武汉病毒研究所到底有多牛?

2017年12月8日,中国代表团团长傅聪在联合国《禁止生物武器公约》缔约国会议上说,当年10月,中科院武汉病毒研究所举办了“生物安全实验室管理与实验技术国际培训班”。

不要小看这次会议,这是中国病毒研究在国际上取得的最重要成就,武汉病毒所举办的这次培训班,学员来自巴基斯坦、哈萨克斯坦、斯里兰卡、埃及、肯尼亚、塞尔维亚、匈牙利等国。

当年,培训班主讲团队来自于武汉病毒所P4实验室建设和研究团队。该实验室是中国乃至亚洲防护水平级别最高的实验室,除了中国,另一个在日本。

去年12月底,此次新冠病毒发现之初,相关样品就是直接送到武汉P4实验室检测的,后来,有关部门和机构拿着检测结果,1月29日在新英格兰杂志发表了题为《新型冠状病毒感染的肺炎在中国武汉的初期传播动力学》的论文,其中一个结论是:“2019年12月份即在密切接触者中发生了人际传播”。

近日,这篇论文备受质疑,科技部日前发布通知,要求各有关攻关项目承担单位及其科研人员把研究精力全部投入到各项攻关任务上来,把论文写在抗击疫情的第一线,把研究成果应用到战胜疫情中,在疫情防控任务完成之前,不应该把精力放在论文发表上。

除了较早发现新冠病毒人传人,1月28日,该所刚研制出了用于研究的抗体检测试纸;同时,该所与军事医学科学院毒物药物研究所联合发现了在细胞层面上对新型冠状病毒(2019-nCoV)有较好抑制作用的雷米迪维或伦地西韦(Remdesivir,GS-5734)、氯喹(Chloroquine,Sigma-C6628)、利托那韦(Ritonavir)等药物。

另外,在1月21日,湖北省科技厅启动了“2019新型肺炎应急科技攻关研究项目”,成立了新型肺炎应急科研攻关研究专家组,组长正是武汉病毒所研究员石正丽。

武汉病毒研究所到底有多牛?

除此之外,武汉病毒所于1月2日确定了新型冠状病毒全基因组序列,于1月5日成功分离到了病毒毒株。1月9日该毒株资源已按标准完成国家病毒资源库入库,并进行了标准化保藏。

武汉病毒所也是最早得出病毒毒株来源于蝙蝠的机构。

1月23日,石正丽团队在bioRxiv预印版平台上发表《一种新型冠状病毒的发现及其可能的蝙蝠起源》,提出新型肺炎病毒或来源于蝙蝠,首次证实了该新型冠状病毒使用与SARS冠状病毒相同的细胞进入受体,并发现新型冠状病毒与一种蝙蝠的冠状病毒的序列一致性高达96%。

诞生于1956年,现任所长是个80后

武汉病毒所的历史很久远,级别也很高,是正厅级单位。

1956年6月,新中国成立不久,著名病毒学家高尚荫院士、著名微生物学家陈华癸院士和简浩然教授等老一辈科学家创建了武汉病毒所,这是我国较早建立的国家级研究所之一。

武汉病毒所是国家恢复研究生招生以来第一批有学位授予权的招生单位之一。迄今为止,学科点已培养硕士生429名,博士生174名,目前学科点拥有不同专业方向学科组27个,博士生导师30名,硕士研究生导师10名,含杰青3人,百人计划10人。在读研究生240名,其中博士生110名。

武汉病毒所下辖的“中国病毒资源与信息中心”拥有亚洲最大的病毒保藏库,创建了我国唯一的“中国病毒标本馆”。

武汉病毒所研究的方向都是人类重要病毒,比如免疫缺陷病毒HIV、丙型肝炎病毒HCV、流感病毒、人类巨细胞病毒(HCMV)、肿瘤病毒KSHV、单纯疱疹病毒(HSV)等)和动物源新发病毒(如严重急性呼吸道综合症病毒SARS-CoV、禽流感病毒、虫媒病毒等)的基因变异、致病性、抗病毒药物治疗和机体防御机理的基础和应用基础研究。

武汉病毒所前所长陈新文,2001年获荷兰Wageningen University病毒学专业博士学位。先后在美国University of California, Berkley、德国University of Duisburg-Essen等单位从事合作研究。

陈新文还是中科院百人计划入选者, 国家杰出青年基金获得者,曾获得国家技术发明二等奖,湖北省自然科学二等奖。目前是中科院广州生物医药与健康研究院院长。

陈新文的继任者为王延轶,于2018年10月出任武汉病毒所所长。王延轶是一名女性“80后”科研干部,此前任武汉病毒研究所副所长。

武汉病毒研究所到底有多牛?

