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管轶教授:2003年港大实验室如何锁定SARS源头的?


见到管轶是2013年2月22日下午,在香港大学李嘉诚医学院实验楼五层,可以眺望山景的宽敞办公室里。他刚刚结束三天的国际会议,从日内瓦返回香港,看不出长途飞行和时差的疲倦,沏上一壶大红袍,谈起病毒,神采飞扬,眼里熠熠发光。“我是猎人,就是来围捕病毒的。”管轶说,他就是带着这样的使命感从美国回到港大工作的。

为什么港大的流感实验室能够最早找到SARS病原体是冠状病毒?为什么他的课题组可以最早确定SARS病毒的宿主是果子狸?管轶的答案足够自信:“因为我们一直在做动物流感,有足够的研究经费,有专业的研究团队,有病毒反应系统,我们早就准备好了。”

口述 管轶,香港大学医学院公共卫生学院教授、新发传染性疾病国家重点实验室和流感研究中心主任

寻找标本

2003年初,在江西老家陪母亲过完春节,2月8日我就回到香港,回来就发现情况异常,我太太说,有很多人从深圳来香港买醋。我就上网查,珠三角好几个城市,中山、顺德、河源、东莞、深圳都有异常。我本人的第一反应,是不是大流感来了?

SARS病毒为什么会有这样的反应?因为我就是研究禽流感的。1993年我到香港大学微生物学系读博士,我的导师是著名流感专家肯·萧瑞吉(Ken Shortridge)教授。后来他又把我推荐到美国田纳西州孟菲斯市的圣裘德儿童研究医院,跟随著名流感研究专家韦伯斯特(Robert Webster)教授。1997年香港禽流感大爆发,18人感染,6人死亡。当时我们对这种高致病性的H5N1禽流感病毒了解还很少,我和导师韦伯斯特赶到香港做调查,我的研究重点从此转向了禽流感。我们在美国的研究结果显示,禽流感一定还会回来的。1997年的禽流感危机结束,我还在香港停留了3个月,就是想等待这种病毒。我们还在美国国立卫生研究院(NIH)申请了课题,“亚洲大流感的准备和防御计划”,每年有几百万美元的研究经费。2001年到香港大学工作,我是带着使命感回来的,我是猎人,就是来围捕病毒的。

2003年2月9日上班,我已经决定介入调查,跟课题组里的郑伯健博士一起去广州,他是广州人,在那里读完硕士和博士,可以牵线联络。当时我还在港大的微生物系,第二天开会时跟系主任袁国勇说了一声。2月11日,我跟郑伯健到了广州。那天广州刚好在召开新闻发布会,第一次通报内地的患病情况,305个感染者,其中105人是医护人员,死亡5人。钟南山院士也在发布会现场,我就在他的办公室里等他。这次会面是郑伯健联系的,也是我正式跟钟南山认识。钟院士知道我们的流感实验室,当天我就跟他签了协议,双方合作对病因进行调查,他给我们提供病人样本,我们第一时间通知他结果,双方对结果达成共识之后,才能汇报和发布。

当时在广州没有感觉到特别异常,街上偶尔见到有人戴口罩。当晚9点多钟,我在白天鹅酒店给远在美国的导师韦伯斯特发电子邮件,说我正在广州,这里爆发了一种不知原因的疫病,有医护人员感染死亡,不能排除有流感的爆发,紧急要求10万到15万美元作为调查费用。第二天,2月12日早晨六七点,导师给我打电话,说钱已经到账,可以用了。钱来自我们在NIH申请的流感项目,这就是我们课题组的反应时间,一两百字的邮件,研究经费就直接打了过来,没有任何条件。

2月12日上午在广州第一次取标本。钟南山不同意我们进病房,我就提了几个要求:

