美國《科學》雜誌網站7月24日發表對我國科學家石正麗的採訪報導。在這篇報導中,中國科學院武漢病毒研究所研究員石正麗回答了一系列關於新冠病毒來源和研究所工作的問題。本報經美國科學促進會(AAAS)授權,翻譯並刊登《科學》雜誌對石正麗訪談全文。
問:您曾經發表過多篇關於冠狀病毒的論文,甚至發出了可能存在動物傳染人類的警告。您是否認為人們對您當時的警告沒有真正重視?目前這一疫情的傳播規模和您想像的相比如何?
答:病毒跨種感染事件一直都存在,我們國家在科研項目、設施設備和人才隊伍建設等方面都有部署。隨著全球氣候變化和人類活動範圍的擴大和頻率的加強,感染的風險不斷加大,我們的研究也證實和支持這一點。我們的研究工作對傳播規模等並沒有涉及。
問:這一流行病對您個人和職業有何影響?
答:這次疫情一方面讓我深刻認識到我們工作的重要性,一定要持續下去。另外一方面,我也認識到,如果我們準備更充分的話,比如在預防疫苗和治療藥物的基礎研究和技術儲備方面,或許可以做得更好。
問:您對SARS-CoV-2的源頭有何獨到的理論研究?您認為自己的研究對該問題是否有助益?
答:根據我們團隊以及國際同行的研究,其很可能來源於蝙蝠,經過一個或多個中間宿主體內演化,最終出現一株能適應人並在人間傳播的病毒。但是中間宿主是哪個或哪些動物、如何傳播到人的過程尚不清楚。
問:假設這一病毒來源於自然界,病毒在某些情況下跨種傳播,您如何看待這種可能的發生?您覺得在武漢市內或其附近是否有蝙蝠傳染人的可能?如果不可能,那麼此次病毒的源頭在哪裡?有這樣一種說法:礦區附近居住的感染者為零號病人,他們有前往武漢的經歷。您如何看待這一說法?
答:從自然宿主蝙蝠向人跨種傳播有兩種可能,一是蝙蝠直接把病毒傳播給人,二是蝙蝠病毒傳播到一種或多種動物中間宿主再傳播給人。對SARS-CoV-2來說,第一種可能性不能排除,但非常非常小。我傾向於第二種可能。
新冠病毒最早從中間宿主到人的跨種傳播,發生在什麼時間、什麼地點,目前從科學上並沒有研究清楚。從歷史經驗看,愛滋病等重大疾病的最初暴發地都不是起源(最初發生跨種傳播)地。這也是為什麼病毒溯源是一個極富挑戰的科學難題的重要原因之一,關於2019新冠病毒的源頭和傳播路徑,需要有開拓的視野,需要全球的科學家共同努力,需要時間。
我們在湖北監測蝙蝠病毒多年,沒有發現武漢甚至湖北省的蝙蝠攜帶有和SARS-CoV-2親緣關係很近的冠狀病毒。我認為新冠源頭在湖北武漢的可能性基本不存在。
您指的應該是雲南省墨江通關鎮那個蝙蝠洞。迄今沒有附近居民被冠狀病毒感染,所謂礦區附近居住的感染者「零號病人」前往武漢的說法不成立。
問:在武漢市華南海鮮市場發生了早期聚集性疫情,這讓很多人傾向於該市場內某個動物將冠狀病毒傳染給人群的看法。越來越多的證據表明早期的新冠病毒病例與華南海鮮市場無關,您覺得該市場在新冠病毒傳播中扮演了什麼角色?
答:正如您指出的,有些早期患者與華南海鮮市場沒有關係。我們在華南海鮮市場捲簾門把手、地面和汙水等環境樣本中檢測到SARS-CoV-2核酸,我們在冷凍動物樣本中並沒有檢測到SARS-CoV-2核酸。該市場也許是新冠病毒肺炎早期人群聚集暴發的地點。
問:您知道是否有人對該市場的動物進行過檢測嗎?如果沒有,為什麼?
答:在湖北省政府有關部門的部署下,華中農業大學和我們團隊都在華南海鮮市場採集過環境樣本和冷凍動物樣本。我們只在捲簾門把手、地面和汙水等環境樣本中檢測到SARS-CoV-2核酸。
問:是否(有人)嘗試過對照海鮮市場的登記冊,對該市場供貨的動物農場進行檢測?您的團隊或其他人是否在任何畜禽場對家養動物或野生動物做過SARS-CoV-2類似病毒檢測?如果做過,有什麼研究發現嗎?
