2020年4月13日星期一

Apr.13 2020 下一场全球流行病一定会来,人类能做好准备吗?

【读完这篇文章感觉了解到很多知识。但好多医学术语,不知道自己理解的是否正确,只能保证尽量按作者原文的意思写出来,如果大家觉得有不对的地方可以告诉我。】
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By 
Matthew Hutson

1981年,一位年轻人来到洛杉矶西达塞纳医疗中心看病。他呼吸困难,皮肤上出现了奇怪的紫色病灶。接待他的是28岁的见习医生何大一(David Ho)。他发现,病人患有一种非常少见的癌症——卡波西氏肉瘤,肺部还有奇怪的病菌感染。不久后,这位年轻人就去世了。

接下来几个月间,何大一和同事们陆续接诊了5个有同样症状的年轻人。他们把这些案例汇报给了美国疾控中心。这是世界上第一次有关艾滋病的正式报告。

何大一由是决定,将职业生涯投入到研究这种奇怪的疾病中。他是世界上最早发现艾滋病是由HIV病毒引起的科学家之一。

1994年,他发现某类药物可以明显降低艾滋病人体内的病毒数量。不久后,他又带领团队研究出了用几种药物联合抗病毒的鸡尾酒疗法,能有效地抑制艾滋病。

1996年,《时代》周刊将何大一博士命名为当年对世界最具影响力的年度风云人物。
何大一博士登上《时代》周刊的封面。
SARS在中国爆发时,何博士应邀前往北京研究。他记得接自己的车行驶在长安街上,整条宽阔的大道只有他这一辆车,以及远处的一辆救护车。自那时起,他就开始对冠状病毒发生了兴趣。

半年后,SARS销声匿迹,相关研究经费渐渐减少,何博士便回归老本行HIV病毒的研究。2012年,另一种冠状病毒引起的中东呼吸综合症MERS在阿拉伯半岛爆发,但这次大流行也很快过去了。

当去年年底爆发的COVID-19席卷全球时,何博士意识到,不能再对冠状病毒放任无视了。现在,他和他在哥伦比亚大学的同事们建立了一个病毒研究项目,目标不仅止于研究怎么抗击肆虐当下的新冠病毒,也在于找出对付未来将出现的新病毒的方法。

未来最可能流行全球的病原

其实,医学研究者们一直在思考和探索的一个问题就是,下一次流行全球的病原(pathogen)是什么?对他们来说,这是一个会影响将来很多年研究方向的现实性问题。

两年前,约翰霍普金斯大学曾经将历史文献资料,对120多位专家的采访,以及一次会议研究的成果综合起来,发表了一份报告,预测未来最有可能流行全球的病原。

病原会是细菌吗?似乎不会。过去一个世纪以来,抗生素的发明减少了细菌造成全球性生物危机的概率。

真菌?对人类这样的暖血动物来说,真菌的威胁不大。

曾引发疯牛病的朊病毒蛋白类?只要防止食物污染和同类相食就能避免这类疾病传播。

导致疟疾的原生生物类?这类病原通常通过蚊子和跳蚤之类的宿主传播,传播性受天气和地理的限制很大。

在分析了各种病原后,报告指出,只有病毒,是人类社会真正的威胁。当然,不是任何病毒都那么可怕,最可能造成全球大流行的病毒应该具有这么几种特征:

首先是含有RNA基因组,因为其进化速度更快;

其次是在感染者出现症状前就可以传染,让人防不胜防;

第三是通过呼吸传染,而不是排泄物或体液,因为后者只要注意卫生就好控制;

最后,能在人和动物之间传播的病毒最难防范。

这些特征让报告最终得出结论,最有可能横行全球的病原是两类病毒:流感病毒和冠状病毒。

目前看来,这个结论完全成立。
三种正在研究中的抗病毒手段

人类对抗病毒的手段非常贫乏。目前已知大约有200种能感染人体的病毒,但只有约10种被证实有效的治疗手段。而且,这些抗病毒药物的适用性很窄。大部分对某种病毒有效的药物,对同一类的其他病毒无效,有些抗病毒药甚至不能治疗同一种病毒的不同毒株。

每当发现一种新的病毒,人类就急急忙忙寻找对付它的办法。何博士不愿意永远像这样被病毒牵着鼻子走。他希望能找到一种可以杀死多种病毒的抗病毒药,就像能杀死多种细菌的青霉素一样。而且,必须在下一次全球病毒大流行之前,就找到这种药。

  • 病毒的切割

即使在一个小小的细胞里,也有各个工种各司其职。核糖体是其中之一,它负责根据RNA指示的信息,生产细胞所需的蛋白质。

但是,核糖体是个只会埋头工作,没有分辨能力的呆子。假如病毒入侵细胞,它也会不分青红皂白地按照病毒的指示生产它繁殖所需的蛋白质。核糖体会把生产出来的蛋白质链接在一起,由细胞和病毒分别从中切割自己需要的部分。

