SARS病毒的非自然起源

2021-01-16 花國


 【作者簡介】徐德忠,無錫人,先後於北京醫科大學本科和第四軍醫大學流行病學專業研究生(1968年)畢業;現任第四軍醫大學軍事預防醫學學院軍隊流行病學教研室教授和INCLEN CEU主任、博士生導師,享受政府特殊津貼,在職專業技術二級。 為全國著名流行病學專家,全軍學術帶頭人,曾任衛生部非典疫情分析專家組組長、中華臨床流行病學會副主任委員,全軍流行病學專業委員會主任委員與顧問等學術職務。 


     我們在國際上首次闡明了SARS CoV的起源,並判明自然界根本不存在其直接祖先和貯存宿主,因其流行後不久在自然界和人群中消失,故將SARS CoV謂之「過客病毒」(passenger virus)[1]。過去10年中,國內外無數學者對其基因結構及其變異與跨宿主進化進行了全面深入的研究,終未發現其真正起源[2-4]。我們認為,其原因主要是這些研究者多來自實驗醫學領域,未從宏觀和微觀結合上,未從同一疾病發展前後歷史比較上和多病種相互比較上,以及未在創新思路上探討SARS CoV起源的實質[1]。在此,我們認為,SARS CoV由Bt-SLCoV經「非尋常(如基因改造)進化(unnatural evolution,UE)」方式產生[1]。這實際上反映出人類已進入經基因改造技術等方式將某些低級野生動物病毒製成「新型人工病毒」並引起一國或多國乃至全球性流行的時代。故應引起科學家和公眾的足夠重視。為此,我們將從流行病學異乎尋常之分布和臨床特徵的明顯反常角度,進一步詳細闡明SARS CoV之非自然(基因改造)起源。      欲從流行病學上區分傳染病的自然流行或非自然流行,也即區分是生物武器抑或自然界病原體致人或動物群體之流行,其策略為鑑別傳染病的分布是否符合該病的自然史。我軍已用和仍將用此基本原則對待敵方的生物戰(以往謂細菌戰)。因為傳染病的分布(亦可稱流行特徵)為病原體及其進化,傳染源即攜帶並能排出該病原體且使易感者受染之宿主、傳播途徑、易感人群三環節以及自然和社會環境二因素相互作用的結果,故若病原體起源不同,傳播途徑或釋放病原體方式不同,必然致傳染病的分布不同。流行病學專家可按透過現象看本質的哲學思維,判斷病原體的真正起源和傳播或釋放方式。     1、廣東2002~2003年3個流行期間病例分布、傳播方式和臨床表現差異顯著且反常     2002-11-16我國佛山發現第1例SARS患者,至2003-01-31兩個半月中發病194例,分散在6個市區,傳播慢,症狀較輕,病死率低;而其後2、3兩個月共發病1037例,主要集中在廣州(圖1,2)[5-6],且為醫院—家庭爆發模式,病情危重,出現較多超級傳播者;並於2月下旬分別傳至香港和北京,再擴散至東南亞和美歐諸國。值得一提的是,2003年4月中旬至5月初,每天SARS發病數達100~200例以上,但至2003-06-03即再無發病報告;當年7月後,除2003-12~2004-01廣州爆發4例輕型病例和實驗室感染病例外,近10年未見發病。此種流行規律和模式及其臨床特徵變化,在人類傳染病史上尚無先例。

圖1 廣東省2002-11~2003-02SARS發病時間和地區分布[5]

