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甲型H1N1流感检测进行时

来源:科学新闻
摘要:2009年4月21日,美国疾病防控中心(CDC)在MorbidityandMortalityWeeklyReport中报道了加州南部的两个猪流感病例,从此拉响了全球对抗这种新型流感的警报。流感病毒命名之惑事实上美国的研究小组第一次发表他们的病理研究结果时,用了“swineinfluenzaA(H1N1)”这个名称,因为“新病毒的基因与先前发现的猪流感的病毒基因......

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2009年4月21日,美国疾病防控中心(CDC)在Morbidity  and  Mortality  Weekly  Report中报道了加州南部的两个猪流感病例,从此拉响了全球对抗这种新型流感的警报。远在大洋彼岸的中国迅速重兵布防,严阵以待。

  

经过SARS的洗礼,中国在流行病的防控方面已经能够作出敏捷反应。然而现代交通工具的发达也为疾病的传播提供了绝佳的机遇,即使远在初发疫情区域的万里之外,疑似病例也终于在中国四川被发现。

  

流感病毒命名之惑

  

事实上美国的研究小组第一次发表他们的病理研究结果时,用了“swine  influenza  A  (H1N1)  ”这个名称,因为“新病毒的基因与先前发现的猪流感的病毒基因匹配。”[1]这个名称被世界卫生组织(WHO)认可,在随后的新闻简报中,WHO的流感专家福田敬二频繁地提到“swine  ”,并认为这是最合适的命名方式。

  

但是随着流感的蔓延,来自生猪养殖行业的抗议和人们对猪的恐慌让WHO改变了“航向”,开始回避“swine”这个敏感的字眼。“并且这种新病毒从来没有在猪身上被发现”,  美国国家过敏症及传染病研究所所长  Anthony  Fauci如是说。

  

CDC开始使用“novel  influenza  A  (H1N1)  virus”,WHO则干脆称之为“A  (H1N1)  virus”,“这实际上是一种科学与政治的博弈”,美国应用生物系统公司(ABI)的方兴旺博士笑着说。中国内地首例甲型H1N1流感病毒感染者的确认,正是采用了这家公司的尖端产品。

  

那么究竟这个命名变化速度堪比病毒本身传播速度的“A  (H1N1)  virus”的真面目到底是怎样的呢?为此,《科学新闻》专门采访了原中科院动物研究所的徐丽博士。

  

徐丽说,从病毒命名的规则来看,A(H1N1)实际上是A型流感病毒的一种亚型,这种亚型又包含很多不同的株,而当前流行的这种病毒可以看作是其中的一个株,像1918  ~1919年那场致死4000万人的“西班牙流感”也是A(H1N1)型流感病毒。

  

打个比方,一个人的身份证号码是与每个人一一对应的ID,而只是知道出生年月日及性别是无法确切到这个人的,徐丽解释道。

  

流感病毒的遗传物质是单链的核糖核酸(RNA),而不是人们身体中的遗传物质DNA。RNA发生变异的可能性比DNA更大。

  

甲型流感病毒的遗传物质RNA是由8个节段组成的,分别为PB2,  PB1,  PA,  HA,  NP,  NA,  MP  和NS。这次流行的病毒基因本质上是个大杂烩,它是由包括猪流感、禽流感和人流感的三种病毒基因片段组成的,其中猪流感的基因占到了整个基因的48.1%,禽流感的基因占到了34.4%,人流感的基因则只占了17.5%,而且决定病毒亚型的H蛋白和N蛋白编码基因都来自于猪流感病毒。徐丽博士解释说:“这可能就是为什么最初它被称为猪流感的原因吧!”

  

目前来看,这种流感病毒是在人身上最先被发现,而且在人群中传播,因此叫猪流感也不太合适,所以中国政府最终采用了甲型H1N1型流感这一命名方式。

  

检定内地首现病例

  

2009年5月7日,在美国留学的包同学搭乘飞机由美国圣路易斯辗转日本东京于5月9日到达北京首都国际机场,并于当日10点50分从北京起飞,13时17分抵达成都。据称,该同学一路马不停蹄是为了回老家结婚,然而在离家咫尺的地方他却因为发热、咽痛等感冒症状不得不去医院就诊。

  

SARS事件让中国的医疗工作者对这个从疫区回来的中国同胞提高了警惕,四川省人民医院迅速将这个小伙子进行了隔离。至此,内地第一例甲型H1N1型流感疑似病例横空出世。

  

当然要确定小伙子的感冒究竟是季节性普通流行感冒,还是正在全球流行的甲型H1N1流行感冒还是需要特定的医学检查的。

  

对此,WHO已经给出了明确的确诊标准:用RT-PCR检测病人的病毒基因是否呈阳性反应,测定病毒的全基因组序列,与已经测出的病毒全基因组序列作比对,则可以进一步确认分型。

  

虽说甲型H1N1流感与普通感冒症状并无二致,但相对于已经发展出快速检测方法的其他病毒来说,新的甲型H1N1流感病毒的检测只能利用直接测定病毒基因的PCR扩增技术及基因测序技术。