细胞和病毒用于切割蛋白质的工具叫做蛋白酶。何博士在哥伦比亚大学的同事Alejandro Chavez正在探索一种能控制病毒蛋白酶,同时又不影响人类细胞蛋白酶的物质。他打算花一年以上的时间,测试16000种药物,从中筛出最有希望的候选者。

标准药物测试法是用一种药对应一种病毒,而Chavez发明了一种新的测试法,在每个药物测试容器里可以加入约20种冠状病毒的蛋白酶,以及40种其他病毒的蛋白酶。他打算通过这种新方法,找到适用性更广的抗病毒物质,能帮助人类在下一次大流行时,对付那些我们对其一无所知的病毒。

  • 病毒的黏结

病毒的繁殖需要切割,也需要黏结。帮助切割的是蛋白酶,帮助黏结的则是另一种叫做聚合酶的蛋白质。

构成病毒的DNA和RNA分子由叫做核苷酸的小分子组成。让聚合酶停止工作的一个好办法,就是提供错误的核苷酸,像诱饵一样,诱惑病毒把它们加进自己的组织中。

这些核苷酸进入病毒组织后,会中断病毒的黏结工作。就好像在组装一列玩具火车的时候,中间有一节没有挂钩的车厢,整列火车就连不起来了。诱饵核苷酸就相当于那节没有挂钩的车厢。

Mark Denison是范德堡大学儿科传染病部门的主任,过去三十年里,他一直在研究聚合酶和核苷酸。现在,Denison正在研发一种叫做NHC的小分子药物。当NHC进入病毒的RNA后,不是中断黏结,而是让它之后的分子发生突变。就好像在一列玩具火车中间放进一艘汽艇,排在汽艇后面的车厢也都纷纷变成汽艇,火车不再是火车了。

目前的研究成果显示,NHC可以对付包含新冠病毒在内的多种冠状病毒,而且病毒对它不易产生抗药性。当还没被病毒感染的老鼠服用NHC后,NHC能保护它抵御病毒作用。而且这种药可以口服吸收,非常方便。当然,NHC对人类临床治疗是否有效还是个未知数。

Denison说,他的实验室现在只研究可以和他们测试的每一种冠状病毒都起反应的物质。因为让他忧心的不仅仅是已经发现的SARS或MERS,而是那些以后将会袭击人类的未知病毒。

  • 宿主的环境

一般抗病毒药物的目标都直指病毒,很少考虑宿主,有些研究者却反其道而行之,试图通过改变病毒寄身的环境来消灭病毒。

斯坦福大学的病毒学家Shirit Einav就是其中之一。她相信,改变病毒寄宿环境的药物和直接攻击病毒的药物两者相比较,一定是前者适用性更广。因为不管被哪种病毒袭击,人类细胞的作用过程都是类似的。

所以,Einav把重点研究目标放在病毒宿主细胞的蛋白质上。她尤其关注某一类病毒借用来入侵宿主细胞的酶。

几年前,她发现了两种病毒入侵细胞所需的细胞酶,并且找到了两种能影响这些细胞酶的药物。当感染了登革热和埃博拉病毒的老鼠接受这两种药物后,它们体内的病毒浓度降低了。现在,Einav正在实验这些药物对新冠病毒的作用。
下一场全球流行病一定会来到

几十年职业生涯里,何博士一直在对抗HIV病毒,也见证了三次冠状病毒的爆发。他说,人类应该反省自己对病毒的轻视和疏忽。他在SARS病毒流行时的经历就是个警示:病毒一消失,人类社会就放下了戒心。

“仅仅因为病毒自己走了,我们就天真地对它挥手说再见,”何博士说,“没有任何理由认为,我们能说再见。”仅仅20年间,全球已经爆发了三次冠状病毒大流行。在将来,也许并不会遥远的将来,就会有第四次冠状病毒流行,或者另一种不同的RNA病毒爆发。

现在,没人能预测下一次爆发的病毒是什么,将导致哪些疾病。但如果有何博士、Chavez、Danison和Einav这样的研究者们的努力,第四次病毒来袭时,人类或许不再会毫无招架之力。

COVID-19的大流行给全世界都上了一课。面对病毒,人类需要坚持找到长远的解决方案,找到适用性广泛、能对付多种病毒的药物。因为下一场由病毒引发的全球流行病,总有一天会到来。

看完这篇文章,我也试图唤起我在2003年SARS时候的记忆。可能因为当时不在中心疫区的关系,我残留的印象非常模糊,甚至连到底学校有没有上课,食堂有没有开放,学校周围的小餐馆还能不能去,都一点儿记不起来。

毕竟已经过去17年了啊。在这17年间,人类,比如我,注意力和记忆力已经被互联网培养得像金鱼一样,只有几秒,转瞬即逝,永远在寻求和期待下一个兴奋点,怎么记得起多年前的往事?

但是有些事情是必须深刻铭记在脑中的。我不可能再去读医学院,像何博士和他的同仁们一样研究怎么对抗病毒。但是,至少可以记住现在发生的一切,当下一次病毒大流行爆发的时候,多一些准备。

公众号:NotesofTheNewYorker

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