答:在湖北省政府有關部門的部署下,華中農業大學和我們團隊都採集過武漢市周圍和湖北省部分養殖場的養殖野生動物和畜禽樣本,我們團隊沒有在這些樣本中檢測到SARS-CoV-2核酸。
問:您是否收到過來自該市場的環境或動物樣本,並做過相關測試?如果做過,有什麼發現嗎?如果沒做過,您了解該市場樣本檢測的相關情況嗎?
答:我們在華南海鮮市場的環境樣本,包括捲簾門把手、地面和汙水中檢測到SARS-CoV-2核酸,基因拷貝數非常低。
問:我了解的最早期病例報告稱,某一病例在2019年12月1日出現冠狀病毒症狀,但其與該海鮮市場沒有關聯。有一則新聞報告稱在11月份就出現了相關病例。您注意到的最早的確診病例是什麼時候出現的?您是否了解這方面的統計資料?
答:我沒有參加流行病學調查,對這方面不清楚。我們實驗室是在12月30日第一次收到「不明原因肺炎」的臨床樣本。
問:您認為(此次疫情)從動物到人的傳播最有可能發生在哪裡?武漢?湖北?還是其他地方?
答:在沒有確定答案之前,我不能判斷。病毒溯源是一個科學問題,要由科學家用科學事實和證據說話。但前邊談到的歷史經驗是值得重視的。
問:您之前提到過蝙蝠冠狀病毒RaTG13。很明顯,該病毒是SARS-CoV-2的「先祖」,兩者之間存在1100個核苷酸的差異。其他研究人員藉助分子鐘得出這樣的判斷:RaTG13和SARS-CoV-2至少在20年前擁有共同的祖先。對此您有自己的看法嗎?(對於此次疫情),您是否認為蝙蝠和人類之間存在某個中間宿主?如果存在,您認為最有可能是哪個物種?為什麼?有相關數據表示穿山甲可能是中間宿主,對此您怎麼看?
答:我們沒有接受過生物信息學專業培訓,沒有計算過RaTG13和SARS-CoV-2之間的進化距離。我認為從自然宿主攜帶的冠狀病毒進化到SARS-CoV-2應該是經過一個或者多個中間宿主的傳播。
穿山甲攜帶的冠狀病毒、RaTG13和SARS-CoV-2的基因序列比較接近,有共同的祖先。從目前的數據分析來看,我還不能判定穿山甲是自然宿主還是中間宿主。
問:您或您知道的其他人是否與獸醫聯繫過,確認動物體內的疾病是否與SARS-CoV-2有密切關聯?如果聯繫過,您獲得什麼相關信息嗎?
答:我沒有這方面的信息。
問:您的團隊對貓做了有趣的研究,並且顯示在武漢市內的102隻流浪貓和家貓中,有15%具有SARS-CoV-2抗體。哈爾濱的一個研究小組則認為,貓容易感染並傳播病毒。據推測,受新冠病毒感染的人群在家中會將病毒傳染給寵物貓,而在紐約的一家動物園內,大型貓科動物也被傳染新冠病毒。相比人們通常認為的那樣,您認為貓在傳播病毒中扮演著更重要的角色嗎?
答:我們在新冠肺炎暴發以後採集的貓血清樣本抗體檢測結果顯示,家養貓感染SARS-CoV-2的比例及其抗體水平高於流浪貓。所以我認為貓感染的SARS-CoV-2極有可能是被人傳播的。
問:貓會是蝙蝠和人類之間的中間宿主嗎?您認為有這種可能性嗎?是否有人做過相關研究?在您的研究當中,冠狀病毒暴發前從貓體內提取的血清中沒有SARS-CoV-2抗體,當然選取的樣本量很少。您是否考慮過在研究中拓寬調查範圍?
答:貓是否是SARS-CoV-2的中間宿主需要進一步研究。我們團隊沒有繼續開展這個研究。從目前我們和其他團隊的研究來看,貓可能是被人傳染的。
問:據您了解,在中國國內開展冠狀病毒源頭研究的實驗室有哪些?他們研究的內容是什麼?為什麼很少有包含新研究數據的論文發表?
