聚焦科技抗疫一線
新冠肺炎疫情暴發(fā)以來,中科院武漢病毒研究所科研人員一直奮戰(zhàn)在抗疫一線,承擔(dān)了不少新冠肺炎防控科研攻關(guān)任務(wù)。但網(wǎng)絡(luò)流傳的“新冠病毒源于人工合成”“病毒是從實驗室泄漏的”等謠言,也引發(fā)了社會各界的持續(xù)關(guān)注。
為全面呈現(xiàn)武漢病毒所科研人員所做的疫情防控科技攻關(guān)工作,講述他們在疫情防控科研攻關(guān)一線的故事,科技日報獨家專訪了中國科學(xué)院武漢分院院長、武漢國家生物安全實驗室主任袁志明和中國科學(xué)院武漢病毒研究所副所長關(guān)武祥。
去年12月30日開始全力攻關(guān)
科技日報記者:武漢病毒所的新冠肺炎疫情科研攻關(guān)是從什么時候開始的?接到的第一項任務(wù)是什么?
關(guān)武祥:武漢病毒所的新冠肺炎疫情科研攻關(guān)始于2019年12月30日。收到武漢市金銀潭醫(yī)院送來的不明原因肺炎相關(guān)樣品后,研究所連夜組織優(yōu)勢隊伍進行病原檢測和鑒定工作,獲得結(jié)果后迅速向有關(guān)部門做了匯報。
科技日報記者:新冠肺炎疫情發(fā)生以來,武漢病毒所承擔(dān)了哪些新冠肺炎防控科研攻關(guān)任務(wù)?這些任務(wù)的進展如何?
關(guān)武祥:疫情發(fā)生以來,武漢病毒所有序開展了病毒分離鑒定、病原檢測、抗病毒藥物及疫苗研制、恢復(fù)期患者血漿的中和抗體效價評價、動物模型建立和致病機制研究等方面的科研攻關(guān)工作,為一線防控提供科技支撐,并取得積極進展。
在病毒分離鑒定方面,病毒所連續(xù)攻關(guān),獲得病毒全基因組序列,分離得到病毒毒株、確定為新型冠狀病毒并完成標(biāo)準(zhǔn)化入庫。1月11日作為國家衛(wèi)健委指定機構(gòu)之一向世界衛(wèi)生組織提交了病毒序列。
在病毒檢測方面,快速組織研發(fā)核酸和血清學(xué)檢測技術(shù)和產(chǎn)品,與深圳聯(lián)合醫(yī)學(xué)科技有限公司合作研制了2019新冠病毒核酸檢測試劑盒,已進入國家藥品監(jiān)督管理局應(yīng)急審批程序。與珠海麗珠試劑股份有限公司合作研發(fā)了2019新冠病毒血清學(xué)檢測試劑盒,于3月14日通過國家藥監(jiān)局審批,獲得醫(yī)療器械注冊證。作為武漢市指定的機構(gòu)之一,研究所參與了新冠肺炎病原學(xué)檢測工作,自1月26日起累計檢測疑似新冠肺炎病人咽拭子樣本6500余人份。
我們還與軍事科學(xué)院軍事醫(yī)學(xué)研究院國家應(yīng)急防控藥物工程技術(shù)研究中心聯(lián)合開展了上市藥物、臨床藥物和候選藥物的篩選和評價,發(fā)現(xiàn)磷酸氯喹、法匹拉韋等在體外細胞水平上能有效抑制2019新冠病毒的感染,正在進行其他藥物的篩選與評價。同時,與國藥集團中生公司合作開展全病毒滅活疫苗的研發(fā),該疫苗已于4月12日獲國家藥監(jiān)局批準(zhǔn)開展臨床試驗。
與國藥集團中生公司合作,對部分恢復(fù)期患者的血漿進行了中和抗體效價評價,發(fā)現(xiàn)抗體效價可達1∶640。合作單位在進一步評估后按程序開展了相關(guān)臨床工作。
在動物模型構(gòu)建方面,已完成新冠肺炎恒河猴模型的建立,并通過科技部組織的新冠肺炎動物模型的評估,認為該模型構(gòu)建成功,可用于致病機制、傳播途徑的相關(guān)研究,為病毒的疫苗和藥物評價提供了重要平臺。
科技日報記者:作為一個病毒研究機構(gòu),以前的病毒研究經(jīng)驗對此次疫情攻關(guān)有什么幫助?
關(guān)武祥:早在2003年SARS暴發(fā)時期,國家就部署了武漢病毒所承擔(dān)的武漢國家生物安全實驗室建設(shè)任務(wù)。病毒所聚焦醫(yī)學(xué)病毒特別是高致病性病毒的研究,開展了多種病毒的基礎(chǔ)研究和防控技術(shù)研發(fā),這些工作為應(yīng)對新發(fā)突發(fā)傳染病奠定了基礎(chǔ),形成了儲備。
特別是病毒所相關(guān)科研團隊已研究冠狀病毒十幾年之久,儲備有適用于冠狀病毒科的通用核酸檢測方法、針對SARS樣冠狀病毒的通用核酸和抗體檢測方法、病毒分離和培養(yǎng)方法等,這些方法在這次疫情早期病原鑒定工作中發(fā)揮了重要作用。
科技日報記者:基于對冠狀病毒多年的研究,能否預(yù)測到新型冠狀病毒暴發(fā)?
