第二部分 流行病风暴来袭 09 全球性监测系统的建立
2004年12月9日,在喀麦隆南部贾河动物保护区(Dja Biosphere Reserve)工作的灵长类动物学家们,从一只死去的黑猩猩身上采集了样本。这只黑猩猩四肢伸展躺在林地上,眼睛闭着,但看上去不像是受到人或者其他狩猎者的攻击。这自然引起了研究小组的关注。
比利时科学家伊斯拉·德波拉维(Isra Deblauwe)和她的喀麦隆合作者在3年前就开始了漫长而乏味的研究工作。他们循着像珍妮·古道尔这样的灵长类动物学家的研究传统,将研究目标锁定为野生类人猿,也就是现有的跟人类最近的亲戚,通过研究了解它们和我们人类自身。
几年后他们得出了一些有趣的研究成果。研究团队报告说,贾河的黑猩猩像其他地方的黑猩猩种群一样使用工具。特别是它们喜欢用植物的茎制成工具,从地下蜂巢里吸蜜吃。像所有猿类一样,黑猩猩喜欢吃蜂蜜。贾河研究小组的信息让我们进一步了解到,不同的黑猩猩群落以不同的方式使用工具。
但是在2004年12月的那个雨天,蜂蜜不是科学家们考虑的问题。该地区接连出现了黑猩猩的死亡现象,从第一只死去的黑猩猩身上取样后过了4天,他们又从另一只死去的黑猩猩身上取样。12月19日,出现了第三只死去的大猩猩。这不禁令人担忧起来,因为灵长类动物学家在贾河只追踪研究一部分猿类,他们所看到的可能仅仅是灾难的开始,其他很多未被追踪的猿类可能也死了。这些珍贵的野生动物亲戚,是研究团队花费数年时间想要了解的。对物种保护和研究工作而言,这样的情况很严重。
野生猿类面临的威胁虽然很明显,却还不是唯一的问题。研究者们知道埃博拉病毒已经在加蓬(Gabon)的大量猿类间蔓延开来,那里离喀麦隆南部仅几百千米。埃博拉不仅置黑猩猩于死地,而且时不时也跳到人类身上,导致可能引发流行病的严重病例。他们也知道一位灵长类动物学家同仁在科特迪瓦共和国调查像这样的死亡病例时,已经染上埃博拉病毒。无论是什么原因导致猿类死亡,都不能掉以轻心。
幸运的是,他们已经按照计划行事。首先也是最重要的,灵长类动物学家们知道,他们不应该直接接触动物尸体。几个月前当第一具动物尸体被发现时,他们已经将信息发给了在喀麦隆首都雅温得的同仁们,这一信息又被转发给迈特·布雷顿(Mat LeBreton),一位富有献身精神又技艺高超的生物学家,他领导着我们的生态学研究团队,在病毒生态学领域开发了很多新技术。以雅温得为基地,布雷顿协助成立了一个调查疫情的国际团队,其中包括中非和德国相关政府部门和实验室。
调查团队很快整装待发,研究目的地定在贾河,这是一个美得令人窒息而又十分独特的热带雨林地带,位于刚果河的一条主要支流之上,他们在那里和灵长类动物学家们一起采集样本。他们设法从第一只黑猩猩的头盖骨和肩膀上获取样本,也分别从其他死去的猿类身上取样,包括第二只黑猩猩的腿、第三只大猩猩的颌部和第四位受害者的一些肌肉——它是一只死于2005年1月初的黑猩猩。
保存完好的样本被送往艾瑞克·勒罗伊的高封闭生物安全防护实验室。我在第5章里提到过这位病毒学家,他和我们合作研究发现了新的埃博拉病毒株。样本也送到了我们的合作者费边·里德兹那里。研究结果令人惊讶。虽然我们都猜测害死贾河动物的病毒是和突袭边境以南加蓬境内猿类种群一样的埃博拉病毒,但所有样本的埃博拉病毒检测都呈阴性。但是,另一种致命感染源——炭疽的检测都呈阳性。
里德兹和其同仁在2004年已经报告了一个因炭疽引发黑猩猩相继死亡的类似现象,发生在科特迪瓦共和国的泰森林。因此虽然贾河大猩猩之死是该种群第一例死亡病例,但人们知道炭疽是森林猿类的杀手。这也许有点奇怪,但并非没有前车之鉴。一般生活在草地上的反刍动物身上才有的细菌,到底是如何到达泰森林和贾河的黑猩猩身上的,至今还是个谜。这里有一些推测。炭疽芽孢的存活期长达100年,它能够污染水源,因此猿类可能在饮用湖水或者小溪水时感染上芽孢。它们也可能在追捕和享用像森林羚羊这些已感染病菌的反刍动物时被传染上。或者至少在泰森林疫情中,可能当猿类在染上炭疽的牛践踏过的农田里觅食时,就已经孕育了一场疫情。
