传播到了美国。

2003年3月5日 在全国十届人代会和政协会议上，身为第十届政协委员的钟南山教授（广东“非典”指导小组组长）再次表达了对于非典型肺炎的忧患之心。他表示，广东非典发病的病毒到现在仍未能确定是何种病毒，虽然有专家提出是衣原体病毒，但在临床治疗过程中按衣原体思路进行治疗是无效的。钟南山以及广州军区呼吸科主任黄文杰都提出了寻求国际合作的主张。他们说，新病毒的出现并非地区或国家的单独问题，而是人类共同面对的科学难题，一个国家的医疗部门未必足以解决问题，为了保障人类的安全及健康，在不影响国家安全情况下，应考虑寻求国际专家协助。钟南山的看法刊登在广东的一份报纸上。此后，据说该报曾为与“非典”有关的报道受过批评。

2003年3月15日 这天早上，世界卫生组织日内瓦总部收到报告，一名搭乘新加坡航空公司航班的新加坡医生出现了SARS症状，在该航班上有来自15个国家的400名乘客都可能被感染。当这架飞机还在天上飞行时，20位卫生专家已迅速集中到日内瓦开会讨论非典型性肺炎的应对措施。一些专家认为“不要引起恐慌”，而另一些人则主张采取严厉的措施，包括对所有的乘客进行隔离。最后，当飞机抵达德国法兰克福机场时，受感染的病人被迅速送往医院。也就是在这一天，曾经被中国报告为急性呼吸系统综合症的疾病被世界卫生组织正式确定为严重急性呼吸系统综合症（SARS）。同时，世界卫生组织还少有地向全球发布了旅行警告，以减少世界旅游者前往亚洲和其他的发病区域，这一通知当天就出现在世界几乎所有主要媒体上。 与此同时，世界卫生组织的Stohr博士迅速行动起来，组建了一个实验室网络，使世界各国的研究人员的资源能够得到整合。他知道在世界上有三个国家——加拿大、越南、德国的实验室可能有与该疾病有关的病毒样品。他以世界卫生组织的全球流感监测网络为基础，动员了12个实验室参加了这一网络。他说：“我们应该数据共享，而不要先想着拿诺贝尔奖或者在Nature上发表文章”。这时，世界卫生组织设立了一个需要口令才能访问的专用网站，在网站上每半天召集一次会议以便让各实验室交流最新的发现。

2003年3月18日 开始，Stohr博士希望各实验室把注意力集中在副粘液病毒（paramyxovirus）上。到3月18日，德国和香港中文大学的实验室宣布已获得了该病毒的电子显微镜照片；在5分钟之后，这个消息就在WHO网站上公布出来。当天，鹿特丹的Erasmus大学实验室就用特快专递向其它实验室寄送了副粘病毒的快速检测试剂盒。 但是，由Peiris博士及其同事K.Y.Yuen领导的香港大学试验室以及由Larry Anderson领导的美国疾病预防与控制中心（CDC）在对3月上旬感染病人的样品进行分析后，很快证实上面的猜测是错误的。

香港：在设于市立玛丽女王医院的实验室里，研究人员试图对任何可能的病原进行培养。他们将病人粘液样品涂在细胞系（来自不同动物和人的细胞群）表面。这次他们没有采用常规的三或四个细胞系培养，而是用了多种不同类型的细胞。现年53岁、说话温和Peiris 博士说：“我们要做的是填空，所以要把网张得大一点”。其中的一个从青猴胚胎提取的细胞系培养试验获得了另人惊奇的结果。大约是在3月10日，香港的研究人员通过显微镜看到细胞在受到感染后很快死亡，这表明某种病毒正对细胞造成毁灭性破坏。研究人员还发现，潜伏在垂死细胞中的病毒毫无疑问是冠状病毒。这种病毒由于具有丁状冠而得名。 美国：疾病预防与控制中心（CDC）采用类似的方法发现，取自病人的组织样品可以杀死猴子的细胞。研究人员用显微镜对这些细胞进行观察后，也发现了与香港实验室所看到的一样的冠状病毒。Anderson博士说：“如果它的形状不是那么特别，我们可能还在寻找”。

