《病毒来袭》(The Viral Storm : the Dawn of a New Pandemic Age)
(美)内森·沃尔夫(Nathan Wolfe)著
沈捷译
浙江人民出版社 | 湛卢文化出版
我们如何能够追捕到致命性病毒并控制它们呢?在新的流行病扩散之前抓住它们并遏制它们的正确方式是什么呢?美国国家卫生研究院主任先驱奖得主、Global Viral创始人和CEO、《时代周刊》“全球最具影响力100人”内森·沃尔夫在他的作品《病毒来袭》中敲响新流行病时代人类将无处遁形的警钟。下文节选了本书探讨的一个问题:当代流行病预防科学。讨论作者的团队、其他同仁及合作者正在研发的监测系统, 这个系统甚至能够在人们获知新型流行病之前就抓住它,遏制它。
>>一个检测病毒中恐怖信息的全球系统该是怎样的?
我萌生此意的时间要追溯到20世纪90年代末。那时我加入约翰·霍普金斯大学唐·伯克的研究团队,准备在中非建立一个实地研究点,为发现新病毒而监控人类和动物。在那期间我们产生的理念里,尤其值得一提的是一个永久的概念:病毒中的恐怖信息(viral chatter)。唐提出这个术语时,是直接与情报中的恐怖信息(intelligence chatter)相对应的。我们在思考情报中的恐怖信息时,提出这样的问题:安全服务机构是如何预防恐怖事件的?
情报机构使用一系列技术手段对潜在的危险事件进行监控,但是其中最有价值的手段之一,是对恐怖信息的监控。审查电子邮件、电话、网上聊天室的情报机构能够追踪某些信号出现的频率。例如,如果一位记者发送一封包含“基地组织”和“炸弹”这两个词的电子邮件,该信将被一个过滤敏感关键词的自动过滤系统发现。即便如此,这些信息仍不太可能被送到一位情报分析家的书桌上。因为系统也记录了其电子邮件账号和 IP 地址,而且有望将恐怖信息标注到属于“记者”的分类里。
前中央情报局(CIA)局长乔治·特内特(George Tenet)在为“9·11” 事件所作的证词中说,在逼近“9·11”事件的那几个月里,“监控系统一直闪烁着红色”。同样,虽然是一起偶发事件,1986年切尔诺贝利核反应堆熔融那一天,在苏联监控的信息流量中出现了一个明显的尖峰。知道寻找什么类型的关键词、谁是通常该考虑的嫌疑人,同时了解他们彼此是如何交流的, 这样就能够提供有价值的情报,帮助预测罕见但重要的事件。
当我和唐一起考虑这个问题时,我们问自己,一个监测病毒中的恐怖信息的全球系统该是什么模样呢?我们如何监测发生在人和动物之间的成千上万的接触,以便发现预示着流行病逼近的恐怖信息事件呢?从我们的研究领域来看,这种事件就是新型病毒跳到了人类身上。
显然,一个依赖像灵长类动物学家这种群体的系统是不够的。他们的主要关注点是动物的行为和生态。一个理想系统要监测全球范围内人类和动物群落病毒的多样性,发现感染源何时从动物跳到人类身上。虽然理论上可行,但建立这样一个系统,在当时缺乏资源和技术保障。
正如我们在第 10 章里将更加详细讨论的那样,虽然目前准确而充分地调查人和动物身上病毒多样性的实验室研究方法一直都在提高,但还没有达到在全球部署监控的程度。简单地逻辑推断一下就会发现监测每一个人是行不通的。作为起步,我们需要一个更集中的系统——该系统瞄准一小群“哨兵”,他们是我们可以利用现有资源监测病毒恐怖信息的关键群落。