第一,病人要发病3天以内的;第二,体温要38.5摄氏度以上的;第三是有比较明显的肺炎识辨改变的。

一共取了30多份标本,分别来自广州呼研所和胸科医院。标本就是病人的鼻咽拭纸和痰液标本。标本最好的隔离方式,是一层层的密封隔离,我们是长期做病毒的,有一套专业的方法,装一层,用胶带密封好,洒酒精消毒,放置不会融化的化学冰。再套一层,再消毒,放冰。这30多份标本,一共套了三四层,包好放在电脑包里,下午我们就坐直通车背回了香港。理论上,这种越界带标本是不好的,但这是特殊情形。

到了港大是下午六七点钟,直接就进实验室了。港大的流感实验室,是我导师肯·萧瑞吉的,2003年他退休之后,实验室就传给了我。当时只有我和同事佩里斯(Malik Peiris)是流感课题组的,他是斯里兰卡人,1995年从英国来到港大。我们都考的PI(实验室主管),我做禽流感,他做人流感,所以拿回来的标本也分成两组,一组由我负责,做流感;一组由他负责,做其他的临床病毒学标本。

禽流感误区

大概两三天后实验室有了结果,在标本中发现了多种病毒,有腺病毒、人的甲三型流感等等,但没有禽流感。回想起来,我在寻找SARS病毒的过程中,犯的最大错误,就是一开始就执着地认为是禽流感。

为什么我会有这种判断?2001和2002年,香港都爆发了禽流感,规模比1997年大得多,病毒也有了多个变种。2003年2月13日,香港又出现了一桩禽流感的家庭感染事件,一个香港家庭回福建平潭老家探亲,小女儿大年初四在平潭死亡,返港之后,9岁的儿子和父亲一同入院。也就是说,我从广州取完标本一回来,就遇上了这两个病例,他们的症状跟“非典”太像了,发烧、肺炎、呼吸功能衰竭、白肺,也有传播的家族性。

我们在实验室里连夜加班,到2月16日,两个病人标本的实验室结果基本上就全部出来了,当天下午6点半,我和佩里斯就跟美国的课题组老板韦伯斯特联系,我觉得我回来的任务就是拦截流感的,如果真是禽流感爆发,要马上通过WHO向全世界预警。2月17日下午大概两三点,香港卫生署召开了一个会议,由署长陈冯富珍主持,袁国勇、我和佩里斯都在,陈冯富珍已经从袁国勇那里知道我们从内地拿回了第一批标本。

2月18日,我一个人再去广州取标本。

当时我有个偏执的感觉,认为没有找到禽流感病毒,是标本取得不好。

香港的那对父子的标本就是这样,一开始的结果一个阴性,一个阳性,阴性的那个再取一次标本,做出来才是阳性,因为肺炎气管比较深,要鼓励病人咳嗽,把深处的痰咳出来,取深度标本。这一次去广州,我给钟院士打电话没有人接,当时就感觉有些不对劲,我找到了他的助手,一个副院长,问他钟院士是不是出事了,他说有一点,我说没事的,我去见他。当晚我就买了个果篮,去钟院士家里,我们就在沙发上对坐着,也没有戴口罩。他的脸色不太好,但烧已经退了。钟院士的确很了不起,他每天接触那么多的病人,中招也是难免的。我把实验室的结果跟钟院士说了,提出这次要自己亲自去医院取样,他同意了。以前我在协和读研搞儿科,就是研究呼吸道传染性疾病的,后来又做过10年医生,并不怕呼吸道传染疾病。

2月19日,我在胸科医院取了一天的标本。上午10点多钟到医院,自己看病历、挑病人,医院抽血技术最好的护士长和另一个医生给我做助手。胸科医院没有电梯,二楼到三楼之间要上楼梯,八九十斤的吸痰管子,我一个人跑步扛上去的。我戴着两层手套和两层外科口罩,先戴口罩,再戴手套,口罩要定期更换,因为湿了就没用了。换的时候脱掉第一层手套,再取口罩。每个选定的病人,都要拍他的背,让他咳嗽。