       更耐人尋味的是,SARS在廣東省流行早中期的地區分布特點,《Science》雜誌對此作了專門敘述:自2002-11-16第1例至2003-03-10東莞出現的指示病例期間(即中國內地3個流行階段中的早期至晚期之初),廣東省的病例均發生在廣州西面和南面的深圳市,其餘地區均無病例(圖1,2);對於河源的發病,論文特別加以說明:其指示病例在深圳受染,當地無患者[5]。此種畸形地區分布發人深思:因為廣州東面和北面城市在社會與自然環境等方面與西面和南面無明顯差別。該文作者當時做如下解釋:由於20世紀70年代初,珠江流域經濟發展,居民飲食習慣改變,開始引進外來動物食品[5]。這似有一定道理,但卻不能說明以下問題:①吃果子狸等習慣已數十年,但為何2002年才發生流行;②此習慣在廣州周邊均如此,為何流行早中期僅局限於廣州的西面和南面;③能分離出SARS CoV的果子狸(圖2)僅在廣州和深圳兩市的野生動物市場,而周邊農村飼養場和其他省區均無[6-9]。因此,反映此種奇怪分布(外在表現)很可能的深層次原因(內部本質)是果子狸的受染和(或)受染的果子狸輸入,即傳染來源引入動物界和(或)人群是非自然的,簡言之是人為的。此與我們之前指出的SARS CoV「逆向進化」過程相吻合[1]。     2、2003~2004年廣州爆發流行的SARS臨床特點及隨後實驗室感染與2002~2003年流行均截然不同      如上所述,2002~2003年SARS的流行分別在各國於2003年6~7月嘎然而止,但2003年底至次年初在廣州爆發。4名病例相互無接觸史呈散發狀態,但其中3例在病前一個潛伏期內均有果子狸暴露史,1例病前有鼠暴露史[7]。令人驚異的是,該4名病例病情輕,均痊癒出院,發病到出院時間為22d左右,出院後預後好,且257名接觸者(其中密切接觸者113人)無一發病。Song等[2]指出,這次廣州爆發病例分離出的SARS CoV,除了系統發生樹和2002~2003年流行的有一定區別外,其ORF1a基因nt.6295突變,導致ORF1ansp3的CDS(coding sequence),即SUD(SARS-CoV unique domain)出現了一個終止密碼子,而後者可能參與調節病毒複製或抵抗受感染宿主的免疫反應。可見,此變異和病情輕,無續發有關。由此,Song等推斷這次爆發是一次獨立的(進化)事件。但我們不完全同意此觀點。誠然爆發病情輕無續發與ORF1a基因nt.6295突變有關,而其並非孤立事件。這是SARS CoV進入人群後發生的一系列「逆向進化」過程之延續[1],故尚不能確定其為一次獨立的(進化)事件,甚至很可能是全球SARS流行的收尾。在流行病學上,分析流行或爆發原因或機制時很重視佐證,其作用猶如司法案件證據鏈中重要甚至關鍵環節。2004-03-25至4月末,我國突然發生一起實驗室感染事件,在北京和安徽共確診9例患者,死亡1例。後來也有續發和超級傳播者:護理首例患者的一位護士傳播5例(圖3)[10-11]。可見其傳播力強,流行強度大,病情危重,病死率(1/9)高。其流行病學特徵和臨床表現與同年1月廣州爆發的SARS明顯有別,卻與2002~2003年的流行非常一致。從SARS流行過程看,這起實驗室感染既非2002~2003年SARS流行之延續,也與之前3月發生的廣州SARS爆發無關,應是獨立的,因暴露於含SARS CoV之實驗材料感染所致爆發。更有甚者,其分離的病毒和貯存於實驗室內2003年上半年流行毒株的特性相同。可見,2003年底至2004年初人和狸群SARS CoV基因已「逆向進化」,所致病例症狀輕,傳播力弱,較2002~2003年已有明顯區別[1];而這次實驗室感染病例的流行病學與臨床特點及其病毒特性卻仍與2002~2003年相同,其惟一的原因是:致實驗室爆發的SARS CoV貯存於實驗室,未經人群傳播中「逆向進化」。這又從另一方面證實,SARS CoV為非自然(基因改造)產生而進入人群後存在「逆向進化」。故這次實驗室感染偶發事件不僅為解釋全球SARS流行的整個過程,而且也為SARS CoV「逆向進化」提供了有力的佐證。