2003年3月19日 卫生部部长张文康会见了世界卫生组织马文华代表。气氛一派乐观。

2003年3月21日 研究人员对已有的发现仍然有疑问。已知的冠状病毒除了引起鸟类、猪和牛的一些病症外，对人仅仅能导致轻度或中度的感冒。美国疾病预防与控制中心的研究人员认识到必须尽快地采用一种新的病毒检测工具来进一步证实他们的发现。这种检测工具是由旧金山加州大学的Joseph DeRisi刚刚研制成功的，这就是所谓的基因芯片法。用一根含有已知的大约一千种病毒遗传物质的长硅条来检测病毒的种类。3月21日，CDC将嫌疑病毒的RNA寄给了Joseph DeRisi博士。

2003年3月22日 仅仅过了一个晚上，DeRisi博士的研究组就将测试结果用电子邮件发给了CDC。结果表明嫌疑病毒属于冠状病毒科。这有力地表明了SARS的病原是一种冠状病毒，并且第一次获得了该病原是冠状病毒一个新变种的实验室证据。

2003年3月26日 香港大学的微生物学家宣称，他们认为该病毒是从动物传播到人的，但目前尚不知道是哪一种动物。 DeRisi博士的实验室也向Anderson博士的10人研究小组提供了足够的RNA样品用于对该病毒DNA的解码。由于SARS病例成倍增加，医学专家们非常需要能够快速鉴定这种病毒的方法。 此时，香港防治非典型肺炎之战已进入白热化。到这天，中国终于向世卫组织通报了广东至2月28日共出现非典病人792例、死亡31例的数字。

2003年3月28日 中国正式加入世界卫生组织的国际合作网络。9国11家实验室的阵容，因为中国疾控中心与广东疾控中心的参加增至13家。

2003年3月29日 在这个时候，SARS还夺去了一位病毒寻找者的生命。世界卫生组织的一位在越南作儿童寄生虫病研究的专家Carlo Urbani，在3月29日被证实死于非典型性肺炎。在2月下旬，他曾经给一位来自香港名叫Johnny Chen的游客看过病，并很快认识到这是一种新的疾病。这时，Carlo Urbani立刻通知了他在世界卫生组织的上司，并以医院可能已经染毒为由，建议封锁了他所在的河内法国医院。由于他的即时报警，减缓了当地疾病传播的速度，很多卫生官员将他看作是英雄（Johnny Chen 后来同样死于SARS）。

2003年3月31日 中国著名病毒学家洪涛认为： “我们不敢排除有其他的原因，比如说衣原体和冠状病毒同时作用，但衣原体绝对是主要元凶。”这时中国科学家还普遍拒绝国际网络所得出的冠状病毒结论。

2003年4月2日 CDC认为，获得这种未知病毒的全部DNA 序列不仅对于建立高灵敏度检测方法非常关键，而且也将给研究人员在研制治疗药物或疫苗时提供非常重要的信息。从4月2日开始，基因测序小组对病毒基因组进行逐段测序，并将测序的结果立即公布在SARS研究网站上。其它实验室则根据网站上公布的结果，对基因组的其它片断进行测序。 科学界的竞争总是存在的，美国CDC的研究人员不知道还有一个实验室更有雄心，打算独自完成病毒基因组的全部测序工作。早在去年，为应对生化恐怖主义袭击，位于加拿大温哥华的不列颠哥伦比亚癌症研究所（British Columbia Cancer Agency）就将自己的职责扩大为对任何快速传播疾病进行研究，这个研究小组的首席科学家是Robert Holt博士。 也就是在这一天，中国卫生部部长张文康在电视采访中谈到非典型肺炎的病原。他说，现在各说不一，而中国疾病控制中心通过解剖五例尸体发现的是衣原体样颗粒。究竟是什么，是衣原体，还是海外说的冠状病毒或是副粘液病毒，目前难有结论。

