蒹葭苍苍,白露为霜。
所谓伊人,在水一方。

抗击新冠下一步:全球实验室设法分析活病毒样本

科学家需要活病毒样本来探索新型冠状病毒感染的生物学机制,开发检测方式、药物和疫苗。目前没有迹象表明新型冠状病毒疫情正在缓和。世界各地的病毒学家都迫切希望得到该病毒的物理样本。他们正在计划测试药物和疫苗,开发动物感染模型,研究有关该病毒的生物学问题,例如病毒的传播方式。

抗击新冠下一步:全球实验室设法分析活病毒样本

来源:Dr Linda Stannard/UCT/Science Photo Library

“得知疫情的那一刻,我们便开始派抽检人员去获取这些病毒分离株。”美国国家过敏和传染病研究所(NIAID)的病毒学家Vincent Munster说。他的实验室预计能在下周从美国疾病控制与预防中心(CDC)获得样本。疾控中心负责领导应对美国出现的新型冠状病毒感染病例。

第一个分离和研究新型冠状病毒(暂时称为“2019-nCoV”)的实验室来自此次疫情暴发的中心——中国武汉市。武汉病毒研究所病毒学家石正丽领导的一支团队,从一名49岁的女性体内分离出了该病毒。这名女性于2019年12月23日出现症状,之后病危。石正丽的研究小组发现1,新型冠状病毒会利用一种分子受体进入并杀死培养的人体细胞,这种分子受体与SARS冠状病毒利用的分子受体一样。

1月28日,澳大利亚的一家实验室宣布,该实验室已经从一名自中国返回的感染者体内,分离获得了病毒样本,目前正准备与其他科学家共享。荷兰鹿特丹伊拉斯姆斯医学中心的病毒学家Bart Haagmans表示,法国、德国和香港的实验室也在分离他们从本地患者体内获得的病毒样本,并与同行公开分享。他说:“也许下周我们就能从其他实验室获得病毒分离株了。”

序列和样本

自1月初新型冠状病毒的首个基因组序列对外公布以来,迄今公开的序列已经达到了几十个(来自不同人群)。这些序列已经帮助实现了对该病毒的诊断检测,有助于研究该病原体的传播和进化。但是科学家表示,基因组序列不能代替病毒样本,病毒样本对于药物和疫苗测试,以及深入研究病毒来说,是必不可少的。1月29日,世界卫生组织的传染病流行病学家Maria Van Kerkhove说:“共享病毒样本至关重要。”

Munster说,他的实验室的首要任务是,识别与人类感染新型冠状病毒方式相似的动物。此类动物模型能用来测试疫苗和药物的效果。该研究小组首先计划研究一种小鼠,这种小鼠经过基因工程改造,含有SARS病毒和新型冠状病毒用来感染细胞的人类受体。他补充说,下一步可能还要将小鼠,包括后续将非人类灵长类动物暴露于新型冠状病毒下,测试疫苗是否可以预防感染。

Munster的实验室也希望尽快评估新型冠状病毒在空气中或唾液中的存活时间。这有助于流行病学家了解该病毒是否可以通过空气传播,还是只能通过密切接触传播。Munster的研究将用到一种名为“Goldberg drum”的容器,利用它先将病毒颗粒雾化,再让病毒颗粒在空气中停留一段时间后,测量其感染人类细胞的能力。

此类实验将在严格的隔离措施下进行,即达到生物安全三级标准,以防止实验室工作人员受到感染,同时避免病原体的意外泄漏。全世界有成千上万个这样的实验室,但Munster指出,有关病毒的许多研究不必在这么严格的生物安全条件下进行,以加快研究的速度。

追踪病毒传播

Haagmans的首要任务之一是开发一种血检方式,检查新型冠状病毒的抗体。这类检验可以识别出那些已暴露于2019-nCoV中,但不会再受到感染并且可能从未出现症状的人。

他的研究小组还想知道,雪貂这种动物是否可以作为人类感染的模型。研究人员利用动物来研究流感和其他呼吸系统疾病,因为它们的肺部生理与人类相似,并且易感某些相同的病毒。Haagmans想要检测新型冠状病毒能否在这些动物之间传播,以便从中获得有关人际传播的线索。

病毒学家计划研究的2019-nCoV相关问题,许多都是基于先前研究SARS病毒和中东呼吸综合征病毒所得的发现。例如,有迹象表明,SARS病毒感染细胞所需的一种蛋白质已经产生了适应,更容易进入人体细胞。

目前Haagmans还在努力获得他的第一个病毒样本,但他希望在疫情发展的同时,可以得到多几个样本,跟踪研究这种新型冠状病毒是否发生了进化,以及如何进化的。“我们需要对新型冠状病毒的生物学特性有更好的了解,尤其是找出它们与已知病毒的不同之处,”他说,“那就是我们要做的。”

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