孫愛民 趙天宇
據(jù)公開報道,除了武漢P4實驗室外,國內(nèi)只有約10家P3實驗室獲準進行新冠病毒的實驗活動。圖/新華
2020年3月12日,美國新墨西哥大學(xué)的三級生物安全防護(P3)實驗室收到新冠病毒的樣本,研究人員終于啟動病毒培養(yǎng)。
新冠病毒的侵入機制、變異追蹤、傳染病研究,以及疫苗研發(fā)、藥物篩選等,都依賴于生物安全防護實驗室。根據(jù)微生物及其毒素的危害程度不同,生物安全防護實驗室分四個等級,如新冠病毒,要在高級別的P3實驗室,或四級實驗室(P4實驗室)中進行。
3月初,頂級大學(xué)云集的波士頓召開了一場長達4個多小時的研討會,80多名來自哈佛醫(yī)學(xué)院、波士頓兒童醫(yī)院、麻省理工學(xué)院、波士頓大學(xué)的研究者與會,并達成一項共識:對于科學(xué)家來說,首要任務(wù)是搞清楚病毒是如何攻擊細胞、促發(fā)感染的,這些是研發(fā)疫苗與藥物的基礎(chǔ)。
科學(xué)界對病毒的深入研究才剛剛起了一個頭,幾乎所有跟病毒相關(guān)的研究團隊,都摩拳擦掌。與會的波士頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院副教薩伊徳(Mohsan Saeed)告訴《財經(jīng)》記者,他所在的P3實驗室,正在進行疫苗研發(fā)、抗病毒藥物研發(fā)和疾病傳播研究三項研究。
全球最大的疫苗生產(chǎn)商印度血清研究所,目前正與一家美國公司合作研發(fā)疫苗。該公司有關(guān)負責(zé)人接受《財經(jīng)》記者采訪時表示,預(yù)估疫苗到2022年才能上市,“最大的問題是P3實驗室太少”。印度目前共有12家P3實驗室。
《財經(jīng)》記者根據(jù)公開資料不完全統(tǒng)計,中國大陸目前共有1個P4實驗室,即武漢P4病毒實驗室;另有68個P3實驗室,其中55個為細胞研究實驗室(BSL-3),13個為感染動物實驗室(ABSL-3)。
據(jù)公開報道,除了武漢P4實驗室外,國內(nèi)只有約10家P3實驗室獲準進行新冠病毒的實驗活動。而這些P3實驗室,大多開局不利。
新冠病毒的基礎(chǔ)研究至少還需要半年,甚至幾年的時間,才可能有成果,加之P3實驗室數(shù)量有限,使未來出成果的概率大大降低,也影響了近期疫苗、藥物研發(fā)和篩選進度。
大多數(shù)獲批P3實驗室已完成第一步,分離病毒毒株;后續(xù)的研究,才能彰顯各團隊實力。然而,“仍沒有實質(zhì)性進展?!倍嗉耀@準開展實驗活動的P3實驗室負責(zé)人接受《財經(jīng)》記者采訪時說。
1月下旬,處于新冠肺炎疫情中心區(qū)域的湖北省疾控中心P3實驗室,已完成了病毒的分離鑒定。
“我們是第一個獲國家衛(wèi)健委批準,進行活病毒實驗活動的P3實驗室,事發(fā)緊急,與武漢P4病毒實驗室打了前站。”湖北省疾控中心P3實驗室相關(guān)負責(zé)人告訴《財經(jīng)》記者。
在1月底,又有9家P3實驗室相繼獲批開展病毒實驗活動。10家中,有7家隸屬于省級疾控中心,目前絕大多數(shù)已經(jīng)完成了病毒毒株的分離工作。
廣東省疾控中心于1月26日獲國家衛(wèi)健委的資質(zhì)批復(fù)后,第二天便從一例病人的肺泡灌洗液中分離到一株新型冠狀病毒;上海市疾控中心,僅用了48小時就從4份鼻咽拭子標本中分離到了4株新型冠狀病毒高滴度的病毒株。
浙江省疾控中心是獲得毒株最多的,截至2月25日,已經(jīng)分離獲得15株新冠病毒毒株,并完成了毒株的鑒定。
病毒毒株,相當(dāng)于“種子庫”,“將用于病毒溯源、疫苗研制、檢測試劑開發(fā)、抗病毒藥物篩選、消毒滅菌效果評估等研究領(lǐng)域,為疫情防控提供科學(xué)依據(jù)?!睆?fù)旦大學(xué)P3實驗室研發(fā)負責(zé)人謝幼華說。
在對外發(fā)布已分離毒株的消息后,各實驗室便進入了“安靜期”。沿海地區(qū)一家P3實驗室的負責(zé)人直言,“沒有什么特別的進展?!?/p>
