本站原创走在哈尔滨市南岗区繁华的大街,很难想象附近一座僻静的大楼里发生了一场引人注目的禽流感“疫情”.与今春以来人们严阵以待、迄今已造成127人发病26人死亡的H7N9禽流感不同,这场在实验动物间传播的禽流感是由H5N1病毒引起的.
5月3日上午,“疫情制造者”陈化兰带着几分兴奋走进自己的办公室.此前一天,以她为通讯作者的论文《含有2009/H1N1病毒基因的H5N1杂交病毒通过飞沫在豚鼠间传播》在《科学》杂志在线发表.作为中国国家禽流感参考实验室主任,这位身材瘦削的女科学家立刻成为全球科学界关注和争议的人物. 紧盯H5N1
早在2006年前后,世界上至少有3个研究团队都在考虑对H5N1病毒做点儿什么,这包括荷兰鹿特丹伊拉斯姆斯大学医学中心教授荣·费奇,美国威斯康星大学麦迪逊分校的流感学家河冈义裕,以及中国国家禽流感参考实验室主任陈化兰.
自1997年香港出现全球首例H5N1感染人的病例以来,它对人的致死率高达60%,其烈性远远超过了SARS.所幸的是,目前,该病毒只能从禽传染到人,在人与人之间的传播能力较小.然而,如果H5N1发生基因变异,变得可以在人与人之间传播,后果将不堪设想.因此,人们最关注的问题就是：H5N1究竟有没有可能通过变异获得人际传播的能力?为找到答案,这3个研究小组从不同的方向开始了各自的努力.
流感病毒有8个基因片段组成.其中,病毒表面像钩爪一样的血凝素（HA）,通过抓住宿主细胞表面受体中的唾液酸从而使病毒与宿主相结合.由于鸟类细胞中唾液酸的化学成分不同于哺乳动物,且禽流感病毒往往只能识别鸟类细胞中的唾液酸,因而它们无法轻易地粘附于哺乳动物细胞上,这使得其感染人类的能力大大受限.因此,费奇与河冈义裕的研究将精力主要都放在了对HA基因的改造上面.
最终,两个独立的研究小组得出了一致结论：只要H5N1基因发生几个位点的突变——这些突变主要在HA上,就可使病毒在雪貂之间传播.2011年下半年,两人分别向《科学》与《自然》提交了文章.
但陈化兰的实现路径与上述研究不同,她选择保留HA基因,将剩下的7个基因片段与H1N1人流感病毒相混合的办法来改造H5N1的基因.
“实际上,费奇与河冈的试验中,也都同时对病毒的内部基因做了不同程度的改变,但在论文里并没有强调这一点.而我的研究,就是要在不改变HA基因的前提下,研究其他基因片段发生改变时,能否在哺乳动物间传播.”陈化兰强调说.
为什么要选用与H1N1与H5N1相混合?人类历史上曾有过4次流感大流行,它们的 “元凶”分别是H1N1、H2N2、H3N2与重组后的新型HIN1.2006年,美国CDC在《美国国家科学院院刊》上发表的一篇文章就已证明,H5N1与H3N2相混合产生的新病毒,在雪貂间没有传染性.而新型H1N1病毒自2009年大流行以来,已经在全球范围广泛存在, 因此,探讨H5N1与H1N1重组的前景,就变得更加具有实际意义. 改造病毒的安全隐忧
在实验中,陈化兰保留H5N1的HA基因,让剩下的7个基因与H1N1的7个基因逐一替换,经过排列组合后,就获得了127种新的H5N1病毒.她说,“这样设计试验,就是想最大程度地模仿自然界里的病毒进化过程,并弄清楚所有的重组可能性.”
如果对127种新病毒逐一进行传播能力的测试,工作量显然太大.因此,陈化兰先在小鼠中做了致病性试验,即先找出高致病性病毒,再进行豚鼠试验.
而小鼠试验的结果令她吃惊：在127种重组病毒里,有三分之二都保持了H5N1的高致病性,其中有的致病性还高过了父代.陈化兰说,在《科学》的新闻稿与文章摘 要 里,这句话都没有出现.她猜想,编辑担心这样的信息会刺激那些反对者的神经,而这,正是去年大讨论的后续影响.
由于费奇与河冈义裕当时提交的两篇文章都涉及改造病毒的试验细节,引起了很多人的忧虑.他们担心这会被恐怖主义利用,成为可怕的生物武器.因此,美国国家生物技术安全顾问委员会（NSABB）在介入审查后向两家杂志建议,只发表文章的基本结论,删除文中的核心数据.此建议遭到了拒绝.
2012年1月20日,一份由世界禽流感研究领域最领先的39名科学家签署的声明同时发表在《科学》与《自然》上.该声明表示,为了发起一场更加深入的国际大讨论,他们决定此类研究暂停60天.
尽管在声明上也签了名,陈化兰却认为,禽流感的科学试验,都是在有严密防护的生物安全实验室里按程序严格进行的.如果真的存在被恐怖主义利用的危险,那么科学家更应当弄清楚禽流感病毒的潜在危害.
2012年2月,美国科学促进会与世界卫生组织都为此事分别召开了会议.最终,两篇引起争议的论文在部分地接受删改建议后,分别于2012年的5月和6月在《科学》杂志上发表.但暂停研究的协议,却持续了整整一年,直到今年1月才解冻.
陈化兰对此感到很遗憾,“不过幸运的是,当接到河冈义裕的邀请我在声明上签名时,我的豚鼠试验已经做完,可以着手写论文了,因此影响还算有限.”
豚鼠是一种胖乎乎、浑身长着雪白长毛的动物.它的呼吸道受体与人类相近,但在感染禽流感病毒后往往并不发病,因此适合用于病毒的传播力试验.在试验中,研究人员先将禽流感病毒滴注到一只健康豚鼠的鼻子里.当豚鼠感染上病毒后,再将另一只健康豚鼠放进它所住笼子的另一半格间.笼子中间有格网,只允许空气流动但无法接触到.在其后的9天中,通过化验第二只豚鼠每天的鼻腔洗液,就可以看到它的感染程度.试验表明,即使不改变HA基因,改变禽流感病毒的其它几个基因片段,就能引起其在豚鼠间的传播.
实际上,费奇与河冈义裕都用了雪貂作为实验动物,因为雪貂呼吸道受体里的唾液酸与人类相同,而豚鼠则同时具有鸟类和哺乳动物的两种唾液酸.这也引起了科学家们的争议,究竟使用哪种模式动物才更能代表人类的情况.而陈化兰说,如果不是受暂停协议的影响,她会在雪貂中重复这样的试验.但如今,她无奈地说,“没有空再做了,我们的时间已经全部被H7N9所占据.”
陈化兰的这项研究为理解禽流感病毒人际传播的机制向前迈进了一步.论文发表后,牛津大学临床研究中心主任杰里米·法勒就表示,“这是一项了不起的工作,它清楚地表明了H5N1病毒株在亚洲和埃及的持续传播,将对人类和动物健康造成非常现实的威胁.”而另一方面,与此前的两项H5N1禽流感研究所引发的担忧一样,法国巴黎巴斯德研究所的病毒学家西蒙·维因·霍布森认为,这项研究十分危险,他质疑道,“我想知道《科学》为什么要登载它!” 陈化兰的工作,将再次搅动一场对禽流感病毒研究的生物安全与学争议.