无论病菌走的是哪一条传染路径,来自贾河和早些时候科特迪瓦共和国动物流行病的发现表明,非洲猿类种群数量的减少,不仅仅是狩猎和丧失栖息地所致。像埃博拉这样的病毒,已经大面积席卷了现有野生猿类栖息地,目前炭疽肯定也是这些珍贵野生动物的一大威胁(见图9-1)。就我个人而言,我研究过野生黑猩猩,并在乌干达帮助大猩猩种群熟悉人类,因此我觉得人类这些现有近亲所面临的越来越严重的威胁,是我们特有生命遗产的一种令人扼腕的损失。
>图9-1 喀麦隆贾河动物保护区内因炭疽致死的大猩猩
从我追踪和预防流行病的研究工作角度来看,猿类死亡事件暴露了我们捕获这些流行病所采用方式的另一个明显弱点。在贾河森林里发现炭疽并不代表是一次流行病预防工作的胜利,而是流行病学领域的瞎猫碰到死老鼠。灵长类动物学家的研究经费捉襟见肘,全球猿类种群中仅有极少部分处于他们的监控之下。如果我们指望这些科学家定期捕获预示着未来人类流行病趋势的动物流行病,那么我们注定要失败。要想真正早点发现流行病,我们需要更多的举措。
谁是流行病监测系统的哨兵人群
我们如何能够追捕到致命性病毒并控制它们呢?发现死亡动物的几位灵长类动物学家并未构成一个监测系统。那么在新的流行病扩散之前抓住它们并遏制它们的正确方式是什么呢?这一部分就要探讨这一问题:当代流行病预防科学。这里将讨论我的团队、其他同仁及合作者正在研发的监测系统,这个系统甚至能够在人们获知新型流行病之前就抓住它,遏制它。预防流行病是一个大胆的理念,但不如20世纪60年代心脏病学家开始考虑预防心脏病发作大胆。那在当时是个极大的医学进步,但现在基本上被视为理所当然了。
我萌生此意的时间要追溯到20世纪90年代末。那时我加入约翰·霍普金斯大学唐·伯克的研究团队,准备在中非建立一个实地研究点,为发现新病毒而监控人类和动物。我记得自己很多个下午在唐的办公室里,或在白板上奋笔疾书,或就完成这一任务所需自言自语,如此循环往复。
在那期间我们产生的理念里,尤其值得一提的是一个永久的概念:病毒中的恐怖信息(viral chatter)。唐提出这个术语时,是直接与情报中的恐怖信息(intelligence chatter)相对应的。我们在思考情报中的恐怖信息时,提出这样的问题:安全服务机构是如何预防恐怖事件的?
情报机构使用一系列技术手段对潜在的危险事件进行监控,但是其中最有价值的手段之一,是对恐怖信息的监控。审查电子邮件、电话、网上聊天室的情报机构能够追踪某些信号出现的频率。例如,如果一位记者发送一封包含“基地组织”和“炸弹”这两个词的电子邮件,该信将被一个过滤敏感关键词的自动过滤系统发现。即便如此,这些信息仍不太可能被送到一位情报分析家的书桌上。因为系统也记录了其电子邮件账号和IP地址,而且有望将恐怖信息标注到属于“记者”的分类里。
前中央情报局(CIA)局长乔治·特内特(George Tenet)在为“9·11”事件所作的证词中说,在逼近“9·11”事件的那几个月里,“监控系统一直闪烁着红色”。同样,虽然是一起偶发事件,1986年切尔诺贝利核反应堆熔融那一天,在苏联监控的信息流量中出现了一个明显的尖峰。知道寻找什么类型的关键词、谁是通常该考虑的嫌疑人,同时了解他们彼此是如何交流的,这样就能够提供有价值的情报,帮助预测罕见但重要的事件。
当我和唐一起考虑这个问题时,我们问自己,一个监测病毒中的恐怖信息的全球系统该是什么模样呢?我们如何监测发生在人和动物之间的成千上万的接触,以便发现预示着流行病逼近的恐怖信息事件呢?从我们的研究领域来看,这种事件就是新型病毒跳到了人类身上。
显然,一个依赖像灵长类动物学家这种群体的系统是不够的。他们的主要关注点是动物的行为和生态。一个理想系统要监测全球范围内人类和动物群落病毒的多样性,发现感染源何时从动物跳到人类身上。虽然理论上可行,但建立这样一个系统,在当时缺乏资源和技术保障。
正如我们在第10章里将更加详细讨论的那样,虽然目前准确而充分地调查人和动物身上病毒多样性的实验室研究方法一直都在提高,但还没有达到在全球部署监控的程度。简单地逻辑推断一下就会发现监测每一个人是行不通的。作为起步,我们需要一个更集中的系统——该系统瞄准一小群“哨兵”,他们是我们可以利用现有资源监测病毒恐怖信息的关键群落。