从10点多钟,一直做到下午3点半,连饭都没有吃,一共取了30多个病人的标本。取完我就直接返回香港。这些标本回来之后,又是一式两份,分两组来做。这一次的标本,做的过程很紧张,其间发生了一些小插曲。2月23日清早,直接有一辆车在港大等我,钟南山先生也在车上,要接我到广州开会。下午的广州会议上,国家CDC(国家疾控中心)和广东CDC(广东疾控中心)的很多专家都在,前半段主要是中国工程院的洪涛院士和我在讲,后半段就是讨论。洪涛说他们发现的病毒是衣原体,而我本人犯的错误呢,就是还认为是禽流感,是H5,我说要继续追踪,而标本是关键,没有好的标本,就不能找到正确的病毒。关于能不能让我再带走新标本,引起了激烈的讨论。

在广州住了一晚之后,第二天,2月24日,我得到了答复,通过高层领导的批示,允许我再带走6份新的标本。这次回香港我不用自己去坐直通车,有专车把标本和我一起送回港大,疾控系统的两名研究者随车,并且留在香港等待实验室结果。这种劳师动众,给我们带来了很大的心理压力。实验室结果出来之前,2月28日他们突然离开回了广州,因为当时卫生部有了命令,必须在3月3日“两会”召开之前出结果,他们就对这边的研究不感兴趣了。我当时的政治嗅觉没有这么敏锐,只是觉得很奇怪,科学上的事情,怎么可以这样?28日这天,还发生了另一件事,又有一个病人被确诊为禽流感,这个女孩2月24日在广州中医院入院,28日死亡。她家就在街市附近,每天放学都要经过。这是2003年2月份,在我手上确诊的第三例禽流感。我的怀疑因此更执著于禽流感。

冠状病毒

从3月3日“两会”开始,我们的研究反而没那么紧张了。我就跟钟南山商量,在广州也做一个实验室,从3月3日到3月18日,这两周半的时间,我在香港广州两头跑。这时候,香港的SARS也爆发了,威尔斯亲王医院大量医护人员感染,有了本土的病人标本,佩里斯这一组的研究,开始更注重香港本地的标本,通过系主任袁国勇,他能够更便捷地拿到香港的标本。

我记忆里,是差不多3月18日,实验室终于把SARS病毒种出来了,3月19日我们开了一个网上会议,佩里斯就告诉我,我们有一份病毒了,比美国人早。

港大正式对外宣布是3月22日晚上,但我们真正知道这是冠状病毒还是第二天。

3月23日早晨,袁国勇、我、佩里斯和另外一个同事,四个人一辆车,去香港政府的病毒实验室,我们一起去看病毒的片子,看了几百张,确认是冠状病毒。等我们回到玛丽医院,美国那边的电子邮件就来了,他们找到的也是冠状病毒,我们比美国早12~24小时找出病毒。这就是港大领先的时间。

说到冠状病毒,我有一本师傅留下的很旧的书,上世纪六七十年代的一本书,《脊柱动物病毒学》。早在2月18日,我坐在那里翻,在某一章停下来,讲的就是IBV,一种鸟类的冠状病毒,我就在这页夹了一个标签,让我的一个学生去查一下,IBV现在叫什么名字。结果他没有去查,他做科研的态度很不好,不负责任,这让我很生气,SARS之后就炒了他。不过我也不遗憾,冠状病毒的结果最后还是没有逃出我们的实验室。

可是,接下来的事情却不太愉快,我认为论文应该把钟南山他们也加进去,因为我们的课题是从跟他们合作开始的。但袁国勇和佩里斯不同意,理由是这个病毒是用香港病人的标本分离出来的,而不是内地的标本。这太不厚道,钟南山给我们的标本,让我们至少提早起跑了20天,怎么可以说没功劳?而且,内地的标本并不是分离不出病毒,2月19日我取的标本,我这一组自己分,后来就分离出病毒了,那个病毒就是目前人类最早的SARS冠状病毒,叫广州50(G50)。最后佩里斯写出来的论文里,依旧没有提到我们任何内地的合作伙伴,我很生气,跟他大吵了一架。这个事情,让我看到每个人都有自私的一面,这也是让我觉得很遗憾的地方,SARS研究对很多人来说是一个提升的过程,对我们来说,却是一个团队分化的过程。

SARS的研究有两个很重要的问题,第一,SARS是什么,第二,它从哪里来?