我清晰地记得自己第一次思考狩猎在感染源传播中所发挥作用的情景。作为一名哈佛研究生,在前两年我专门研究了野生黑猩猩群落。成为生物人类学系研究生的快乐之一,就是能够与著名教授埃尔夫·迪沃夫(Irv DeVore)互动。埃尔夫是一位灵长类动物学和人类进化学的骨干教师和思想家。1993—1995 年,我担任埃尔夫的助教。在我们的随意交谈中,话题转到了当时我日渐着迷的领域——微生物。就在那时埃尔夫给我讲了一个故事,那个故事开启了近15年来我的研究方向。
有一年夏天,埃尔夫在开车回家途中无意间发现了一只死兔子。埃尔夫料定它是一只被车撞死的健康动物,并且他一生酷爱打猎,与世界各地的猎人合作过。于是埃尔夫做了对他来说很自然的事情。他将兔子捡回家,随即褪毛开膛洗净,烧成晚餐的菜肴。
之后几天内埃尔夫就病得很厉害。他发烧, 胃口越来越差, 极度疲劳,淋巴结肿大。好在他立刻去挂了急诊,因为事实证明他得了土拉菌病(tularemia),这是一种由可能致命的细菌引起的,经常传染野兔和其他啮齿类动物的疾病。在及时求医的人里,该病的病死率不到 1%。但如果没有迅速就医,他就很可能痛苦地死于多器官衰竭。
埃尔夫可能是在给被感染的兔子剥皮时感染土拉菌的。通常在宰杀动物过程中,这种病菌能够以被人吸进肺里的方式进入人体。在埃尔夫讲完故事的时候,我脑海中各种可能性的想法不停地冒了出来。埃尔夫早期的研究成果里有一本著述,名为《狩猎者其人》(Man the Hunter)。他有很多年都生活在非洲的狩猎—采集者部落。这些部落的人没有农耕劳作,只靠野生食物为生。我们的谈话转向了到这些部落从事研究的想法。这些人无疑与他们身边动物所携带的微生物有着极高的接触率。
1998 年——我和埃尔夫那次谈话后又过了几年,我写了有关狩猎在疾病传播中所扮演角色的文章。在文中我提出可以将猎人视为哨兵——如果我们一直研究他们,就能知道正跳向人类的是什么微生物,是何时起跳的,又是如何跳跃到人身上的。几年后在我和唐·伯克交谈期间,当我们探讨病毒恐怖信息的概念时,以上问题成了我们讨论的共同点。猎人们是如何将我们引向那些向人类发起关键性一跳的重要微生物的?
当唐将我招至麾下,加入他在约翰·霍普金斯大学的在研项目时,他已经和一位喀麦隆科学家建立了密切合作,在像艾滋病毒这样的逆转录病毒最初出现的中非地区研究它们。我和唐以及喀麦隆同仁、陆军上校普迪·诺勒(Mpoudi Ngole)一起共事了很多年。那些年的研究工作为建立第一个真正的监控系统打下了坚实的基础。该系统尝试在新型流行病出现之前抓住它们。
▲陆军上校普迪 · 诺勒
>>谁是流行病监测系统的哨兵人群?
唐和上校潜心思考的主题之一就是丛林肉(bushmeat),这是我们在中非所做研究的中心主题。丛林肉是野味的另一种说法,虽然历史上这一术语多指热带地区的野味。但事实上,当我在新英格兰的朋友一年一度仪式般地捕食鹿肉时,他就是在吃丛林肉。我在旧金山光顾自己钟爱的海鲜店——天鹅生蚝酒吧时,厨师撬开活海胆的软壳,取出来让我吃的海胆也是丛林肉。然而正如我们在第 2 章里了解到的那样,从微生物角度来看,不是所有丛林肉都是以同样的方式制成的。但我第一次真正接触丛林肉还不是在村子里,而是在普迪上校的家里。永远不会令我和上校发生争执的事情之一便是吃。我们吃遍中非地区无数村庄和城市。当我在上校家吃晚餐时,总能期待他会端上特殊的东西。他家精选的食物里总有地方野味佳肴。我在“普迪菜馆”最喜欢的是豪猪肉,吃起来味道有点像兔肉。
无论哪里的人以前都吃野生动物。虽然意识到杜绝野味消费对野生动物保护很重要,但是不妖魔化以野生动物为生的人们也很重要。如果我们不费什么气力,就能在不接触野生动物的情况下,持续提供高质量的蛋白质食物来源,那就最好不过了。这有助于保护一些最重要的濒危动物物种,同时防止流行病的蔓延。但问题并非这么简单。
