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“驯毒者”的这三个月

来源:科技日报2020-03-25 09:49

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  坊间对病毒分离的工作,有些误解。

  “分离”一词让人感觉病毒能从患者标本中直接“挑拣”出来。但实际上,从病人身体上采集样本并从中获得满足使用需求的病毒,不仅需要分离出病毒,还要让它稳定传代。与其说是病毒分离,不如说是“驯服”。

  在疫情最初,中国医学科学院病原生物学研究所病原体鉴别实验室团队与时间赛跑,历时5天5夜,完成了国家卫生健康委交予的病原体平行检测鉴别任务,并将病毒成功分离出来,获得稳定的病毒培养体系,支持围绕病毒开展的一系列研究。

  3月23日,中国医学科学院病原生物学研究所病原体鉴别实验室副主任任丽丽接受科技日报记者采访,讲述作为“驯毒者”精打细算、前瞻部署的3个月。

  让病毒在实验室“活”起来,支撑后续科研

  “病人的样本来了之后,用1微升就没1微升,它是不可再生的。但如果把里面的病毒分离出来、稳定传代,那么它就变‘活’了,就是可持续使用的资源。”任丽丽说,疫情初期,实验室接到疑似患者的临床样本,有灌洗液、痰液、气道刮取物等,团队的任务是从中鉴定并“驯服”病毒。

  由于样本的总量有限,需要进行病原学分析等多种操作,每种试验方案都是以微升计来取用样本,进行病原学鉴定,分离出病毒是关键环节,进行后续病毒致病机制研究等必须要让病毒能在实验室中“繁衍生息”。

  “样本到我们手上的时候,已经过了几次的反复冻融,对其中病毒颗粒的完整性影响较大。”任丽丽解释,反复冻融之后病毒表面的突起蛋白会掉一些,这些突起如果缺失了,那么能进到细胞里的效率就很低了,会影响病毒分离。

  反复冻融使得让新冠病毒的感染增殖并不容易,而它的高致病性又让操作更多了一分危险。“必须在生物安全3级实验室操作,考虑只能用微量样本,我们专门用斜面管减少接种量,同时单管操作避免样本相互间的交叉污染。”任丽丽说,由于时间紧、样本有限,综合考虑生物安全风险,实验室针对相关应急支撑工作储备了很多解决方案。

  “在国家传染病科技重大专项和中国医学科学院医学与健康科技创新工程项目支撑下,包括我们团队在内的国内优秀团队多年积累,明确冠状病毒对于哪些细胞系比较敏感,哪些培养体系更容易把病毒分离出来。”任丽丽说,基于经验和技术的积累,团队很快获得了“活”的病毒。

  多年和呼吸道病毒打交道的经验,让团队对病毒复制有基本的判断经验,样本接种细胞几天后,细胞会呈现出病变效应,这表明病毒已经在细胞上开始复制,通俗的理解就是“养活了”,但病毒滴度(浓度)是否足够后续的研究,还需要持续培养适应和筛选。团队也探索多种培养体系,寻找最适宜病毒“生长”的体系。

  “虽然很心急,但也要遵循科学规律,滴度很低的时候有传代丢失的风险。”任丽丽说。既是战鼓雷雷,也要心静如水,这是抗疫科研一线的共性感受。一方面疫情如战情,战鼓雷雷催促科研进展,另一方面对病毒的研究要按照其复制特性,心静如水寻求突破点。

  终于,在夜以继日的努力之后,任丽丽团队成功将病毒分离出来,为后续的研究,如药物筛选、疫苗评价等工作提供了重要资源。

  优化病毒检测方法,追踪病毒变异

  “我们的应急支撑工作没有结束,在防控形势的不同时期有不同的问题要解决。”任丽丽说,团队的科研任务并没有因为疫情防控形势的好转而告一段落。

  采集病人的咽拭子进行核酸检测是目前广为使用的新冠病毒诊断方法。针对核酸咽拭子检测可能受取样、病程等多种因素的影响,从而影响检测结果而出现漏诊的情况。任丽丽所在的科研团队用半个月的时间,利用基因工程技术表达、纯化出病毒抗原,并研制了血清抗体检测试剂,其中化学发光法正在申请国家审批,用于辅助临床诊断。

  “我们正在研发抗原检测方法。”任丽丽说,目前还没有这一原理的检测方法获批,它是直接检测病毒的蛋白,希望能为病毒早期诊断提供便捷的方法。

  现阶段,疫情在多个国家蔓延,掌握病毒的突变特征是科研工作需要回答的另一个问题。“针对载量往往很低的样本,必须要找到更高效、更快速的方法,更有效地获得大量病毒基因组序列,这方面中国有很多科学家们正在努力。”任丽丽说,面对国际上快速蔓延的新冠肺炎疫情,希望通过对大量病毒的基因组分析掌握其变化态势,为疫情防控提供科学依据。

  推进毒种标准化,新冠病毒将成新入驻“保藏种”

  由于我国在毒种保藏体系建设方面起步较晚,过去做病毒研究工作,毒种往往要从国外引进。目前我国正在开展毒种保藏体系建设,这一工作正在加快步伐。

  “在上级部门的支持下,我们目前正在和兄弟单位一起完善毒种的标准化工作。”任丽丽解释,首先要明确什么样的毒种能够进入到保藏行列,而不是保存;其次,要求毒种保藏过程要标准化、规范化。

  “国际学界公认的保藏机构会对毒种进行细致的登记,就像‘户口本’。上面写清楚它是谁,基因组特点是什么,滴度如何,用何种培养体系。”任丽丽说,这些方面需要权威团队的验证,进而形成行业共识的指南和规范。

  “新冠病毒是中国研究团队首先分离出来的,可以将其作为一个模板,完善标准化的过程。”任丽丽说,“毒种在库里面留好之后,要定期复苏、扩增,保证它的滴度和活力,将来无论是企业还是科研,要用的话,能把它用起来,这就是保藏过程。”

  从管理规范化和病毒真正能用起来的角度,毒种标准化的进程正在逐步推进,任丽丽所在团队也参与了这些规范文件的制定推广工作。新冠病毒将成为规范下新入驻的“保藏种”。

  相较于最早分离出新冠病毒而言,任丽丽认为我国毒种标准化意义更加重大,是“基石性”的工作,是基础战略储备的工作。(本报记者 张佳星)

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