找到了冠状病毒,是完成了第一步,那么接下来就是第二个问题,它从哪里来?

关于这个问题,4月份我脑子里已经有了一个方向。

我可以画一个很简单的图给你看,人类已知的冠状病毒有两种,一组跟牛身上的相同,一组在家禽家畜身上,这两次都与家禽家畜有关。当时全世界的冠状病毒只有8株病毒。从进化角度来讲,病毒是从鸟类到哺乳类;从历史来讲,人可能已经得过两次SARS,这两次都与家禽家畜有关。我也注意到,广东的很多患病者是餐馆的人,接触野生动物比较多。这个分析图一出来,我就有了三个判断:

第一,病毒是从野生动物而来;第二,宿主是哺乳类;第三,宿主不可能是稀罕动物,因为病毒永远不会找很稀有的动物做宿主,它要生存好,宿主的数量越大越好。

禽流感从1997年开始,一直到2003年,它偶尔传播到人身上,但是没有人传人,

SARS应该只是2002年月11月16日开始,到了2003年1月30日,就出现了人传人的超级传播者,只有两个月时间,证明这个病毒肯定是从跟人类比较相近的动物而来,才能少量转化就形成人传人,更证明它是哺乳类。

如果是禽鸟的,它还会分出去。这就跟我做病毒进化是一模一样的,宿主、特性、进化过程,等等。所以,我的方向就非常清晰了,是野生动物,不是太少的,是哺乳类的,你就这样找。

发现宿主

4月12日广州有一个新闻发布会,袁国勇、我和郑伯健三个人去的,这一方面是要给内地的同仁一个交代,因为港大的第一篇论文没有提到钟南山和他的团队,另外也想统一认识,希望内地不要再有两个声音,还在说病毒是衣原体。等火车的时候,我就跟郑伯健说,我想来想去,有种动物可能性比较大,就是果子狸,狸字我当时还不会念,问郑伯健怎么读。在火车上,我也跟袁国勇说了,结果4月16日下午,袁国勇就在香港的一个新闻发布会上用粤语告诉媒体,他认为这个病毒是从果子狸来的。这让我很惊讶。

4月份很多研究机构已经开始寻找SARS的动物宿主,但都没有结果。我在忙着写关于SARS的论文,一直到5月5日才结束。5月8日上午,我带了一个学生去深圳,跟深圳卫生局和CDC的人开会,会上也有深圳市林业局和市场管理部门的人。我把自己对于SARS宿主的分析告诉了他们,开完会,下午三四点,我们就到深圳市东门市场去做野生动物取样了。动物标本要取的是血液、粪便、肛拭纸和咽拭纸。这个下午,我们取了9个动物的标本。第二天,5月9日,又取了16个动物。这25对标本,包括了8种动物,其中果子狸我们取了6个标本,我就是很明确的奔着果子狸去的。

我们整个团队才七八个人,5月9日返回香港,整个团队都很累了,我让他们5月10日休息一天,第二天开始在实验室全力以赴。当天我就跟郑伯健去了广州,当时我们已经准备跟钟南山院士用病毒的灭活液做疫苗。走之前,我就交代我的学生,每个标本要设三对码,代表头体尾,25对标本,每个都要这样做。很快,5月11日下午一两点钟,实验室就已经有了结果,学生给我打电话说:老板,有阳性。我马上坐直通车从广州赶回来,进实验室,让他们把所有照片拿给我。我只把25个标本里,三个结果都是阳性的拿出来,就是这些了,其他都不是。病毒在传播中,它并不知道哪个动物喜欢它,哪个动物不喜欢它,所以,有的动物虽然被病毒传播上,但是不能完成复制,只有一部分存留,全部结果是阳性的,证明病毒已经很好地完成了复制。

