面对新冠肺炎,科学家们都在做什么?取得了哪些成果?

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作者:Siyu

 

2020年1月31日,Science上发表了专职作者Jon Cohen的深度报道:“新型冠状病毒激发科学家奋进(New coronavirus threat galvanizes scientists),从预测模型、病毒来源、药物研究、疫苗研发等多个方面阐述科学家们正在做的探索。

 

 

在卫健委公布第一例武汉不明原因肺炎仅一个月的时间,整个世界都处于这场新流行病的危急时刻。武汉隔离了3500万人,中国其他城市也在尽力减缓病毒的传播。截止2月4日24时,全国已累计确诊新型冠状病毒感染的肺炎病例24324例,疑似病例23260例,死亡病例490例。

 

随着新发病例的猛增,最初通过模型估算的感染人数很快就被推翻,“我们最初估算的数据不再有效,”香港大学的梁卓伟教授1月22日发推特表示,而这个时间恰恰是他们团队发布针对疫情第一个数学模型的第二天。目前梁教授推算的是,截止到1月25日,武汉大概有43,590例感染,而这个数目将每6天翻一倍。

 

病毒的迅速传播让科学家们面临前所未有急迫的挑战,发现传染源、找到合适的治疗手段和开发疫苗将挽救世界上面临疫情的百万生命。接下来,我们将集中看一看科学家们面对2019新型冠状病毒,都在做哪些努力。

 

现有药物中有哪些希望?

 

如果要专门研发出针对2019新型冠状病毒的新药,可能需要花数年时间,研究者们期待能从现有药物中找到希望。

 

根据Lancet的报道,武汉市金银潭医院已经开展抗HIV药物lopinavir(洛匹那韦)和ritonavir(利托那韦)联合用药的随机对照试验。这两种药物联合攻击HIV病毒用于复制的蛋白酶,所以它们也有可能抑制冠状病毒的蛋白酶。这种方法在SARS爆发时已有先例:在2004年发表的非随机临床试验中,研究者发现这两种蛋白酶抑制剂联合第三种药ribavirin(利巴韦林),对SARS病人有“明显的临床效果改善”。

 

沙特阿拉伯正在开展一项临床试验,用上文提到过的这两种蛋白酶抑制剂联合干扰素β-1b,来治疗中东呼吸综合征(MERS)(引发中东呼吸综合征的病毒和SARS病毒、2019新型冠状病毒有亲缘关系,偶然从骆驼传入人类)。但是最近在美国北卡罗莱大学教堂山分校由Ralph Baric领导的小鼠实验显示,该鸡尾酒疗法(几种药物联合用药)对抗中东呼吸综合征病毒效果平平。

 

同样的研究中,remdesivir(瑞德西韦)显示有更好的效果,该药是由吉利德公司开发的抗埃博拉药物,其机制是干扰病毒的聚合酶。remdesivir联合干扰素降低了MERS病毒感染小鼠体内的病毒复制,可改善小鼠的肺功能。“remdesivir对于我们所试验的每个冠状病毒都有治疗效果,如果它对2019新型冠状病毒没有效果的话,才会让人惊讶”,来自范德堡大学的病毒学家Mark Denison表示。

 

注:根据ClinicalTrails.gov PRS最新数据显示,一项remdesivir针对2019-nCoV感染的3期、随机、双盲、安慰剂对照试验启动,以确定使用remdesivir(瑞德西韦)治疗2019-nCoV感染者是否安全和有效。总样本量270例,入组轻、中度新冠肺炎患者,由中日友好医院曹彬教授牵头,试验预期于2月3日开始,4月27日结束)

 

针对2019新型冠状病毒新疗法的研发也在美国生物公司Regeneron展开,方法是学习针对MERS和埃博拉病毒的方法,用单克隆抗体应对新冠病毒。针对2019新型冠状病毒最理想的方法应该是利用像remdesivir一样的药物联合单克隆抗体,Denison表示,“联合用药的思路将意义深远,前景光明。”

 

疫苗会及时有效吗?