过去 20 年来,我研究过中非各地和亚洲的许多猎人。虽然存在着必须加以消灭的非法商业性狩猎,但在我们工作的地区里,大部分猎获的动物是贫困家庭基本的食物来源。它是生存所需,而非消遣。打猎很辛苦,付出大量心血换来相当有限的能量补给。
▲背着丛林肉的喀麦隆猎人
随着在这些农村狩猎区描述艾滋病毒多样性特征的研究工作向前推进, 我们也开始了另一项工作——在这些与动物接触频繁的人身上,发现全新的病毒。这是近 10 年来我的主要工作重心。为此,我们找到了在发现新型逆转录病毒方面世界上最好的实验室团队之一——美国疾病控制中心的逆转录病毒学部。
疾控中心研究团队包括汤姆·福柯斯(Tom Folks)和瓦利德·海尼(Walid Heneine),两人都是逆转录病毒学的世界领军人物。但是跟我共事时间最长的是比尔 · 史威兹(Bill Switzer)。比尔看似年轻的长相掩盖了其实际年龄,亲切温和的举止遮蔽了他的不懈追求——勾画一些当代最令人关注的病毒的进化图。10 年里,我和比尔每天不管是面对面还是通电话,几乎都要一起工作,判断有什么人类免疫缺陷病毒之外的病毒已经跳到那些狩猎人群身上。
我们的第一个主要发现,是一个名字不太中听的病毒,猴泡沫病毒(the simian foamy virus, 简称 SFV)。它是以其杀死细胞的方式来命名的。当你观察一个感染上病毒的培养物,就能看见在显微镜下细胞死去并起泡,呈现出泡沫四起的样子。这是一种几乎感染所有非人类灵长类动物的病毒。因为每一种灵长类动物都携带其特殊版本的病毒,这为我们提供了非常好的比较模式。通过给病毒进行基因排序,如果我们在人类身上发现其中一种猴泡沫病毒,就能准确知道它来自哪一种灵长类动物。
令人关注的是,人类没有自身的泡沫病毒。比尔和其同仁们多年前的研究显示,在参与物种共同形成的病毒中,猴泡沫病毒具有不寻常的特征。换言之,约7000万年前现有灵长类动物的共同祖先身上就携带泡沫病毒。随着时间的推移,当灵长类动物谱系树不同的分支逐渐形成不同物种后,病毒也亦步亦趋地跟着。令人吃惊的结果是,泡沫病毒的进化树和灵长类动物进化树几乎一模一样。猴泡沫病毒很可能是病原体瓶颈时期我们失去的病毒之一,这是我们在第3章里所讨论的话题。
当我和比尔以及同仁们开始研究灵长类泡沫病毒时,我们已经知道它们理论上能够传染给人类,因为几位实验室工作人员以前感染过该病毒。但是我们不知道自然环境下这种情况是否会出现。我清楚记得真相大白的那一天。那天我们一起在比尔的实验室里工作。我到楼下去取一个叫作蛋白免疫印迹法(Western blot)的实验室测试的图像。这一方法显示个人是否产生抗体, 在这里就是指抵抗猴泡沫病毒的抗体。比尔下楼来帮我一起解读图像。实验结果很明显,一些研究参与者已经感染上猴泡沫病毒。我记得自己和比尔彼此对视着,一半是震惊,一半是兴奋。那一刻,近几年的研究工作因有了实实在在的研究成果,而发生了深刻的变化。至今我墙上还挂着一幅装在相框里的蛋白免疫印迹复印件。
一方面我们感到欣慰——研究取得了成功。但另一方面我们也有点不祥之感——逆转录病毒,即人类免疫缺陷病毒所属的那一类病毒,正跨界进入人体。如果我们在所研究的前几百名猎人中发现它,就说明它并非罕见。
▲第一次显示猎人身上猴泡沫病毒抗体迹象的蛋白免疫印迹
