聚焦武漢新型冠狀病毒肺炎疫情:清華大學醫學院專家訪談

引言

自2019年12月以來,武漢暴發的新型冠狀病毒肺炎疫情牽動人心。社會各界人士,特別是一線醫務、疾控和科研人員,為抗擊新型冠狀病毒夙興夜寐,正在做出艱苦卓越的努力。控制新型冠狀病毒肺炎流行有賴於正確的領導、群防群治和科學研究的綜合力量。清華大學醫學院有一支長期活躍在傳染病研究一線的科研隊伍。在此,我們採訪了其中的五位教授,他們將從各自的研究領域,分析武漢新型冠狀病毒肺炎的流行、目前科學研究的重點和難點,為更快、更有效地遏制疾病流行貢獻智慧和力量。

訪談的問題從宏觀到微觀逐一展開,涉及新型冠狀病毒肺炎的流行特徵、致病機理、病毒的感染與進入細胞機制、新藥和疫苗的研發等多個領域。本次接受訪談的五位教授以及他們的研究領域如下(按回答問題的先後順序排列):

程峰教授:致力於重大傳染病的防控政策及人口遷徙與健康關聯研究。

程功教授:致力於蚊媒病毒傳染病致病傳播機理及抗病毒免疫研究。

向燁教授:致力於重要致病病毒如埃博拉、SARS、寨卡等組裝、複製與侵染機制研究。

饒子和院士:致力於開展新發、再發人類疾病病原體的藥物靶點蛋白複合體研究等。

張林琦教授:致力於艾滋病等人類重大病毒性傳染病的致病機理、抗病毒藥物抗體和疫苗研究。


聚焦武漢新型冠狀病毒肺炎疫情:清華大學醫學院專家訪談

《中國新聞週刊》記者正在採訪一名武漢市中南醫院的新型冠狀病毒感染肺炎患者


訪談原文

Q1

去年年底武漢新型冠狀病毒肺炎暴發流行並傳播到其他省份和國家。從流行病學角度來看,這類新型傳染病最有效的防控措施是什麼?當前面臨的最大挑戰是什麼?2003年SARS暴發的防治經驗和教訓對這次新型冠狀病毒的防控有何借鑑意義?

程峰教授:

傳染病流行脫離不了三個基本環節,即傳染源、傳播途徑和易感人群。能夠散播病原體的人或動物就是傳染源。傳播途徑是病原體離開傳染源到達健康人所經過的途徑,如空氣傳播、飲食傳播、生物媒介傳播等。易感人群是指對某種傳染病缺乏免疫力而容易感染該病的人群。任何針對這三個環節的有效措施就可以阻止傳染病傳播。從2019年12月8日武漢出現第一例“不明原因肺炎”到診斷“新型冠狀病毒肺炎”的過程中,人們對病原體2019-nCoV病毒逐步有了認知。在武漢新型冠狀病毒肺炎暴發流行之時,最有效的防控措施是發現疑似病人和密切接觸者,確診病人和病毒攜帶者,並通過隔離、消毒和個人防護等措施來阻斷傳播途徑。當前防控面臨的最大挑戰是儘快摸清病人底數,發現輕微症狀或根本沒有症狀的感染者,之後進行隔離治療。

2002年11月16日,廣東佛山發現第一例嚴重急性呼吸綜合徵(Severe Acute Respiratory Syndrome ,SARS)患者 ,這種新型冠狀病毒流行隨後引發了2003年非典型性肺炎暴發危機,病毒傳播到32個國家,感染8454人,死亡810,直至2003年6月15日在中國內地實現確診病例、疑似病例、既往疑似轉確診病例數均為零的“三零”紀錄。非典危機給中國帶來巨大的經濟損失和政治影響, 撤職衛生部長、北京市長和國家疾病控制中心主任。非典危機也引發人們對新聞自由、公眾利益、國家秘密、國家安全的反思。同時告誡人們,在文明高度發展的今天,現代科學技術很難迅速掌控烈性傳染病的流行規律,防控傳染病需要跨學科、跨領域、跨國界的真誠合作以及強有力的領導力。


Q2

這次發現的新型冠狀病毒肺炎在短時間內快速傳播,有些感染者的症狀相對較輕,但一部分的病人比較嚴重,甚至死亡。我們對這個新型冠狀病毒的致病和傳播機理有什麼認識嗎?有沒有更早和更有效的診斷方法?