答:我國有多個團隊在組織開展這方面的研究。我們一直在發表文章和公開數據,關於病毒溯源也有文章發表;我們正在通過多種方向和路徑做溯源工作。
問:武漢病毒所可能是SARS-CoV-2源頭的說法使其在世界上備受關注。美國總統唐納·川普(Donald Trump)稱,他「非常肯定」該病毒來自這一實驗室。這對您的實驗室有什麼影響?對您個人呢?
答:我們是在2019年12月30日第一次接觸到新冠病毒樣本,當時我們收到的是「不明原因肺炎」的臨床樣本。隨後與國內其他機構迅速開展平行研究,在較短的時間內鑑定了病原,並於2020年1月12日及時通過世衛組織向全球公開了病毒全基因組序列。在那之前,我們從未接觸、研究過這個病毒,也並不知道它的存在。
關於新冠病毒的自然起源,現在已成為國際學術界共識。美國總統川普所謂的新冠病毒來自於我們實驗室的說法罔顧事實,危害和影響了我們的學術工作和個人生活。他欠我們一個道歉。
問:許多科學家分析了SARS-CoV-2的序列,認為該病毒不具備實驗室人為製造的特徵。但是其中一些研究人員稱,仍然存在SARS-CoV-2病毒曾出現在您的實驗室中的可能性,並不小心感染了一名實驗室工作人員。他們指出,正是由於在一些實驗室中發生的病毒意外感染事件,最終導致SARS的暴發。您如何排除這種可能性呢?
答:我們實驗室到目前為止分離獲得的三株SARS樣冠狀活病毒中,和新冠病毒最接近的,基因組相似性只有79.8%,差異非常顯著。2月3日我們在《自然》期刊發表論文,報導了一株與新冠病毒相似性達到96.2%的蝙蝠病毒(命名是RaTG13)。冠狀病毒是最大的動物RNA病毒之一,其基因組長達3萬個核苷酸。基因組序列3.8%的差異對於冠狀病毒來說是一個顯著的差異。3月18日,來自美國斯克利普斯研究所、哥倫比亞大學、杜蘭大學,英國愛丁堡大學,澳大利亞雪梨大學的五位知名學者在《自然—醫學》發表了題為《SARS-CoV-2的可能起源路徑》的文章,指出RaTG13在受體結合區域與新冠病毒的差異還是很明顯的。4月23日,美國VOX新聞網站引述了雪梨大學病毒進化專家Edward Holmes的觀點,他認為SARS-CoV-2和RaTG13在基因組上的差異相當於約50年的自然進化過程產生的分化差異。蝙蝠攜帶的RaTG13和新冠病毒基因組差異位點達到1177個,通過自然進化積累到足夠數目的突變必須經過一個漫長的進程,而產生的突變又與新冠病毒對應位點高度一致的概率微乎其微,因此,RaTG13在自然界中演變為新冠病毒的情況僅僅存在理論上的可能。
與此同時,研究所開展的病毒學研究實驗活動都是嚴格遵照國際和國家生物安全實驗室管理和實驗活動管理要求,在相應的生物安全實驗室進行的。其中,P3和P4實驗室從設施到管理都是非常嚴格的。比如,科研人員必須穿戴個人防護設備,實驗室裡的空氣必須經過高效的過濾才能排出,廢水和固體廢物必須經過高溫、高壓滅菌處理等。實驗人員開展實驗活動的全過程,都會有生物安全管理人員通過視頻監控。實驗室的設施設備以及生物安全管理體系的落實情況,每年都必須由國家相關專業部門進行監督評審,通過評審才能繼續運行。我們所的高等級生物安全實驗室一直處於安全穩定運行的狀態,截至目前沒有發生過病原洩露或人員感染事故。
問:持有這種觀點的人還提出了病毒從武漢病毒研究所向外傳播的幾種途徑。我想問一些關於您實驗室內工作情況的實際問題,希望能更有助於了解上述情況。您的研究所是否培育有蝙蝠冠狀病毒?