2003年4月4日 中国卫生部直属的中国疾控中心召开“记者座谈会”，中心主任李立明详细介绍了疾控中心“科学发现病原的完整过程”。他称，洪涛院士在2月18日就首先通过解剖病人尸体发现衣原体样颗粒，并表示，以此为起点，该中心目前已有了围绕衣原体在“病原形态学、免疫学、病毒学、分子生物学等多学科的非典型肺炎病原的联合攻关”，并取得相当进展。 　　与会记者不止一次地问及海外对于冠状病毒的研究进展，李立明说，该中心也找到三例冠状病毒，其序列片断和世界卫生组织及香港公布的是一样的。“但这不一定证明一定是病原。”他说，现在世卫组织的国际科研网络在北京时间每晚都有电话会议。中国介绍了自己的关于衣原体的研究进展。“我们有血疫学反应。我一说完这个，他们就不说话了。”47岁的李立明将中国疾控中心生动地描述成中国疾病控制的国家队。在这一权威机构召开的记者座谈会之后，人们普遍意识到，中国官方主流意见仍然认为衣原体可能是SARS病原。

2003年4月5日 不列颠哥伦比亚癌症研究所收到了从位于Manitoba州Winnnipeg市的加拿大国家微生物实验室寄出的装在安全盒中的一个小塑料试管，试管中有1毫克被认为是导致SARS的病毒DNA。这些DNA是从多伦多第一例被确诊感染了SARS病人的肺部组织中提取的。 这个研究所基因组研究中心90名员工中的40人搁置了原来的所有研究项目，开始全力投入到SARS病毒的研究当中。在随后的一周，他们夜以继日地工作。其中第一步也可能是最艰巨的工作是将病毒的RNA反转录为DNA。在分子生物学家Jaswinder Khattra博士的领导下，大约有12人不分昼夜地工作。而同时，Holt博士则忙于高级测序仪的准备工作。

2003年4月10日 中国的《人民日报》和《健康报》称，中国疾控中心病毒病预防控制所李德新教授、毕胜利教授、段淑敏主任和许文波教授等科技人员，取得重大突破，克隆了冠状病毒部分基因，成功分离到数株冠状病毒，并开始研制冠状病毒诊断试剂。下午，北京市外事办公室在北京二十一世纪饭店举行SARS防治知识介绍会。中国疾控中心首席研究员洪涛博士与会，通报了该中心发现冠状病毒的消息。

2003年4月11日 这天晚上，Holt博士及其研究组意识到他们的路子终于走对了。他们用计算机对DNA片断的测序结果进行分析，将各片断的碱基顺序拼合起来。到4月12日（星期六）凌晨2点25分，他们终于完成了第一个SARS嫌疑病原的基因组序列。这时，全研究室的人员都欢呼起来。随后，他们立即将基因组序列公布在了网站上。他们共测出29736个核苷酸对，绘制出基因图谱包含3080个碱基序列，确定了这种冠状病毒的近3万个化学单元。 这时在亚特兰大的Anderson博士研究小组还差一点就要完成他们自己的测序工作，对温哥华方面的成功感到非常吃惊。 这天，新华社公布了军事医学科学院微生物传染病研究所祝庆余、秦鄂德两位研究员的发现。祝庆余所在的研究所是在2月底就在一例来自广州某军队医院非典型肺炎尸解标本中分离并辨认出冠状病毒，但当时只限于形态学上的证明，没有其他方面的证据，未正式报告。他们到3月21日通过了血清学、免疫学、分子生物等方面的研究，获得关于冠状病毒的进一步证明。到4月9日，祝、秦等人进一步对分离出的4株冠状病毒进行了序列测定。但他们必须把从3月下旬起就有的发现逐级上报，最后这些成果公布是在4月11日。 世界卫生组织显然对于中国关于冠状病毒的研究至为关注。在简要引述了这两项发现后，世卫组织4月11日在其网站发布的官方消息说，这表明“中国内地发现的SARS与香港的SARS可能具有同源性”。

