肺炎疫情继续蔓延 全球医学攻坚团队加入防疫战

仅仅在数周时间之内,从中国武汉爆发的新型冠状病毒疾病从原本的不明原因肺炎,变成了全球人见人怕的疫情。世界各地的人们对病毒展开了一场全球性的防疫战争。随着疫情继续在世界范围内蔓延并带来恐慌,科学家们正在努力开发出应对这种空前威胁的治疗方法。流行病学家运用精密的计算机模型追踪和预测疫情发展,病毒学家试图开发疫苗,医疗人员使用不同药物来缓解患者症状。这并不是科学家第一次遭遇冠状病毒引发的疫情,但对抗冠状病毒比你想象中的要更加困难,历经数十年的尝试,冠状病毒仍然是一个强大的敌人。一些常见而棘手的疾病就是由冠状病毒引起的,包括普通感冒,而我们仍然没有研发出有效的疫苗或特效药。此前出现的萨斯(Sars)和中东呼吸综合症(Mers)也是冠状病毒所引起。

这些病毒都属于冠状病毒,可以同时感染人类和动物,并有时会越过物种壁垒。中东呼吸综合症2012年首次发现,第一个报告病例是一名男孩,他和骆驼近距离接触之后被感染。自那时以来,出现许多被骆驼感染的病例。最近新出现的型冠状病毒是2019年12月发现的。根据病毒的基因序列,初步认为这种病毒是从蝙蝠传到人。人体内发现的病毒与蝙蝠体内的病毒遗传基因非常接近。也有其他说法认为病毒来自于蛇或其他动物,但许多病毒学家不接受这一观点。此前,濒危动物穿山甲被认为有可能是病毒的传染途径,传统中医将穿山甲的鳞磨成粉末当作药材,一些研究人员认为蝙蝠携带的冠状病毒可能和穿山甲携带的冠状病毒结合起来,成为感染人类的新病毒株。不过,虽然起初的病例可能是由动物传给人类的,但后来的感染病例则多数是人传人。“我们相信病毒来自当地一个海鲜市场,而该市场已经关闭,”在伦敦帝国学院(Imperial College London)和牛津大学(Oxford University)工作的统计学流行病学家唐纳利(Christl Donnelly)说:“所以,人传人让疫情继续蔓延。”冠状病毒通常影响人体的上呼吸道,感染者出现一系列症状,有可能引发肺炎。但人体其它部位也可能受到影响,包括中枢神经系统,造成长期的神经损害。冠状病毒是一个大型病毒家族,其名称来自于拉丁文的王冠,因为病毒在显微镜下,表面由类似王冠的突状物覆盖。

有着多刺表面的冠状病毒是一种核糖核酸病毒(RNA病毒),在不同宿主转移的过程中,RNA病毒变异性更强,感染不同物种的能力也会增强,传染性和患病后的严重程度也会随之改变。因此新型的冠状病毒一直不断出现,很难开发出疫苗和药物来对付一个随时不断变化的病毒。唐纳利表示,我们需要了解病毒才能知道疾病如何传播。首先,潜伏期有多久?即受感染后到出现症状之前时间有多长?其次,感染者持续传播病毒的时间有多长?发病多快能致命?“这些信息有助于我们预测疾病致命率,”唐纳利表示。另一个重要信息是病毒繁殖数量,这是指一名患者能够感染的人数。唐纳利及其研究团队估计新型冠状病毒繁殖率约为2.6,“如果数字大于1就代表会有大规模疫情爆发。”每个患者能感染的人数也大不相同,有的患者一人能感染10人以上,通常被称为“超级传播者”,这些人体内会释放超出常量的大量病毒(或病菌),所有与他们接触的人都更容易被传染。“超级传播者”对疫情的防治工作造成很大的挑战,萨斯和中东呼吸综合症的疫情中都曾经出现“超级传播者”。