安徽省疾控中心P3實驗室一名研究人員也告訴《財經(jīng)》記者,“獲得毒株后,啟動病毒結(jié)構(gòu)的研究,同時進行藥物篩選。但沒有特別實質(zhì)性的進展,對病毒入侵機制、變異的跟蹤還在進行中。”
病毒的入侵機制,是多家P3實驗室豪言要攻克的目標,這項工作一旦明朗,將為設(shè)計藥物、抗體或疫苗,以及疫情防控工作直接帶來效益。此前,中科院武漢病毒所的研究人員,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)新型冠狀病毒入侵時的細胞受體,與SARS病毒的受體一樣,都是ACE2。
新冠病毒的變異跟蹤,是通過比對不同時期、地方的病毒基因組序列,找出突變位點,來判斷病毒變異的速度?!白儺惖奈稽c,對于病毒的傳播有什么功能,需要多項實驗來探究?!鄙鲜鲅睾5貐^(qū)P3實驗室一名研究人員分析,實驗中首先需要將新冠病毒引入細胞,“病毒太大了,這項初始工作就很難”。
美國威斯康星大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院教授Thomas Friedrich也證實這一說法,新冠病毒的基因序列太大,擁有約3萬個核苷酸,是流感病毒與HIV病毒的三倍,“在實驗室中操控、改變病毒的基因時,很難操作”。他對《財經(jīng)》記者說。
沿海地區(qū)某P3實驗室有十余年的歷史,研究過SARS病毒、MERS病毒等,尚且難以開啟第二階段的研究工作,對于其他7家省級疾控中心所屬的P3實驗室,更是難上加難。
山東省疾控中心病毒病所一名研究人員告訴《財經(jīng)》記者,新冠病毒的研究,沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗可以借鑒,只有17年前SARS的一些資料可以參考,“實驗所需的細胞系庫存不足,研究團隊缺乏挑大梁的,整個團隊過于年輕化,有的對實驗的技術(shù)方法都不熟悉”。
復(fù)旦大學(xué)官網(wǎng)稱,該校基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院教授應(yīng)天雷等團隊,首次發(fā)現(xiàn)SARS病毒特異性人類單克隆抗體CR3022,可以與新冠病毒有效結(jié)合。CR3022或可用于預(yù)防和治療新冠病毒感染。
“這項研究目前還在初步階段?!?月6日,應(yīng)天雷告訴《財經(jīng)》記者。
一款藥或疫苗的研發(fā),前期要先完成細胞實驗和動物實驗,目前新冠病毒的這些實驗,都只能在獲得批準的P3、P4實驗室中進行。
“能做細胞實驗的機構(gòu)太少,如果把現(xiàn)在篩選出來的有希望的藥物分子全做完,要排一個長長的隊伍。”晶泰科技首席科學(xué)家張佩宇對《財經(jīng)》記者分析,非疫情時期,藥企會通過CRO(提供藥物研發(fā)外包服務(wù))公司,或者直接付錢給疾控中心或醫(yī)院進行生化實驗,然后再找P3實驗室進行細胞、動物實驗?!艾F(xiàn)在情況緊急,CRO公司沒有資質(zhì),而P3實驗室的實驗資源都是飽和的,給錢也不會做,更多是以合作的形式開展?!?/p>
事實上,即便所有有資質(zhì)的P3實驗室全部開放,面對疫情之下的核酸檢測、實驗,都是“僧多粥少”。
沒有實驗室接活,這讓很多研究團隊“英雄無用武之地”。
多數(shù)研發(fā)藥企,不得不在P3實驗室外排隊等做細胞實驗;同時,自己購買蛋白,進行生化實驗,以盡量縮短整個的實驗時間。
“生化實驗時間會很快,它不涉及到傳染性,而且不涉及到病毒毒株?!睆埮逵铑A(yù)估四五月時,下一步的細胞實驗資源可能會相對充足,“但那時候新冠肺炎疫情會是什么情況,不好說”。
掌握國內(nèi)P3實驗室名單的,是中國合格評定國家認可委員會(CNAS),其辦公室負責(zé)人接受《財經(jīng)》記者采訪時,并未透露國內(nèi)的P3實驗室數(shù)量。但該機構(gòu)2月29日發(fā)布的通報顯示,“截至目前,共認可生物安全實驗室90家”。
資料來源:《財經(jīng)》記者根據(jù)公開報道不完全統(tǒng)計。制表:顏斌