据公开资料,王延轶生于1981年,她2004年毕业于北京大学生命科学学院,后留学美国科罗拉多大学获硕士学位。当年她来到武汉大学,6年间任武大生命科学学院讲师、副教授,期间获博士学位。

2012年3月,王延轶调任中科院武汉病毒所,先后任分子免疫学学科组长,病毒病理研究中心副主任,2014年12月任所长助理,一年后升任武汉病毒所副所长。

王延轶的主要研究方向为病毒与宿主相互作用机制。先后主持或承担过国家自然科学基金、973等多项课题。在国际知名刊物发表SCI论文近30篇。2013年,王延轶入选了国家“万人计划”首批青年拔尖人才。

“蝙蝠女侠”石正丽,寻找病毒宿主13年

新冠疫情爆发后,能快速找到病毒或来源于蝙蝠,和一个人以及她的团队有很大关系,这个人就是石正丽。

武汉病毒研究所到底有多牛?
石正丽团队在野外作业

被誉为“蝙蝠女侠”的石正丽长期从事新发病毒的病原学研究,特别是在对SARS病毒溯源的研究中,其领衔的团队证实了蝙蝠是SARS冠状病毒的自然宿主。

18年前的SARS病毒爆发以来,在其自然宿主蝙蝠中发现了大量与严重急性呼吸系统综合症相关的冠状病毒(SARSr-CoV)。

在本轮武汉疫情暴发初期,石正丽团队从5名患者中获得了全长基因组序列,这些序列彼此几乎相同,而且与SARS-CoV的基因组序列相似度有79.5%。

后来,科研人员进一步发现,新型冠状病毒(nCoV-2019)在整个基因组水平上与蝙蝠冠状病毒的同源性为96%,通过对七个保守的非结构蛋白的成对蛋白序列进行分析表明,新型冠状病毒属于SARSr-CoV物种。

石正丽领衔的团队不仅证实了蝙蝠是SARS冠状病毒的自然宿主,他们还发现了我国蝙蝠感染尼帕病毒、埃博拉病毒的血清学证据,在蝙蝠中发现并鉴定了腺病毒、圆环病毒等大量遗传多样的新病毒,进一步证实蝙蝠是多种病毒的自然宿主。

2003年春节前后,SARS从广东省蔓延到了全国其他省份,传播速度惊人,多地出现了将SARS传给十几人甚至几十人的“超级传播者”。

2003年3月,香港大学和美国疾病预防控制中心先后在SARS病人的样本中分离出了一种病毒。这个病毒在电子显微镜下看起来就像一顶中世纪欧洲帝王的皇冠,根据形态学特征和遗传信息,科学家们认为这种新型的冠状病毒是SARS的致病病原,是一种从未在人类中发现过的冠状病毒。

后来,中国的研究者们开始寻找这种病毒的来源,他们发现最早的11个病例大多和野生动物有接触的历史。顺着这条线索,科学家们首先瞄准了广东野生动物市场,并很快就在市场上的果子狸体内分离和检测到了和SARS病毒完全一样的病毒。

这个发现公布后,广东省2004年年初发布禁令:全面捕杀野生动物市场的果子狸,取缔野生动物交易,关闭野生动物市场。

但是,石正丽和她的团队并没有满足,对于这种新型病毒,必须找到源头,也就是“自然宿主”——长期携带一个病毒,但它本身并不发病,可以和病毒和平相处的动物。

因为上世纪90年代在澳大利亚爆发的亨德拉病毒以及在马来西亚爆发的尼帕病毒后来被证实自然宿主都是果蝠,受此启发,石正丽和她的团队把目光聚焦在了蝙蝠身上。

2004年,团队首次采集了广东和广西的果蝠,把样品在实验室进行遗传物质检测,结果8个月下来什么也没发现。后来,在广西和湖北的三种菊头蝠体内发现了SARS病毒的抗体,她们又顺藤摸瓜又,在这三种蝙蝠体内检测到了冠状病毒。

2005年,石正丽和她的团队把研究成果发表在《科学》杂志上。但在仔细比较以后发现,2005年发现的蝙蝠SARS样冠状病毒和SARS病毒还是有一定的差异,尤其是在决定病毒感染能力和致病性方面最为关键的一个基因并不相同。

再后来,他们持续在全国各地找,不管南方还是北方,中部还是西部,只要听说有蝙蝠的地方都会去,足迹遍布了我国28个省市,像大海捞针一样。

2011年,石正丽和她的团队在云南一个山洞里分离并检测到了和SARS病毒高度同源的SARS样冠状病毒,除了进化关系近,在功能上面也非常相近。

武汉病毒研究所到底有多牛?