但是要找出超级传播者并不容易,谁会成为超级传播者是取决于多种不同因素,包括他们自己身体的情况,病毒及其所在的环境。有些人的免疫系统能让他们携带病毒但却没有症状出现或只有非常轻微的症状。这意味着他们依然活动自如,甚至携带病毒长途旅行。另一些人刚好相反,出现严重症状,频繁地打喷嚏和咳嗽,因此能感染周遭更多人。一般的个人卫生措施,例如正确洗手,戴口罩,确实执行隔离,都有助于降低疾病传播。新的检疫技术能够在第一时间确诊病患,不但能提高防疫效果,也让我们更容易了解疾病如何传播。世界各国的医疗团队都在研发新的快速检疫技术。美国公共卫生机构疾病控制中心(Center for Disease Control, CDC)发表了DNA检测技术,能在约4小时的时间之内确认结果,但该技术需要造价昂贵的实验室配合。加州大学旧金山分校(University of California, San Francisco)和数家生物技术公司合作的研究团队据报正在研发不需要专门设备的快速检疫法。就算能够快速确诊,找出对抗病毒的有效治疗方法也是非常困难。目前治疗病毒感染的主要方法是阻止病毒增生,抗病毒药物影响和干预病毒复制的某个环节,例如削弱病毒进入细胞的能力,干扰病毒控制细胞机体的能力,抑制病毒从被感染细胞中逃脱。不幸的是,目前我们并没有那么多有效的抗病毒药物能够对抗冠状病毒。对抗2019年新型冠状病毒的一个潜在治疗方式是之前研发出来对抗埃博拉(Ebola)病毒的。美国境内发现的第一个新型冠状病毒疾病患者就接受了这样的治疗,数天后患者康复。治疗团队表示他们还是不能确定“瑞德西韦”(remdesivir)药物是否就是病患痊愈的关键因素,但之前在小鼠身上进行的研究显示,“瑞德西韦”能对抗中东呼吸综合症。比流感更可怕的神秘病毒竟然有这么多
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在实验室进行的研究显示,瑞德西韦能够抑制2019年新型冠状病毒感染人体细胞的能力,但还需要监管机构的批准才能使用在病人身上。同一研究也发现,预防和治疗疟疾的药物——氯喹(chloroquine),也能有效对抗病毒。另外,中国武汉当地医院也使用两种治疗HIV病毒的药物做临床试验。但是抗病毒药物并不总是有效,2012年首次有人类感染中东呼吸综合症,直到现在医疗人员仍在寻找一种能够广泛接受的治疗方法。2019年一项研究发现,中东呼吸综合症没有通用的治疗方法,研究人员称还需要进行随机的临床试验。冠状病毒的变异速度也意味着病毒很可能出现抗药性。但有一些创新的医疗科研项目正在进行当中。去年发表成果的其中一项研究使用量子点,量子点大小只有几个纳米,研究显示能够抑制人类冠状病毒感染细胞。与此同时,科研人员也在加研发抵抗新型冠状病毒的疫苗。如果一定比例的人们通过疫苗而对病毒产生免疫,疫情就有可能得到控制。

但是冠状病毒变异的速度快,加大了研发疫苗的难度。疫苗通常能促使人体免疫系统对抗病毒的某一种特性,但是病毒如果发生变异,我们的免疫系统就很难察觉不同的感染。这也就是很难研发疫苗来对抗普通感冒一样。研发疫苗也是一个耗时冗长耗资巨大的过程。2020年1月底,总部设在挪威的流行病防范创新联盟(Coalition for Epidemic Preparedness Innovations, CEPI)宣布,向医药公司“Inovio”拨款900万美元开发对抗冠状病毒疫苗。疫苗让人体免疫系统有能力识别病毒,确保接受疫苗的人不生病,还会产生抗体抵抗未来的感染,但疫苗的研发过程经常需要多次尝试才能选到对的病毒变体。

“病毒DNA序列改变而出现变体,我们通过观察病毒的DNA序列,改变一两个字母也能尝试找出病毒变体,”总部设在美国旧金山的生物科技公司Twist Bioscience的执行长勒普鲁(Emily Leproust)表示。该公司和Inovio合作发展疫苗,负责提供足够数量精准的DNA序列。“有些变体的毒性更强,有些变体更弱,”勒普鲁表示:“在很多情况下,这就像病毒变异产生新的病毒株一样。”唯一不同的是,在实验室环境下,变异是在受控制下发生的。Twist Bioscience也和范德比大学(Vanderbilt University)在美国国防高级研究计划局(DARPA)的流行病预防平台(Pandemic Prevention Platform)上合作,致力于在疫情爆发的60天之内研发出疫苗。另一种研发疫苗的方式是从康复的患者身上隔离细胞。“然后筛检这些细胞,从中取得、复制共通抗体进行试验,”勒普鲁说。但是,需要花多长时间才能找到有效治疗方式,或是开发出有效的疫苗,还是一大问号。唐纳利说,在那之前,我们唯一能做的就是持续观察病毒,试图阻止疫情扩散。