2003年4月12日 新华社报道，广东疾控中心也发现了冠状病毒。此后，北京媒体报道了北京疾控中心发现冠状病毒的消息，并称已经排除了其他病原之可能，包括肺炎衣原体。 在初步确定病原后，中国科学家开始进行动物模型方面的实验。根据时间横断面的判定条件，要对实验白鼠大约14天的判定条件，才能确认病原体。中国军事医学科学院病毒所早有做动物模型的计划，却苦于设备条件，等了近两个月，才从其他单位借得一台机器，得以进行实验。这时，中国科学家坚持说，中国毕竟同时在一个组织里发现了衣原体和冠状病毒。这在世界上是没有的。“这给我们进一步来明确谁是主要的病因奠定了一个非常好的基础”。

2003年4月13日 由中国卫生部部长张文康牵头的卫生部非典型肺炎防治领导小组宣布一项决定，成立中国的“非典型肺炎病原学研究联合攻关组”。 这是在当天中国国务院召开重要会议部署防治“非典”的重大新闻播发之后。此时，距非典型肺炎（缩写SARS）在中国肆虐已有四个多月。

2003年4月14日 亚特兰大小组在这天（星期一）将他们的结果公布在网上后，温哥华小组将其与自己的结果进行了比较，发现两个小组的结果完全一致。同时，他们认为基因组图的完成并没有解开这种新疾病的所有谜团。根据这些结果研制疫苗可能还要花费数年的时间，其中的一个原因是RNA病毒常常很快会发生突变。

2003年4月16日 香港的微生物学家宣称，他们的DNA测序结果与加拿大和美国的略有不同。目前还不知道这种差异的真正含义是什么，但据香港大学的阮博士说，他对近几天在香港发生的几个重症病例感到担忧，而且越来越多的病人出现了一种过去的SARS病例中没有的新症状——腹泻。尽管如此，不列颠哥伦比亚的科学家还是认为具有高度准确性的诊断方法将在今后的数周内研制成功。

2003年4月17日 在日内瓦召开的新闻发布会宣布，人类在对抗SARS征途上又取得了一项重大进展，即完成了“科赫推定”中的第4步，也是最后一步的病原确定工作。“科赫推定”是德国微生物学家罗伯特. 科赫在一个世纪以前提出来的。世界卫生组织称，由荷兰Erasmus大学Albert Osterhaus博士领导的研究小组成功地用冠状病毒使供试验的猴子染病。而且，该研究小组还成功地从感染猴子体内分离出该病毒并成功地进行了实验室培养。这是一个正式的证据，表明全球科学家们在一个月的通力合作后，这次真正找出了SARS的元凶。

2003年4月18日 全球9个国家13个实验室的科学家齐聚日内瓦，规划未来的作战方略。中国科学家也出席了此次日内瓦会议。世卫组织在声明中说，新发现应当归功于全球13个联合行动的实验室。“在全球化时代，这种合作是战胜新疾患的惟一办法。”

全球科学家在继续努力，未来的任务将集中于研制疫苗、研制诊断试剂和研制征服新型冠状病毒的药物。此番抗击SARS之役，科学家的联合行动给人印象深刻，也不禁使人联想到在这短短的一个多月中科学界在应对这种突然事件中的反应能力。无疑，在这次国际竞争中（虽然目前是合作），中国科学界再一次处于劣势（虽然当初我们极有可能处于世界领先）。思考其中的原因，有几点启发：（1）中国科学界过于依赖少数权威的意见，而对研究的创新思维有所限制；（2）研究体制还带有浓厚的计划经济痕迹，不是国家原有计划的项目很难紧急启动；（3）政府在科学研究中角色过于深入，限制了研究的灵活性；（4）在国际合作中还是太保守，由于过于自信已掌握的资料，而拒绝合作或不全力合作。