 

在票房飙涨的电影中,科学家们及时研发疫苗,成功拯救了世界。在现实生活中,新疫苗的研发速度却总是达不到电影中所呈现的明显效果。但是,对于2019新型冠状病毒,科学家们正以近似于好莱坞电影式的速度来工作

 

流行病防范创新联盟(CEPI)是一个成立于2016年的非盈利组织,资助和助力新型传染性疾病疫苗的研发。该组织已经资助了两家公司和一家学术机构共1250万美元来研发针对2019新型冠状病毒的疫苗。

 

这三家机构在三周前(即中国研究者首次公开发表病毒序列时)就开始工作了。其中一家受资助对象是美国国家过敏和传染病研究所(NIAID)和美国生物科技公司Moderna的联合团队,计划将病毒序列转化成信使RNA(mRNA)来制造疫苗。(当被注射到生物体内,mRNA刺激机体产生病毒蛋白,以此来促发免疫应答)

 

美国国家过敏和传染病研究所的主任Anthony Fauci说,Moderna公司疫苗的第一个临床试验将在3个月内开展。美国国家过敏和传染病研究所负责疫苗的主管Barney Graham说,最好的情况是,在夏天前,Moderna的疫苗可以在人类身上开展大型的真实世界疗效研究。

 

CEPI资助的第二家公司名叫Inovio,也将用类似的方法制造疫苗,但是用DNA来制造(而不是mRNA)。他们也已经有制造2019新型冠状疫苗的模板,这个模板是MERS的疫苗种子选手,依赖于spike蛋白。CEPI第三个资助的巨头是来自于澳大利亚昆士兰大学的团队,用细胞培养的方式来制造疫苗。

 

另外,在中国大陆、中国香港、比利时和德国也相继有疫苗研发项目。一旦有潜力的疫苗候选者被研发出来,研究者将在动物上测试,继而申请在人类开展临床一期试验。

 

(注:中国工程院院士、国家卫健委高级别专家组成员李兰娟院士近期在采访中表示,在传染病诊治国家重点实验室P3已经分离到8株病毒,其中有几株非常适合做疫苗,现在也在紧锣密鼓地开展。)

 

病毒从哪里来?

 

已经确定病毒来自动物,但是何时传入到人、如何传入到人尚是谜题。基因分析的结果给出了一些线索。1月11日,中国科学家首次分享了2019新型冠状病毒的基因序列。中国和外国的实验室继而公布了30多份序列信息。

 

武汉大学病毒研究所的石正丽教授团队在1月23日发布的研究显示,2019新型冠状病毒的序列与一种蝙蝠携带的冠状病毒有96.2%的一致性,与SARS冠状病毒有79.5%的一致性。但是这并不足以说明2019新型冠状病毒是直接从蝙蝠传播到人类,Scripps研究组的进化生物学家Kristian Andersen举了个例子,可能病毒从蝙蝠传播到果子狸,而果子狸正是在很多市场贩卖给人类的珍馐。

 

因为早期有多数病人有武汉华南海鲜市场的接触史,该市场被认为是疫情发生的源头。1月27日,新华社报道研究者在该市场的586份环境采样中,发现了33份呈新型冠状病毒阳性。该采样于1月12日进行,而该市场于1月1日关闭。样品都来自于市场的西端,平时这里是集中贩卖野生动物的货摊。

 

这显示武汉华南海鲜市场在病毒的传播中扮演重要的作用但来自美国乔治城大学的传染病学专家Daniel Lucey表示,也有其他的数据显示海鲜市场并非源头。因为最早有病人在2019年12月1日发病且没有海鲜市场接触史(来源于中国学者1月24日在Lancet上发表的文章,该文章披露了武汉41例病人的细节。详见:Lancet:武汉新型冠状病毒感染病人的临床特征)。Lucey进一步表示,可能海鲜市场被污染前,已有动物、人类、或两者都已经被感染(即污染海鲜市场前,已有人体内潜伏着病毒)。

 

基因测序的数据尚不能证实传染源,但是数据显示病毒从动物到人类的传播是最近才发生的,Koopmans说道。一份关于最先30例公开发表的测序信息的分析表明,这些样本之间最多相差7个核苷酸(如下图所示)。根据这些核苷酸的差异和既定的变异速度,不同研究组计算出,病毒是从2019年11月中旬开始传播的——这个证据支持了这个论断:在海鲜市场接触相关病例产生前,病毒就发生了播散。有一个研究组甚至推算,病毒传播早在2019年9月18日左右就发生了。

 

图:30多个病人身上分离出的病毒序列组成的家族树(系统发生树),显示序列之间的差异非常小,提示病毒是最近才传播到人群的。

 

中日友好医院的曹彬教授(也是上述提到的Lancet文章的通讯作者),表示实际情况可能比许多人设想的更加复杂。“现在看起来海鲜市场不是病毒的唯一源头,”他在邮件里回复Science,“但坦诚而言,我们仍然无法断定病毒的源头。”

 

更多细节,详见医咖会昨日推送的文章:

Science:挖掘新型冠状病毒基因测序信息,追溯疫情爆发之源

 

原文链接:

https://science.sciencemag.org/content/367/6477/492

 

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