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建设我国高等级生物安全研究与技术体系

来源:中国科学报
摘要:依托高等级生物安全实验室团簇平台,中科院武汉病毒研究所(以下简称武汉病毒所)又有新突破。“现在可以肯定SARS病毒的源头是菊头蝠。”武汉病毒所研究员石正丽带领的国际研究团队分离到一株与SARS病毒高度同源的SARS样冠状病毒(SARS-likeCoV),进一步证实中华菊头蝠是SARS病毒的源头。此项研究成果是石正丽团队继200......

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依托高等级生物安全实验室团簇平台,中科院武汉病毒研究所(以下简称武汉病毒所)又有新突破。“现在可以肯定SARS病毒的源头是菊头蝠。”武汉病毒所研究员石正丽带领的国际研究团队分离到一株与SARS病毒高度同源的SARS样冠状病毒(SARS-like CoV),进一步证实中华菊头蝠是SARS病毒的源头。这项最新成果10月31日在线发表于国际著名学术期刊《自然》杂志上。

 

此项研究成果是石正丽团队继2005年在《科学》杂志上发表《蝙蝠是SARS样冠状病毒自然宿主》一文之后在此领域的重大突破。

 

我国科学家在自己的高等级生物安全试验平台上从零开始,历经十年向世界交出SARS病毒从哪里来的答卷。

 

立题:转向非典病毒溯源研究

 

十年前,武汉病毒所的研究部署,因国家和人民的需求转变。

 

“非典刚刚露头时,我们听到了一些风声,几个科学家商量怎么利用所学为国家做些事情。”武汉病毒所的胡志红、王汉中、石正丽等正在一起讨论病毒采访地点和方式。如何开展相关的研究工作。

 

无独有偶,时任中国科学院副院长的陈竺致电时任所长胡志红,希望这支地处中原的“国家队”参与到这场“战役”中来,但一定要注意安全。

 

武汉病毒所第一时间成立了“SARS”领导小组和工作小组,进行了包括实验室安全级别的改造、采样方法等工作的部署。

 

此前,武汉病毒所大部分研究工作都在和动物农业相关的病毒打交道。

 

“我们在已有研究领域的基础上对应国家需求进行了研究方向的调整。其中,石正丽从虾病毒研究转向非典病毒溯源研究。”武汉病毒所所长陈新文告诉记者。通过进一步人才引进和培养,研究所成功实现研究方向的重大调整,病毒性传染病和医学病毒研究已经成为当时武汉病毒所的主体,大部分科研人员的研究方向都实现了从动物到人的转变。

 

“抗击SARS的一个重要问题就是弄清楚SARS病毒的来源和传播链。”石正丽在病毒的分离和鉴定、病毒的遗传进化、病毒的检测技术方面积累了丰富的经验。

 

彼时,国际上关于SARS病毒的来源的答案集中在果子狸和蝙蝠身上。随后的实验证据排除了果子狸的嫌疑,可是谁也无法拿出确凿的证据证明蝙蝠就是SARS病毒源头。

 

在武汉病毒所的整体部署下,石正丽联合中外科学家开展研究,将SARS病毒溯源集中在蝙蝠身上。

 

“非典时期,我们自筹资金完善了生物安全平台体系的建设,还构建了病毒分离和鉴定平台、结构平台、病毒资源与信息平台。”陈新文告诉记者,要让具有潜在感染高致病性病毒的科研人员在安全的环境下工作,武汉病毒所在原有基础上构建了高级别的生物安全的平台和技术支撑力量。

 

解题:国际合作推进研究进展  

病毒溯源像大海捞针。从2004年3月份开始,到目前为止已经近十年。石正丽的足迹遍布全国1420余个省市,采样点最多的集中在河南、湖北、广东、广西、云南等地。

 

做实验需要到野外去采集蝙蝠样本,整个过程非常辛苦。“石老师不仅全程参与,还带着大家一起爬山,进山洞。”助理研究员张化俊回忆道,为防止传染蝙蝠携带的病毒,“每次出发之前,石老师都会反复提醒大家戴好手套、口罩,穿好工作服,作好防护准备”。

 

“在海南采样遇到旱蚂蝗,晚上回宾馆后才发现腿和脚血流不止。”石正丽印象深刻。

 

当时,国内和国际上做SARS病毒溯源的团队不多,身处内陆的武汉病毒所却聚集了一只国际部队。从2004年开始,武汉病毒所、澳大利亚动物健康实验室、华中师大华中师范大学和美国生态健康联盟一直都在合作。

 

“良好的合作推动了我们学科的发展,对我们完成使命的作用不可替代。”陈新文说。

 

2005年,石正丽团队在《科学》杂志上发表《蝙蝠是SARS样冠状病毒自然宿主》一文。

 

“许多人认为证据不足。一是因为2005年报道的蝙蝠SARS样病毒与SARS病毒的近亲亲缘关系较远,二是没有分离出类似的病毒,功能不清楚。”石正丽继续在全国各地追捕冠状病毒。

 

破题:找到确凿的证据

 

2012年11月,开展病毒分离研究的博士生杨兴娄发现阳性标本感染的细胞出现病变。

 

12月9日,研究人员用电镜观察到分离出来的病毒。12月18日,石正丽翻看最新的病毒图片,她一眼就认出了它们:卷曲的边缘和瑰丽的颗粒。

 

对于从事经典病毒学的研究人员来说,分离到一株新病毒的意义不言而喻。她们马上快速开展了后续的活病毒细胞感染实验。

 

“这次我们分离的病毒是SARS病毒的近亲,活病毒细胞感染实验也证实了这一点,是确凿的证据。我们的结果也告诉公众,野生动物携带的病毒多种多样,病毒在自然界和宿主内共存了很长时间。”石正丽希望人类不要再干扰野生动物的栖息地,降低野生动物携带的高危病毒传播给人的风险。

 

据悉,70%的人类新发传染病都是由野生动物传染。“野生动物身上携带了很多不同类型的病毒,无法预知在什么时候,什么地点危害人类。如果能广泛调查自然界野生动物携带的病毒,建立一个资源和信息库,形成我国高等级生物安全研究与技术体系,在新发传染病暴发时我们就能有的放矢的切断病原的传播链条。”石正丽强调这项工作好比为人类买保险。

 

在石正丽看来,参与到国家大事的过程中填补了很多研究薄弱之处。“比如,我们在开展传染性病原研究工作的生物安全平台上有了很大的提高和完善。”

 

陈新文的体会是,从SARS到后来的传染病公共卫生事件,武汉病毒所的变化翻天覆地。“SARS期间我们应急建了一个生物安全防护三级实验室(P3、BSL-3),2008年,我们根据需求做了更符合规范的P3,建设了功能更为完善的BSL-3;2009年,实验室进一步做了病原使用的认证。2010年,P3进行了国家运行使用规范认证,并获得国家认证和认可。中国唯一的国家级大科学工程——生物安全最高等级实验室也进入核心实验室全面建设阶段。平台体系建好,科研人员才能在上面跑步。十年内我们建成了亚洲最大,涵盖种类最多的病原库。”

 

他们认为,在国家危急时刻所作的调整,正是科研国家队解决国家重大需求的使命感与自信心。

作者: 2013-11-5
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