程功教授:

據研究顯示,本次新型冠狀病毒與蝙蝠冠狀病毒有96%同源性,但是與我們已知的SARS冠狀病毒同源性僅79%,與MERS同源性更低,說明新型冠狀病毒很可能是來自於野生動物。由於是一個動物來源的病毒,人體免疫系統之前對這類動物病毒完全陌生、沒有任何免疫記憶。這也導致人群對這個病毒普遍易感,這是病毒在人群中快速傳播的主要原因。

不同感染者的臨床表徵存在較大差異。據目前統計數據,重症或死亡病人多是有基礎疾病的老年患者,而輕症患者中年輕人居多。導致這種臨床差異的原因很多,我列舉兩點:1、免疫原因。一般老年人的免疫系統較年輕人弱,感染病毒後免疫系統響應慢,病毒在體內快速增值引起重症感染。而年輕人一般免疫系統建全,在病毒感染後可快速產生中和抗體及細胞免疫清除病毒。2、遺傳差異。以病毒受體為例,目前已知新型冠狀病毒的受體是ACE2,這個蛋白在人體呼吸道及肺部大量表達。但是,這個蛋白的表達量在個體之間有差異,其蛋白序列及性質在個體之間也可能存在差異,這些遺傳差異可能導致不同人對病毒易感性不同、導致感染後臨床表徵不同。

這個病毒增殖較快,感染期病人口鼻腔分泌物、肺部灌洗液、血清中會存在病毒,可通過檢測病毒核酸來檢測病毒。目前的檢測手段應該可滿足早期檢測的需要。但是新型冠狀病毒的特點是潛伏期長,感染者可長時間無症狀傳播病毒。因此,利用現有技術對潛在及疑似感染人群進行更廣泛篩查對於疫情防控尤為重要。


Q3

我國科學家已經從感染者成功分離出新型冠狀病毒,並初步判定為武漢肺炎的病原體。我們對這個病毒的結構特徵和侵染特點有什麼瞭解? 與前幾年發現的SARS和MERS有什麼區別?這些知識對我們防控傳播,特別是藥物和疫苗的研發有什麼重要作用?

向燁教授:

從對已分離病毒的初步表徵結果來看,武漢新型冠狀病毒與SARS冠狀病毒高度相似,都是不規則形態囊膜病毒,這類病毒囊膜上都有明顯的突刺伸出,這些伸出的突刺加上整個囊膜整體形狀如皇冠一樣,這也是它們被叫做冠狀病毒的原因。冠狀病毒囊膜上的突刺是病毒編碼的糖蛋白形成,這些在囊膜表面上的糖蛋白在病毒侵染宿主細胞過程中起到關鍵作用,主要參與宿主細胞表面受體分子的識別,以及介導病毒釋放其遺傳物質到宿主細胞內。三年前我們與清華大學生命學院王新泉教授研究組合作對SARS冠狀病毒囊膜表面上的糖蛋白進行了系統的結構研究,發現SARS冠狀病毒囊膜表面上的糖蛋白具有複雜構像,其受體結合結構域存在多種構象,其中以不能與受體結合的非激活構像佔主導,大部分中和抗體對於這種非激活構象不起作用,這將增加藥物特別是疫苗研發的複雜性。這種現象在SARS及MERS冠狀病毒中都存在,而在其它感染人的冠狀病毒中不存在,而根據武漢新型冠狀病毒與SARS冠狀病毒相似性,並且其也很可能利用ACE2作為受體,可推斷武漢新型冠狀病毒表面糖蛋白也極有可能具有類似特點,這意味著武漢新型冠狀病毒疫苗研發及靶向侵染過程的藥物研發都有可能有一定的複雜性。


Q4

我們有針對冠狀病毒的特效藥嗎?當前我們藥物研發的重點在哪裡?最近幾年,科學家們解析了很多冠狀病毒重要蛋白的分子結構,這些研究成果如何推動我們新藥研發的創新進程?前幾天在媒體上報道的抗艾滋病藥物治療新型冠狀病毒肺炎有理論依據嗎?