圖3 2004-03~04我國北京地區SARS實驗室感染病例時間分布和傳播關係[11]       3、作為特定傳染源(傳播媒介動物)——受染果子狸分布非常奇特       傳染病的分布為病原體及其進化、三環節和二因素相互作用所致。我們前面已述SARS整個流行過程分布異常情況、最早發病的地區廣東分布異常情況、傳播力和臨床病情兩極化演變異常情況以及實驗室爆發佐證情況,現討論三環節中第一、二環節即作為傳染源和(或)傳播媒介的動物分布異常情況。自2003-05在果子狸等動物中分離到SARS CoV之後[12],起初很多學者相信果子狸是SARS的傳染源(source of infection),甚至貯存宿主(reservoir),可能為整個流行的動物起源;繼後許多事實又將其否定。這些研究者長期致力於在中國內地、中國香港和東南亞甚至其他洲的蝙蝠中尋找SARS CoV的起源和貯存宿主。然而,國內傳染源被嚴格定義為:攜帶並能將病原體排出體外使易感者受染的人和動物。因此,受染的果子狸符合此定義。但實質上,從整個流行過程和果子狸分布來看,其和其他人獸共患病作為傳染源的動物不同。果子狸僅在非常特定的狀態,即市場飼養中且某一時段內才具傳染源之作用。故為區別,我們暫稱果子狸為SARS「特定傳染源(peculiar source of infection)」。當然,若將果子狸作為SARS CoV傳播媒介動物,應該是毫無疑問的,但其絕不是貯存宿主。在此,為定位果子狸在SARS流行中的作用,我們特別指出,對傳染病流行病學理論的表述,在我國和西方有許多不同之處。如西方將傳染源和貯存宿主混用,認為兩者作用相同、定義一致,且更常用「reservoir」表述傳染源,而我國將這兩個名詞做了明確區別,即貯存宿主為疫區內能世代保存該傳染病病原體並維持傳播與流行的動物和人。按此說來,貯存宿主為傳染源,而傳染源並非定為貯存宿主。因此,我國傳染病和流行病學理論優於西方。事實上,我國能在解放後10多年時間內,取得防控甚至基本消除五大寄生蟲病等流行廣泛、危害極甚的重要傳染病,上述理論的指導起到了關鍵作用。      國內外研究者對如此重要的傳播環節進行了大量細緻的調查研究工作,同時對我國內地攜帶SARS CoV和受染果子狸的分布亦做過許多研究,其中兩次研究結果發表在國際雜誌上[9,13-14]。兩次的研究結果比較一致,並發現非常奇特的狀態,即果子狸均集中於深圳和廣州的活動物市場(live-animal market)或野生動物市場,且主要在廣州新源動物(Xinyuan animal market)市場。Kan等[13]2004-01在新源市場內,從4個商貿區18個攤位隨機抽取91隻果子狸(Paguma larvata)、15隻貉(Nyctereutes procyonoides)以及24份外環境標本,並於同年1~9月在國內和廣東牲畜貿易大於80%的其他省份且供應新源動物市場的農場收集標本,一般每省兩個,共計25個農場1107隻果子狸。結果令人驚異,新源市場91隻果子狸、15隻貉SARS CoV均陽性;24份外環境標本中22份陽性;而其他省份1107個標本均陰性,地區分布結果竟如此截然不同。在論文報導中,也能找到此結論正確性的有力佐證。Kan等[13]發現一個農場主送至新源市場的17隻果子狸,SARS CoV均陽性,而其位於河南省農場所有的果子狸(169隻)均陰性。因而,學者們均認為,動物市場尤其是新源市場是SARS傳染來源,而非果子狸飼養農場,即便是廣東省內離廣州很近的飼養場亦是如此。      遺憾的是,研究者再未進行深層次的思考:①為何和其他人獸共患病不同,動物傳染源不是出於荒地、山林和農田等自然疫源地?②受染果子狸的來源均為動物市場,卻非長期且群居的飼養農場?(有人指出這是因市場動物種類多且籠內密度高,但深思之,此理由難以完全解釋。)③為何發現受染果子狸的動物市場僅為兩個(深圳和廣州新源市場)?④為何動物市場受染果子狸僅在2002~2004年發現?⑤為何深圳和廣州兩個動物市場的位置和上述第1點中流行早中期病例均在廣州西面和南面的分布十分吻合(圖2)?⑥此類動物市場是否僅深圳和廣州有?僅中國大陸有?       可見,如此多的「特殊」、「為何」、「是否」等,應該考慮到公眾和學者均不會也不想但現實又不得不面對的問題:SARS CoV與既往新發傳染病尤其是人獸共患病有著異乎尋常的不同之處,即SARS CoV非自然地引入。在此值得提一事實,Xu等[6]進行流行病學研究時,發現我國廣西的指示病例是位野生動物貿易商的司機,而這位貿易商將我國廣西等其他省份甚至越南的野生動物供應到我國廣東動物市場。由此可見,廣東動物市場來往的渠道十分雜亂,甚至可以直通國外,是否可以推測這為「SARS CoV非自然地引入」提供了可乘之機。      綜上所述,我們歸結或強調兩點:①我們通過比較人類傳染病流行病學和臨床的自然史,從3方面分析了SARS流行病學和臨床特徵的明顯反常,為SARS CoV非自然(基因改造)起源之說提供了科學依據。有關SARS CoV基因突變與分子進化之逆向進化和其非自然(基因改造)起源的詳細內容將另文發表。②SARS CoV非自然(基因改造)起源實際上意味著人類已進入經「新型人工病毒」致全球性流行的時代,故應群起應對,切勿掉以輕心。



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