她们在这个洞里进行了五年的监测,每年取样两次,结果发现了十多株不同类型的SARS样冠状病毒。尽管没有发现和SARS病毒完全一模一样的病毒,但发现了一个SARS病毒的天然基因库。

经过13年的追踪,他们最终确定了SARS病毒的蝙蝠起源。

2019年1月份,由石正丽牵头完成的“中国蝙蝠携带重要病毒研究”项目,获2018年国家自然科学奖二等奖。1月29日,美国微生物科学院公布了2019年度美国微生物科学院Fellows入选名单,石正丽当选。

美国微生物科学院是生命科学领域中全球最大且历史最悠久的会员组织“美国微生物学会”的下设机构之一,处于国际微生物学科的领导地位,当选Fellows的科学家中不乏诺贝尔奖、拉斯克奖和美国国家科学奖章得主。

神秘的P4实验室

2003年初,中国大地上蔓延肆虐的SARS,无形中催生了我国第一个P4实验室的建造,而这个重任落到了正处于重要转型期的武汉病毒所肩上。

2003年2月,时任中科院武汉病毒所所长胡志红突然接到时任中科院副院长陈竺的电话,询问能否承担在武汉建设P4实验室的任务,胡志红当即表示将全力以赴。

胡志红马上召集研究所党政领导班子商议,决定由时任副所长袁志明负责P4实验室的筹建,同时电令在美国伊利诺伊大学做访问学者的袁志明结束行程,立即回国准备P4实验室建设相关工作。

2003年3月25日,武汉病毒所向中科院生物局提交了“关于建立P3 和P4实验室的请示”报告。

P4实验室是世界上根据处理病原微生物的危害程度及所需要的防护程度,国际上通常把生物安全实验室分为四个等级,一级防护水平最低,四级防护水平最高。

在最高等级的生物安全实验室内,除其它等级的一般防护措施外,还专门设置有正压防护服、气密门、化学淋浴、污水处理系统、空气过滤系统等,通过防护屏障和管理措施,避免被操作的有害生物因子威胁。

由于建设和维护复杂、技术要求高,但中国尚无建设P4实验室和维护等方面的经验,需要通过寻求国际合作开展实验室建设。

2003年4月5日至11日,袁志明随陈竺赴法国,就P4实验室建设和新生疾病研究寻求合作,同法国研究和新技术部部长Haignere女士协商,达成了初步的合作意向。

陈竺和袁志明在里昂第一次看到了P4实验室,其玻璃外壳在晚上色彩斑斓,进去参观后发现,内部结构和技术特别复杂。设计建造里昂P4实验室的是法国梅里埃公司联合RTV公司。

访问期间,时任中国驻法国大使馆公使衔参赞王绍琪与陈竺和袁志明共商中法合作事宜。当晚,王绍琪让袁志明留在大使馆的机要室,写了一份近万言的内部报告发回国内,内容如下:

法国传染性疾病研究受到政府的高度重视,在里昂建立了欧洲第一个从事烈性传染性病原研究的四级生物安全实验室,巴斯德研究所也是世界上最早开展SARS研究的单位。开展新生疾病研究,首先要建立生物安全等级高的P3和P4实验室,以阻止传染性病原释放到环境中,同时也给研究人员提供高的生物安全保证。我国建立部分P3实验室开展了一些SARS病原研究,但对一些更烈性的传染性病原及可能出现的新生疾病病原等的研究,必须在安全等级最高的P4实验室进行。因此,P4实验室的建成将成为我国开展相关领域研究的重要技术平台和保证。

2004年1月28日,时任国家主席胡锦涛访法期间,见证“中华人民共和国政府与法兰西共和国政府关于预防和抗击新生传染性疾病的中法合作谅解备忘录”的签署:设立一个由法国主管政府部门代表和专家组成的中法新发传染病小组;支持中科院武汉病毒所的发展,获取建立高级别生物安全实验室必要的设备和技术、提供有关支持和培训等。

2007年11月26日,时任法国总统萨科齐访华,中法两国签署了关于预防和控制新发传染病合作协议的补充声明,强调“确保尽快采取一切必要措施以落实包括武汉P4实验室在内的所有计划项目”。

2008年,法方交付了一份实验室图纸,2009年由中方的中元设计院提供了中方设计的图纸。在设计过程中参照了里昂实验室设计的主要概念,保证最高的安全程度。

2012年1月9日,核心实验室关键设备——气密门、生命维持系统送达江夏郑店园区,验收合格。

2015年1月31日,武汉P4实验室举行竣工揭牌仪式,这标志着实验室完成硬件建设和主要设施设备的安装。

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