答:我們只分離到3株蝙蝠SARS樣冠狀活病毒,它們和SARS病毒基因組相似性為95%~96%,和SARS-CoV-2的相似性不到80%。結果分別發表在Nature [2013, 503(7477):535-538]、 Journal of Virology [2016, 90(6), 3253-3256]和PLoS Pathogens [2017, 13(11): e1006698]。
問:您的團隊從生物樣本中分離病毒並自己測序還是在別的地方測序?
答:我們從樣本中分離病毒或者提取核酸,主要是在武漢本地完成測序工作的。
問:您的實驗室最近是否開展過SARS相關病毒的動物實驗?如確有進行,能否告知詳情?
答:我們2018~2019年期間在研究所的生物安全實驗室做過轉基因(人ACE2)小鼠感染實驗和果子狸感染實驗,用的病毒是和SARS病毒相近的蝙蝠SARS樣冠狀病毒,相關工作嚴格按照我國關於病原微生物實驗室生物安全管理條例等規定進行操作。結果顯示蝙蝠SARS樣冠狀病毒可以直接感染果子狸,也可以通過人的ACE2受體感染小鼠。但對小鼠致病力低,對果子狸不致病。結果正在整理中,會儘快公布於眾。
問:是否存在這樣一種可能:研究所相關人員通過其他途徑,比如採集樣本或處理蝙蝠時,感染了(新冠)病毒?
答:您說的這種可能從來沒有發生過。我們最近檢測了全體實驗室人員的血清,沒有任何人被蝙蝠SARS樣冠狀病毒和SARS-CoV-2感染。到目前為止,研究所全體人員都為零感染。
問:是否在您的實驗室存有從蝙蝠體內採集的生物樣本,但還沒有用來做病毒測試?如果確有這種情況,那麼您檢測了多少樣本,還有多少尚未檢測?如果一些樣本尚未檢測,您如何確定其中不含有SARS-CoV-2或與之相近的其他病毒?
答:我們檢測了收集的所有蝙蝠樣本,包括蝙蝠肛拭子、咽拭子和糞便樣本,其中2007份呈冠狀病毒陽性。除RaTG13以外,沒有發現和SARS-CoV-2基因序列更近的冠狀病毒。
問:您的實驗室是最早進行新冠病毒測序和分離的實驗室之一。您第一次做病毒測序是在什麼時間和什麼地點?
答:我們在2019年12月30日獲得了第一批來自7位患者的樣品。通過冠狀病毒通用RT-PCR方法和能檢測所有SARS相關冠狀病毒的定量RT-PCR方法,我們發現了其中5例患者樣本呈陽性。12月31日,當我們通過對冠狀病毒通用RT-PCR擴增產物測序時,我們發現這是一種新型SARS相關冠狀病毒。其間,我們經過數據分析和多方驗證,進行了全基因組測序和病毒分離,並於1月12日及時通過世衛組織向全球公開了病毒全基因組序列。
問:請談一下2013年您在墨江洞穴的發現。您第一次做病毒分離是在什麼時候?您是什麼時候獲得RaTG13的全長序列的?
答:我們是在2013年從雲南省墨江縣通關鎮的蝙蝠糞拭子中獲得了該樣本,並通過冠狀病毒通用核酸檢測(RT-PCR)獲得了RdRp的部分序列。因為該序列與SARS冠狀病毒相似度並不高,所以我們並未特別關注這個序列。 2018年,隨著測序技術能力的提高,我們對剩餘樣本測序,獲得了RaTG13的除5端15個核苷酸之外的全基因組序列。由於實驗過程中多次使用樣本提取病毒核酸,在完成病毒基因組測序後,實驗室不再存有該樣本,也未進行病毒分離等進一步研究。此外,在實驗室採集的眾多蝙蝠樣本中,只在上述這一份樣品中檢測到了RaTG13病毒。2020年,在獲得SARS-CoV-2的序列後,我們將其與所有未發表的序列進行了比較,發現RaTG13與新冠病毒存在96.2%的序列一致性。這種病毒從沒有被分離培養過。
問:一些人懷疑在您的實驗室曾發生實驗事故,並認為您在2016年稱為BtCoV/4991的蝙蝠病毒就是SARS-CoV-2。您公布的報告中表示您只擁有一種蛋白質的序列,即RNA依賴性RNA聚合酶(RdRp)。根據基因庫(GenBank)開展的BLAST(Basic Local Alignment Search Tool,一套在蛋白質資料庫或DNA資料庫中進行相似性比較的分析工具)分析表明,BtCoV/4991和RaTG13的RdRp具有100%同源性。根據您2020年報告中的描述,您對一株之前只獲得了RdRp基因序列的病毒進行了全長基因組測序——是否可以認為BtCoV/4991就是RaTG13?如果確實是這樣,為什麼您要將該病毒重新命名?RaTG13中的「 TG」代表什麼?