關(guān)武祥:2003年SARS暴發(fā)之后,我國完善了傳染病監(jiān)測體系,通過重大傳染病專項的支持,傳染病防控能力得到進一步增強?,F(xiàn)有的體系主要針對傳染病監(jiān)測與預(yù)警,目前還無法實現(xiàn)主動預(yù)測。
病毒暴發(fā)流行的預(yù)測是世界性難題,很難預(yù)測。人類對大自然存在的病毒及其發(fā)生發(fā)展、傳播和致病的規(guī)律等認識還不夠。要實現(xiàn)傳染病從目前的被動預(yù)警到主動預(yù)測階段,需要一批能坐冷板凳堅持做基礎(chǔ)研究和技術(shù)研發(fā)的科研人員。開展野生動物攜帶病毒長期監(jiān)測與本底調(diào)查,是監(jiān)測可能出現(xiàn)的傳染病的重要內(nèi)容之一。
凝練形成12個科研團隊攻關(guān)
科技日報記者:當(dāng)前,武漢病毒所有多少個團隊在承擔(dān)新冠肺炎防控科研攻關(guān)任務(wù)?這些團隊具體做什么工作?
關(guān)武祥:隨著疫情的發(fā)展,根據(jù)承擔(dān)的任務(wù),研究所集中優(yōu)勢力量,打破學(xué)科組設(shè)置,經(jīng)過統(tǒng)一部署,凝練形成了12個科研攻關(guān)團隊,共120余人,主要開展病原學(xué)檢測(近20人)、病毒監(jiān)測(近20人)、藥物篩選(17人)等工作;6個支撐團隊共40余人為科研工作提供保障,其中國家病毒資源庫承擔(dān)2019新冠病毒樣本的收集和標(biāo)準(zhǔn)化入庫工作,生物安全3級(P3)實驗室、生物安全4級(P4)實驗室主要負責(zé)實驗室的正常運轉(zhuǎn)和科研人員的安全防護等,分析測試中心和實驗動物中心分別負責(zé)各項大型儀器分析測試工作和提供實驗動物保障等。
科技日報記者:這些科研攻關(guān)人員每天的工作狀態(tài)是怎樣的?
關(guān)武祥:從疫情發(fā)生到現(xiàn)在,武漢病毒所的科技工作者一直戰(zhàn)斗在抗疫第一線。他們主動放棄春節(jié)假期,克服生活不便等重重困難,全力以赴做好新冠肺炎科技攻關(guān)。
科研人員在實驗室的單次工作時間長達5—6小時,其間無法進食、喝水或上廁所,加上準(zhǔn)備和數(shù)據(jù)處理的時間,平均每天工作時間約10—12小時。為了高效利用設(shè)施機時,多個團隊輪流進入小洪山和鄭店園區(qū)P3實驗室開展攻關(guān)活動;樣本量較大的病原學(xué)檢測團隊則是分成兩組,在P3和P2實驗室輪轉(zhuǎn)。
比如,我們的2019新冠肺炎病原學(xué)檢測團隊。由于研究所新冠肺炎病原學(xué)檢測團隊成員較少,不能滿足大量樣本的檢測需求。一時間,研究所多位青年黨員主動請纓,希望參與到病原學(xué)檢測中。
P4實驗室做了哪些工作
科技日報記者:能特別介紹一下P4實驗室的科研攻關(guān)任務(wù)和進展嗎?
袁志明:P4實驗室是武漢國家生物安全實驗室的一部分。武漢國家生物安全實驗室包含一個P4實驗室和兩個P3實驗室,這3個實驗室和武漢病毒所的多個P2實驗室、普通實驗室、實驗動物設(shè)施及相關(guān)配套設(shè)施等共同構(gòu)成了生物安全實驗室團簇平臺。
自2019年12月30日收到武漢市不明原因肺炎樣品,隨后成功分離得到2019新冠病毒以來,武漢國家生物安全實驗室緊急啟動了2019新冠病毒研究的實驗室能力認可和實驗活動資格申請工作,獲得了2019新冠病毒的細胞培養(yǎng)、嚙齒類動物感染和非人靈長類動物感染操作的活動資格,保證實驗室合法合規(guī)地開展相關(guān)研究工作。同時,研究所科學(xué)研究倫理審查委員會和實驗動物管理工作委員會按程序?qū)游飳嶒灥拈_展進行審批、管理、監(jiān)督和審查,保障實驗過程中的動物福利。
自此,武漢國家生物安全實驗室全面開展2019新冠病毒的純化增殖、恢復(fù)期患者血漿的中和抗體效價評價、消毒劑效果評價、非人靈長類動物模型建立和抗病毒藥物評價、滅活疫苗研制和動物保護試驗等工作。目前,建立了病毒增殖和滅活的標(biāo)準(zhǔn)工藝,完成了新型消毒劑的研制和對2019新冠病毒的殺滅活性評價,建立了恒河猴動物感染模型,開展了候選抗病毒藥物和滅活疫苗的評價工作。動物模型的建立,為研究病毒感染,以及開展其他候選抗病毒藥物和新型疫苗效果評價提供了重要基礎(chǔ)條件。
層層關(guān)卡確保病毒不泄漏
科技日報記者:作為生物安全防護等級最高的實驗室,研究人員進入和退出P4實驗室時分別要采取哪些防護措施?