國務(wù)院下發(fā)的《病原微生物實驗室生物安全管理條例》規(guī)定:“三級、四級實驗室應(yīng)當(dāng)通過實驗室國家認可。”照此規(guī)定,結(jié)合CNAS的通報,除去1個P4實驗室外,中國應(yīng)有89個P3實驗室。
這一數(shù)字,與歐美國家相比,望塵莫及。美國國家科學(xué)院下屬的“全國研究理事會”,在一份報告中提及“在美國,沒有機構(gòu)追蹤到底有多少家P3實驗室”。中國的一份研究顯示:美國在2011年時,便已經(jīng)擁有1495個P3實驗室;國際上已經(jīng)公布的P4實驗室約有50個,其中12個在美國。
美國對外關(guān)系委員會全球衛(wèi)生高級研究員Laurie Garrett曾表示:“美國的P3與P4實驗室大量涌現(xiàn),是國家研究水平的標志?!?/p>
在法國,P3實驗室是大學(xué)和醫(yī)療機構(gòu)的標配?!胺▏總€大型的公立醫(yī)院、醫(yī)科大學(xué)、研究機構(gòu),都有P3實驗室?!鄙虾=煌ù髮W(xué)副校長、醫(yī)學(xué)院院長陳國強院士告訴《財經(jīng)》記者,上海交大醫(yī)學(xué)院至今沒有獲批建立P3實驗室,“在很多領(lǐng)域,我們可以與法國同行平等交流,但在感染領(lǐng)域的差距非常顯著”。
病毒致病機理的研究,周期長、需要的資源多。等研究出來時,也許疫情已過、不再是熱點,很多研究者在選擇課題時望而卻步。
“現(xiàn)在發(fā)出來的涉及到病毒感染實驗室的新冠病毒文章,基本都由重點實驗室主任、所長、P3實驗室主任作為共同通訊作者,這些上游資源被嚴重把持,不利于年輕科學(xué)家及領(lǐng)軍人才的培養(yǎng)?!币幻趪舛嗄陱氖虏《狙芯康暮w青年科學(xué)家告訴《財經(jīng)》記者。
提及P3實驗室,該海歸科學(xué)家表示:中國現(xiàn)有的P3實驗室大多規(guī)模太小,在疫情期間很難對外開放,有時還成為各個科研團隊據(jù)為己有的優(yōu)勢。
“大家都撲上去做簡單的、發(fā)文章快的項目,以便在競爭中脫穎而出,有意無意間限制了合作?!鄙鲜龊w科學(xué)家說。
美國數(shù)量可觀的實驗室,給新冠病毒的基礎(chǔ)研究,帶來更大突破的可能。“我們與NIH(美國國立衛(wèi)生研究院)合作,將在NIH的P4實驗室中進行病毒實驗。”美國威斯康星大學(xué)醫(yī)學(xué)與公共衛(wèi)生學(xué)院教授康納(David OConnor)告訴《財經(jīng)》記者。
康納團隊的研究興趣,在于新冠病毒進入人體、血液的方式,人體免疫系統(tǒng)如何反應(yīng),尋找一些可以顯示感染人群的標記物,“我們希望未來幾周內(nèi),可以建立猴子模型,一旦有了成果便會發(fā)表出來”。
康納不知道美國有多少P3實驗室正在進行新冠病毒實驗,他的研究團隊在P4實驗室中進行病毒實驗,不需要相關(guān)部門的批準與許可,“不少實驗室已經(jīng)在進行病毒培養(yǎng)了”。
他認為,針對活體動物中的病毒研究,非P3實驗室同樣可以進行病毒與細胞的研究。
美國疾控中心(CDC)只是在官網(wǎng)發(fā)布的指南中注明:“病毒分離、病毒培養(yǎng),以及其他對于新冠病毒的研究,目前不建議進行,除非是在P3實驗室中?!?h3>適度開放利于病毒研究
疫情之初,對新冠病毒的實驗,國內(nèi)曾一度限制。1月3日,國家衛(wèi)健委辦公廳,發(fā)布了《關(guān)于在重大突發(fā)傳染病防控工作中加強生物樣本資源及相關(guān)科研活動管理工作的通知》(下稱“三號文”),規(guī)定:“病原相關(guān)實驗活動應(yīng)當(dāng)在具備相應(yīng)防護級別的生物安全實驗室開展”“未經(jīng)批準,不得擅自向其他機構(gòu)和個人提供生物樣本及其相關(guān)信息?!?/p>
“三號文雖然要求實驗活動必須在生物安全實驗室里開展,但沒明確說明是幾級實驗室?!比A東一家P3實驗室研究人員對《財經(jīng)》記者說,他所在的實驗室直到1月11日才收到這份通知,“所有計劃的、已經(jīng)開展的實驗活動戛然而止”。