在接下来的数月里我们发现,很多报告自己猎杀非人类灵长类动物的人都接触到了猴泡沫病毒。更让人惊讶的是,一些接触已经转为长时间的感染。发现这些人对病毒产生抗体的迹象后,我们尝试获取实际的猴泡沫病毒基因序列。结果所见令我们震惊不已。我们发现,多人从灵长类动物身上感染了猴泡沫病毒株,传染病毒的灵长类动物范围从一种小食叶猴——白须长尾猴, 到低地上壮硕的大猩猩。而且我们发现自己所做的行为调查结果与实验结果相吻合。例如,大猩猩猴泡沫病毒来自一个报告自己捕杀大猩猩的人。虽然我们调查的很多人接触灵长类动物,但鲜有人参与捕猎大猩猩,因为这既危险又需要高度专业化技能。这一关联就是确凿的证据——证明捕猎黑猩猩的猎人在捕杀猎物时,感染上了病毒。
研究发现令我们且喜且忧。如果病毒学家们说自己并不乐于发现全新的病毒,那肯定是在说谎。这些年来我们努力工作,征募研究经费,找到了知道如何完成研究工作的当地科学家跟我们合作,在中非建了一个实验室,设立了农村监测点,采集样本,小心保存,并通过错综复杂的国际协议运送出来,展开发现一种实际病毒所必须的复杂的实验室研究。结果表明,我们的监测系统运作起来了,我们认为的接触动物频率高会导致感染上新型病毒这一猜想也是对的。然而,新型逆转录病毒正迁移到人类身上的第一例证据也表明,人们对现有公共卫生机构的信任是被误导的。人们笃信当新型病毒迁移到人类身上时,这些公共卫生机构会告知我们。我们刚刚开始发现,这是多么严重的误导。
我们还继续研究了另一组逆转录病毒——嗜T淋巴细胞病毒(the T-lymphotropic viruses, 简称 TLVs)。猴泡沫病毒是一种在人类中找不到自己祖先的病毒。在我们从事猴泡沫病毒研究之前,只有少数实验室工作人员感染上该病毒,因此没法断定病毒可能扩散的范围和引发疾病的范围,没法断定其成为流行病的可能性有多大。嗜T淋巴细胞病毒就不同。我们早就知道有两种不同的嗜 T 淋巴细胞病毒——人类嗜T淋巴细胞1型病毒(HTLV-1)和人类嗜T淋巴细胞 2 型病毒(HTLV-2)会传染给世界范围内的人,实际上约2000万人携带这些病毒。虽然一些感染病毒的人可能无任何临床症状,但是还有很多感染者患了病,从白血病到瘫痪都有。这些病毒可能会演变成流行病。显然,如果全新的嗜T淋巴细胞病毒正从动物身上迁移到人类身上,公共卫生官员应该对此有所了解。我们来自猴泡沫病毒的研究结果表明,这并非危言耸听。
潜心于研究的我和比尔知道,两种人类嗜T淋巴细胞病毒变异体都来自灵长类动物——就像人类免疫缺陷病毒一样。我们也知道,另一组还没有在人类中发现的嗜T淋巴细胞病毒——猴嗜T淋巴细胞3型病毒(STLV-3) 也在灵长类动物中存活着,因此我们从那里开始研究。我们仔细筛查了样本,并且不出所料,在样本中找到了它——一种传染到猎人身上的病毒明显不像HTLV-1 和 HTLV-2,属于 STLV-3 那一组。这对我们而言,是一个重要的科学发现。STLV-3 有可能越界进入人类,并且正在迁移的路上。更让我们惊讶的是,在来自喀麦隆东部的一个人身上,我们发现了一种全新的人类嗜T 淋巴细胞病毒——称之为人类嗜 T 淋巴细胞 4 型病毒(HTLV-4)。
我们在中非接触灵长类丛林肉的人们身上发现了许多新型猴泡沫病毒, 又在同样的人群中发现了两种全新的人类嗜 T 淋巴细胞病毒。两项研究成果的叠加,改变了我们思考自己的研究工作的方式。虽然从理论上来说,广泛接触野生动物的人们会从这些动物身上感染上微生物(这是显而易见的),但我们一开始并不知道监测这些人群是否可行,或者说不知道这一系统是个什么模样。当我们开始了漫长而艰辛的研究,确定新型猴泡沫病毒和人类嗜T淋巴细胞病毒正在扩散和引发疾病的范围(这是我们一直做到今天的研究工作时),我们的研究思路被打开了。我们开始正式考虑,建立一个全球性的布控系统,监测与野生动物接触频繁的人们,以便堵截病毒中的恐怖信息。
作者:内森·沃尔夫
编辑:金久超
责任编辑:张裕