袁志明:所有在P4實驗室進行實驗操作的科研人員必須經(jīng)過系統(tǒng)的理論和實際操作培訓(xùn),還需通過年度生理和心理健康評估。獲得上崗資格后,經(jīng)實驗室主任同意才能獲準(zhǔn)進入實驗室。
科研人員每次進入實驗室前,生物安全人員須確認其基本身體狀況(血壓、體溫等)正常,符合實驗操作需要。在具體操作過程中,具有資格并獲得授權(quán)的實驗人員才能通過門禁系統(tǒng)進入P4環(huán)廊,查看實驗室運行狀態(tài),填寫《實驗室人員進出登記表》,并通知監(jiān)控中心。
隨后,實驗人員再次通過門禁系統(tǒng)進入實驗室第一更衣間,脫掉個人衣物,更換一次性內(nèi)防護服,檢查正壓防護服的狀態(tài),然后穿上正壓防護服,連接呼吸供氣軟管。完成以上步驟后,通過化學(xué)淋浴間進入核心實驗室開展工作。為確保生物安全和生物安保,實驗室要求同一時間工作人員不得少于兩人,任何人都不能獨自進入實驗室工作。
科研人員一般按照進入路線原路退出實驗室。退出前,須在化學(xué)淋浴間進行化學(xué)消毒劑消毒和清水沖洗,對正壓防護服進行徹底消毒。脫掉內(nèi)防護服后,所有人員必須進行衛(wèi)生淋浴,然后穿上自己的衣服,退出實驗室,填寫《實驗室人員進出登記表》,一次實驗活動便完成了。
在實驗室內(nèi)部,科研人員與外界的所有聯(lián)系均通過監(jiān)控中心完成,如有任何異常情況發(fā)生,會第一時間聯(lián)系監(jiān)控中心。當(dāng)有實驗活動時,監(jiān)控中心會全程配備生物安全、生物安保及設(shè)備保障人員,確保有能力處理各類應(yīng)急事件。
科技日報記者:在防止實驗室病毒外流方面,P4實驗室有哪些獨特的防護技術(shù)和措施?
袁志明:武漢P4實驗室的核心部分被不銹鋼制圍護墻體整體包圍,形成“盒中盒”結(jié)構(gòu)。核心實驗室圍護結(jié)構(gòu)可保證足夠的結(jié)構(gòu)強度和密封性,形成靜態(tài)密封。實驗室動態(tài)密封采用負壓技術(shù)保證各功能區(qū)之間嚴格有序的壓差梯度,從而有效防止被傳染性病原微生物污染的空氣向污染概率低的區(qū)域及外環(huán)境擴散。
對于實驗室排出的氣體,采用兩級高效過濾器過濾后排放,確保實驗室排氣安全;實驗室的廢水,經(jīng)污水處理系統(tǒng)高溫處理后排放;實驗室內(nèi)的污染廢棄物,經(jīng)過雙扉高壓滅菌器高溫高壓處理后,安全移出,并交具備相應(yīng)資質(zhì)的醫(yī)療廢物集中處置單位處理。人員經(jīng)過進出通道時,采用化學(xué)淋浴裝置對實驗人員的正壓防護服進行化學(xué)消毒處理,確保進出通道的安全。經(jīng)上述各項技術(shù)防護措施,確保了實驗室內(nèi)的病毒無法逃逸。
實驗室不僅擁有高標(biāo)準(zhǔn)的生物安全設(shè)施,還建立了嚴格的生物安全管理體系,包括科研項目、人員、實驗動物、廢棄物處理、感染性材料管理等一系列程序文件和標(biāo)準(zhǔn)操作手冊等,確保實驗室安全高效運行。實驗室的物理設(shè)施每年須接受第三方機構(gòu)檢測,實驗室的運行須接受中國合格評定國家認可委員會監(jiān)督評審和國家相關(guān)部門年度檢查。
科技日報記者:對2019新冠病毒的研究需要長期持續(xù)開展,后續(xù)將開展什么工作?
關(guān)武祥:研究所將繼續(xù)面向快速處置與應(yīng)急在科技方面的迫切需求,圍繞病原檢測、抗病毒藥物及疫苗研制、恢復(fù)期患者血漿的中和抗體效價評價、動物模型和致病機制研究等方面開展科研攻關(guān)。
面向傳染病防控的長期需求,研究所將繼續(xù)開展生物安全領(lǐng)域和公共衛(wèi)生領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和防控技術(shù)的研發(fā),為維護生物安全提供科技支撐和決策咨詢。