5月13日,我再去深圳取标本,在深圳市卫生局开会时就没有心思了,只想快点结束去取样。跟我合作的深圳CDC的何雅青注意到了我的心神不宁,问我是不是已经做出了什么结果?我说,我们把5月20日设为“D-Day”吧。她愣了一下,因为她不知道“D-Day”的意思。

当晚取完标本回到香港,我们课题组在实验室日夜加班。5月18日凌晨,两株病毒的基因全序列做出来了,这个基因很大,我们用常规方法做,做出300多个序列,再拼成一个长链。我的徒弟做到深夜1点多的时候,脸都累得变色了,他来找我说:老板啊,我可能犯错了,拼不出来,怎么拼都有错误。我就自己在计算机上拼,我拼出来之后,跟他说:你对了,我们找到了!为什么我们的结论相反,因为我们从果子狸身上找到的一个病毒的基因序列,比人身上的病毒基因序列多了29个核苷酸,而且只有2月11日以前的标本病毒有这29个核苷酸,以后的标本就没有了。我的学生以为自己错了,但这其实是病毒的适应能力,这部分的核苷酸,在传播的过程中丢掉了。根据病毒进化原则,我说我们这个是对的,我们找到了原始病毒。而且,除了这29个核苷酸,你把整个基因拿来比较,果子狸身上找到的病毒,与人类身上的病毒,有99.8%的同源性。这说明,野生动物市场,真的是人类的感染源头。

争议果子狸

5月18日上午,基因序列全部完成的时候,我的徒弟已经累得从沙发上滑下去睡着了。我也不忍心叫醒他,就拿了三四件工作服给他盖上。他们的确很辛苦,我给他们的命令,就是要在实验室日夜加班,不许离开,女生可以回去洗澡,男生就在办公室睡。下午三四点钟,我给港大校长徐立之打电话,告诉他我找到SARS病源了。我不知道他当时正在多伦多,当地时间还是凌晨3点。半夜被吵醒,他还是很高兴,建议我把论文送去美国《科学》(Science)杂志发表。我首先写了一个报告,给中央和深圳市政府,这个成果不是我个人的,深圳卫生系统是我的合作方。这个报告交上去之后,我就专心做论文。

我的论文是5月22日晚上10点提交给《科学》杂志的。5月23日是新闻发布会,我跟郑伯健去了深圳,与深圳CDC一起,向公众发布我们找到了SARS的病毒宿主是果子狸。港大这边也有一个发布会,由微生物系主任袁国勇主持。

关于果子狸的结论公布之后,也有一些争议。《科学》杂志的反应非常迅速,我提交论文之后4个小时,5月23日凌晨两点钟,杂志社就给我回音了,说请了两个专家审阅我的论文,认为是基因污染。我马上回复:你们所说的基因污染我很了解,但请你到基因库去查一查,看看管轶手上提交的基因序列有多少,这世界上还有几个人比我掌握的病毒样本更多,你们4个小时就做出这样判断是不负责任的。于是杂志社跟我道歉,说他们会把论文重新送出去找专家审阅。后来中国农业大学陈章良团队也做了取样调查,他们取到的果子狸样本中没有找到SARS病毒。这对我确实造成了一些困扰。大概6月11日,我正在吉隆坡开SARS大会,《科学》杂志的人又跟我联系,还附上当时中国的报道,说他们很难做决定,问我愿不愿意接受第三方实验室的验证。我说可以,只要那个实验室有资质。我相信自己实验室的结果,我也保留着每一个原始样本。第三方实验室的结果,支持我们的判断,论文最后通过《科学》杂志的审查,在线发表是9月4日。



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