答:Ra4991是一個野外樣品編號,RaTG13則是樣品裡測得的冠狀病毒的編號。我們更改名稱時主要考慮將樣品的時間和地點體現出來,13是採樣的年份2013,而TG是通關的首字母縮寫。
問:為什麼您只有一些病毒的RdRp序列,而不是完整序列?您測試過的樣本中有多少個完整序列,哪些樣本中只包含RdRp序列?
答:由於受經費和人力所限,我們不可能完成所有樣本的全基因組序列的測定。希望在未來2年內完成部分樣本中冠狀病毒全基因組序列的測定。需要指出的是,有些樣本病毒核酸量很低,不可能獲得全基因組序列。
問:在新冠病毒疫情暴發後,您是否接到銷毀某些病毒的指示?
答:沒有。
問:該病毒是否有可能從在武漢的其他實驗室不小心傳播開來?比如武漢市疾病預防控制中心。如果您認為沒有這種可能性,有什麼依據?
答:基於日常學術交流和討論了解的情況,我認為沒有這種可能性。
問:對於我未問到的問題,您是否有補充?
答:隨著各種新發突發傳染病在全球不斷出現,各國科學家全面了解野生動物攜帶病毒的情況,不僅是從源頭上預警新發突發傳染病的關鍵,也是傳染病防控的重要科學依據。在這個背景下,我與美國生態健康聯盟主席、首席科學家Peter Daszak開展了合作研究,並在病毒監測、新病原發現等領域建立了良好的合作關係。研究團隊在蝙蝠種群中發現了多種序列不同的冠狀病毒,其中一些冠狀病毒具有潛在跨種傳播至人畜的風險,如SARS相關冠狀病毒、MERS相關冠狀病毒、SADS相關冠狀病毒等,為相關傳染病防控提供了重要線索。
關於美國國立衛生研究院(NIH)停止對雙方合作項目的經費資助,我們表示不理解,且感到非常遺憾。這個項目本該是有助於聯合全球的科學家共同開展傳染病預警預測的國際合作項目,將進一步推動相關疫苗和藥物研發以保護我們免受冠狀病毒帶來的威脅。
根據過去20多年的經驗,冠狀病毒一直幹擾和影響人類正常的生產和生活,在此,我也呼籲全球進一步加強對新發傳染病等病毒溯源方面的國際合作,希望各國科學家攜手開展相關研究。病毒溯源的目的是防止再次發生同類疫情對人類社會造成的危害,在疫情到來後人類也能夠更加有效應對。
問:您是否有未發表的針對冠狀病毒開展的功能性獲得實驗研究或合作?如果有的話,詳細信息是什麼?
答:沒有。
問:鑑於大多數地方的冠狀病毒研究都是在BSL-2或BSL-3實驗室完成的,而實際上,武漢病毒所直到最近才擁有可運行的BSL-4實驗室,為什麼您會在BSL-4實驗室條件下開展冠狀病毒實驗?
答:我們實驗室的冠狀病毒研究是在BSL-2或BSL-3實驗室開展,未在BSL-4實驗室開展。
研究所的 BSL-4 實驗室投入運行後,根據 BSL-4 實驗室的管理規定,我們在 BSL-4 實驗室中使用低致病性冠狀病毒作為模型病毒對科研人員進行了培訓,旨在為進行高致病性微生物的實驗活動做準備。
疫情發生後,國家明確規定新冠病毒培養、動物感染實驗應在生物安全三級及以上實驗室開展。因研究所的BSL-3實驗室不具備從事非人靈長類動物實驗的硬體條件,為了開展相關研究,研究所向國家有關部門申請並獲得了BSL-4實驗室開展新冠實驗活動資質,並開展了恆河猴動物模型實驗等。
相關實驗活動受到研究所生物安全委員會監管,符合生物安全管理規定。
(原載於《中國科學報》 2020-08-10 第4版 綜合)