1月23日,國家衛(wèi)健委在官網(wǎng)公布的《新型冠狀病毒實驗室生物安全指南(第二版)》,明確病毒培養(yǎng)、動物感染實驗應(yīng)當(dāng)在P3實驗室操作,并報經(jīng)國家衛(wèi)健委批準,取得開展相應(yīng)活動的資質(zhì)。
此前一天(1月22日),CNAS緊急發(fā)布了一份應(yīng)急方案,并開設(shè)綠色通道,對P3實驗室提供新冠病毒實驗活動的緊急擴項,采取文件評審方式對所遞交材料進行審核,并視頻連線考核實驗室工作人員。
CNAS發(fā)布應(yīng)急方案的當(dāng)天,上海一個P3實驗室立即提交了擴項申請材料,并在兩天后獲批——新冠病毒實驗資格。此前,該實驗室已經(jīng)通過了CNAS年檢。
可在向國家衛(wèi)健委申請新冠病毒的實驗資質(zhì)時,該實驗室得到了不予受理的回復(fù)。一名知情人士告訴《財經(jīng)》記者,這家實驗室1月12日收到當(dāng)?shù)匦l(wèi)健委要求整改的口頭通知,在經(jīng)過整改后,已經(jīng)申請得到了進行新冠病毒相關(guān)臨床檢測的許可,“現(xiàn)在是需要科學(xué)研究有生力量盡出的特殊時期”。
一名接近生物安全國家科學(xué)咨詢委員會的科學(xué)家,曾經(jīng)在接受外媒采訪時說,美國接受政府資助的生物安全實驗室,需要遵守CDC的指南,“如果違反了,CDC會斷掉資助,但不會被關(guān)?!?。
中國P3實驗室的整體狀況讓不少研究者擔(dān)憂。陳國強等研究人員在《中國科學(xué)》期刊發(fā)表文章認為,疫情中,“因為實驗室配置問題,多數(shù)處于英雄無用武之地的局面,嚴重制約了疫情暴發(fā)后科研技術(shù)攻關(guān)的應(yīng)變能力”,中國的P3實驗室“規(guī)模和對外交流合作共享的范圍都極為有限,遠遠無法滿足科研需要。”
在陳國強看來,國內(nèi)大量醫(yī)療與研究資源專注于慢性病,在傳染病研究上投入過少,也導(dǎo)致P3實驗室不僅數(shù)量少,而且多數(shù)缺乏高水平的研究設(shè)施、研究人員和技術(shù)貯備。在SARS之后設(shè)立了重大傳染病專項,但依然沒有引起足夠重視。
“就像不能因為長期沒有打仗而放棄國防建設(shè)一樣,我們不能因為長時間沒有突發(fā)傳染病的發(fā)生而輕視研究和投入?!标悋鴱姼嬖V《財經(jīng)》記者,“不能因為P3實驗室可能存在的安全風(fēng)險,而以最簡單的‘不批準置其于尷尬之地。”
在美國,不少研究力量正在“抱團”。2月24日,哈佛大學(xué)宣布聯(lián)合鐘南山院士及廣州呼研院團隊共同探索開發(fā)新的診療方案,中國恒大集團將在未來五年為該項目提供1.15億美元科研經(jīng)費支持,眾多波士頓的醫(yī)療機構(gòu)和生物科技公司皆參與其中。
美國哥倫比亞大學(xué)組建了一支由病毒學(xué)家、分子生物學(xué)家、化學(xué)家等多種專業(yè)人員組成的科研團隊,采用四種方法來開發(fā)藥物,由世界著名艾滋病學(xué)家、亞倫·戴蒙德艾滋病研究中心發(fā)起人何大一領(lǐng)銜。馬云公益基金會宣布向該項目捐贈1億元人民幣,項目組也將與浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院開展合作。
被譽為“世界上最知名的病毒獵手”的哥倫比亞大學(xué)教授W.Ian Lipkin,其所在的研究機構(gòu),已經(jīng)得到了NIH提供的活體病毒樣本,即將在P3實驗室中進行相關(guān)的研究。
“美國的P3實驗室能得到NIH分享的病毒樣本,我們還在各自為戰(zhàn)。”上述沿海P3實驗室負責(zé)人說,P3實驗室的整體繁榮,需要整體科研人員水平的提升,更需要開放的學(xué)術(shù)氛圍和管理制度,這也是科學(xué)的本質(zhì)。
早在2016年,中科院武漢病毒研究所等四家機構(gòu)的科研人員在《中國科學(xué)院院刊》上呼吁:建立國家生物安全創(chuàng)新中心,使之成為資源和信息共享中心、信息發(fā)布平臺。在新冠肺炎疫情下,此條建議應(yīng)引起各方的重視和研討。