饒子和院士:

目前針對冠狀病毒還沒有臨床使用的特效藥物。我們認為目前針對冠狀病毒的藥物開發的重點在於如何推動現有抑制劑的臨床試驗工作,這是核心問題。針對傳染性疾病,尤其是突發、急性傳染病的藥物開發有個特點,疫情來的時候大家一擁而上,公眾、媒體紛紛疾呼,然而疫情一過很快就不再關心,而且突發、急性傳染病的病例少、病程短,沒有經濟效益,企業也不願意投入資金開發。這些是制約冠狀病毒藥物開發的核心問題。我的研究組從2003年SARS疫情開始,從事冠狀病毒和抑制劑研究已經17年了,利用我們獲得的病毒關鍵蛋白三維結構,在2003年我們就已經獲得了能夠對各種冠狀病毒具有良好抑制效果的抑制劑,而且都做過了動物實驗,但是隨後10多年的時間中,經過無數呼籲和努力,始終沒有獲得足夠的重視和投入開展臨床研究,即使在MERS暴發期間,都沒有引起足夠的重視。這次武漢新型冠狀病毒肺炎的暴發再次警醒我們,防控傳染病需要改變社會上針對基礎研究葉公好龍、臨時抱佛腳的態度;科研人員要切實把基礎研究做好、做實;政府在沒有疫情的時候應多傾聽、重視專家意見,最好充分的準備,才能從容應對突然的疫情。

蛋白質分子結構,是進行高特異性抑制劑設計的基礎,前面已經講過,這裡就不多說了。

前段時間媒體上報道了抗艾滋病藥物治療新型冠狀病毒肺炎的案例,我們認為針對HIV蛋白酶的抑制劑,根據以往報道,能夠對SARS冠狀病毒具有一定抑制效果,SARS冠狀病毒和新冠狀病毒具有較高同源性,可能有類似的抑制效果,但是其臨床效果,還需要臨床研究展開系統評估。其分子機制,也需要通過結構生物學和病毒學進一步研究明確。


Q5

預防傳染病感染和傳播最有效的醫學手段是疫苗。從現階段我們對新型冠狀病毒的認識和技術手段,研發疫苗的重點和難點在哪裡?最快需要多少時間?

張林琦教授:

在過去的十幾年中,特別是2003年SARS暴發以來,科技界加強了對冠狀病毒與免疫系統相互作用的系統研究。研究發現冠狀病毒的表面蛋白是保護性抗體反應的重要靶點,因而是疫苗的關鍵組成。該結論無論在利用恢復期病人血清治療重症病人方面,還是在非人靈長類動物和小動物實驗方面都得到了驗證。這一結論同樣在2012年MERS暴發的研究中獲得證實。這些發現為我們研發武漢新型冠狀病毒疫苗提供了非常重要的指導。因此,在研的疫苗靶點大都是針對冠狀病毒表面蛋白。其中,有的針對全長蛋白,有的針對其受體結合區部分。採用的策略大概包括滅活疫苗、載體疫苗、重組蛋白疫苗以及核酸疫苗等。其目標都是一致的:誘導高水平能夠阻斷病毒與細胞受體結合的廣譜中和抗體。此外,由於這些疫苗的生產技術和工藝開發比較成熟,大大加快了抗武漢新型冠狀病毒疫苗的研發進程,其安全性和有效性評估也會隨之加速。清華大學團隊在研發冠狀病毒疫苗和抗體方面已經積累了寶貴的經驗,使疫苗在研發和生產過程中,既保證科學性又保證可行性。自從武漢新型冠狀病毒發現,我們就立即開始了重組疫苗的構建工作,放棄了春節與家人的團聚,全力推進、日夜兼程,希望率先研發成功武漢新型冠狀病毒疫苗。


通過對SARS病毒和MERS病毒研究,我們在傳染病防控方面取得了一些有益的經驗,特別是利用最新的技術和手段,在研究冠狀病毒的傳播特點、致病機理、結構和功能、藥物疫苗等方面取得了長足的進步。奮鬥在科研一線的清華大學教授們,正在帶領朝氣蓬勃的研究團隊,夜以繼日、爭分奪秒的展開研究,希望用最快的速度和最高的質量,研發成功安全有效的藥物和疫苗,為遏制新型冠狀病毒的進一步蔓延,為預防和根治新型冠狀病毒肺炎做出突出貢獻。



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