  

这就意味着检测需要特定的仪器、严格的实验条件以及熟练的操作技术。

  

任何条件的缺失都不可能准确地诊断出这种新型流感。美国疾控中心(CDC)与WHO流感合作实验室在2009年4月28日发表了甲型H1N1流感的诊断方案,为各国诊断甲型H1N1流感提供了依据。

  

“在实验室中进行病毒的检测并一步测定病毒基因的全序列对实验条件的要求很苛刻。"有着丰富PCR实验经验的徐丽博士在接受采访时说:“具体来讲,对于PCR扩增仪要求有良好的密封性、均匀加热、迅速的降温效率以及友好的操作界面;对于实验中选取扩增所需的引物则有特异性、长度适中、引物不能形成二级结构等;对于操作者来讲,要绝对小心谨慎,避免交叉污染,导致实验结果失真。”

  

实时荧光定量PCR仪立功

  

2009年5月10日凌晨两点,四川省疾病控制中心微生物所灯火通明,这里即将开始的是中国内地第一例疑似甲型H1N1流感病毒样本的检测。

  

虽然已是深夜,这里的每个人精神抖擞,全神贯注。样本到达,接下来的工作便交给了微生物所病毒科的潘明和他的同事们。

  

潘明等人需要准备阳性对照、阴性对照及内部对照的样品。准备超级纯净的水(不含任何可以与待测样本反应的酶),还要保证实验所用的离心管、手套绝对干净,而这一切的进行都显得有条不紊。不久前病毒科配备的ABI  7300  实时荧光定量PCR仪也在这个历史性的时刻派上了用场。

  

潘明和他的同事们配置好PCR反应体系,在这个仪器中进行扩增,时间一分一秒地过去,最终,曲线在扩增循环40次内越过了实验设定阈值:样本诊断结果为阳性,而这个时候已经是太阳东升的5月10日早晨8点15分。

  

在随后的几个小时,病毒所的其他同事重复了检测实验,结果依然为阳性。提到检测用的实时荧光定量PCR仪器,潘明告诉记者:与常规的PCR仪相比,实时荧光定量PCR具有特异性更强、有效解决PCR污染问题、方便检测反应进程等特点,而他们用的ABI  7300也正是美国疾控中心在诊断甲型流感病毒实验室方案中所推荐到的仪器之一[2],这样看来,实验结果就有了更好的准确保证。

  

5月10日下午,患者的样本被送往中国疾病预防与控制中心进行复核,经过紧张的连夜奋战,包同学在5月11日凌晨被确诊为内地首例输入性甲型H1N1流感患者。

  

中国疾控中心的专家们除了对样品进行实时荧光定量PCR的实验外,还进一步进行了样本RNA的测序,相对于单纯的PCR来说,测定RNA序列用到的仪器更加精密,程序更加复杂,而且检出结果出来需要的时间也更长。“基因测序仪与PCR相比能够得到更加精确的实验结果,而且可以将测序结果与已经测出的甲型H1N1流感的病毒基因作比对。”潘明在记者提问为何中国疾控中心进一步对四川疾控中心送去的流感样本进行测序的原因时说。

  

现在的潘明们依然在不舍昼夜地加班加点,四川省疾控中心的病毒所负责监测全省疫情,在第一时间内对送检的样品用RT-PCR方法进行检测,迅速排查,及时上报。当记者在当天晚上8点连线的时候,潘明笑着说:“这段时间每个同事都非常辛苦,希望这样的日子快点过去吧!”当记者试图连线中国疾控中心的专家时,被告知他们现在都在一线战斗,与时间赛跑,与病毒交锋,以期在最短的时间内将之收服。

  

对抗病毒需要更多的努力

  

2009年5月18日凌晨,中国疾病预防与控制中心完成了对内地首例甲型H1N1流感病毒毒株分离及全基因组测序。然而面对新的病毒,基因组测序只是万里长征路上重要的一步,接下来需要做的事情还很多。

  

如何对抗这种病毒成为全球各国共同面对的问题,而最让人担心的是病毒像变色龙,由于遗传物质为RNA,病毒缺乏像DNA复制时那样的纠错机制,它的基因会随时发生突变,没有人知道它会变得更加凶恶还是更加温和。

  

在5月16日确诊的墨西哥患者身上的病毒已经发生了变异,要对付它恐怕需要下更大的力气。最好的办法是研制一种疫苗可以抑制病毒基因的突变和复制,然而没有大量的科研经费做后盾,这只是一个遥远的梦想。并且,真正生产出能够用于临床的疫苗,还有很长的路要走。

  

然而,科学家不会放弃。探索未知、解决问题永远是科学家的兴趣和动力。

  

参考文献:  

[1]  Science,  2009,  324,  572  

[2]  CDC  Protocol  of  realtime  RTPCR  for  influenza  A(H1N1)  28  April  2009:  http://www.who.int/csr/resources/publications/swineflu/CDCrealtimeRTPCRprotocol_20090428.pdf
作者: 2009-6-11
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