我清晰地记得自己第一次思考狩猎在感染源传播中所发挥作用的情景。作为一名哈佛研究生,在前两年我专门研究了野生黑猩猩群落。成为生物人类学系研究生的快乐之一,就是能够与著名教授埃尔夫·迪沃夫(Irv DeVore)互动。埃尔夫是一位灵长类动物学和人类进化学的骨干教师和思想家(见图9-2)。
1993-1995年,我担任埃尔夫的助教,他当时与哈佛心理学家马克·豪泽(Marc Hauser)合作讲授一门课。这门课程是人类行为生物学,被哈佛本科生称为“性学”,因为该课程聚焦于人类的繁衍。
图9-2 在肯尼亚研究野生狒狒的埃尔夫·迪沃夫博士
一个特别值得纪念的下午,我记得自己到埃尔夫位于皮博迪博物馆的那间木制的办公室里跟他交流。在我们的随意交谈中,话题转到了当时我日渐着迷的领域——微生物。就在那时埃尔夫给我讲了一个故事,那个故事开启了近15年来我的研究方向。
有一年夏天,埃尔夫在开车回家途中无意间发现了一只死兔子。埃尔夫料定它是一只被车撞死的健康动物,并且他一生酷爱打猎,与世界各地的猎人合作过。于是埃尔夫做了对他来说很自然的事情。他将兔子捡回家,随即褪毛开膛洗净,烧成晚餐的菜肴。
之后几天内埃尔夫就病得很厉害。他发烧,胃口越来越差,极度疲劳,淋巴结肿大。好在他立刻去挂了急诊,因为事实证明他得了土拉菌病(tularemia),这是一种由可能致命的细菌引起的,经常传染野兔和其他啮齿类动物的疾病。在及时求医的人里,该病的病死率不到1%。但如果没有迅速就医,他就很可能痛苦地死于多器官衰竭。
埃尔夫可能是在给被感染的兔子剥皮时感染土拉菌的。通常在宰杀动物过程中,这种病菌能够以被人吸进肺里的方式进入人体。在埃尔夫讲完故事的时候,我脑海中各种可能性的想法不停地冒了出来。埃尔夫早期的研究成果里有一本著述,名为《狩猎者其人》(Man the Hunter)。他有很多年都生活在非洲的狩猎—采集者部落。这些部落的人没有农耕劳作,只靠野生食物为生。我们的谈话转向了到这些部落从事研究的想法。这些人无疑与他们身边动物所携带的微生物有着极高的接触率。
1998年——我和埃尔夫那次谈话后又过了几年,我写了有关狩猎在疾病传播中所扮演角色的文章。在文中我提出可以将猎人视为哨兵——如果我们一直研究他们,就能知道正跳向人类的是什么微生物,是何时起跳的,又是如何跳跃到人身上的。几年后在我和唐·伯克交谈期间,当我们探讨病毒恐怖信息的概念时,以上问题成了我们讨论的共同点。猎人们是如何将我们引向那些向人类发起关键性一跳的重要微生物的?
当唐将我招至麾下,加入他在约翰·霍普金斯大学的在研项目时,他已经和一位喀麦隆科学家建立了密切合作,在像艾滋病毒这样的逆转录病毒最初出现的中非地区研究它们。我和唐以及喀麦隆同仁、陆军上校普迪·诺勒(Mpoudi Ngole,见图9-3)一起共事了很多年。那些年的研究工作为建立第一个真正的监控系统打下了坚实的基础。该系统尝试在新型流行病出现之前抓住它们。
图9-3 陆军上校普迪·诺勒
唐和上校潜心思考的主题之一就是丛林肉(bushmeat),这是我们在中非所做研究的中心主题。丛林肉是野味的另一种说法,虽然历史上这一术语多指热带地区的野味。但事实上,当我在新英格兰的朋友一年一度仪式般地捕食鹿肉时,他就是在吃丛林肉。我在旧金山光顾自己钟爱的海鲜店——天鹅生蚝酒吧时,厨师撬开活海胆的软壳,取出来让我吃的海胆也是丛林肉。然而正如我们在第2章里了解到的那样,从微生物角度来看,不是所有丛林肉都是以同样的方式制成的。
流行病监测系统的监测点
我们开始在喀麦隆从事研究工作,最重要的目的是弄清楚与席卷世界上大部分地区的那些具有致命性、但从遗传角度来看单调而同质化的世界性病毒相比,为什么中非的艾滋病毒有这么多种类。我们想从所有农村人口身上取样,希望弄清楚这里有这么多病毒基因变异体的原因。所有迹象表明,这个地区就是艾滋病的发源地。但是为什么在流行病暴发20年后,这里依然还有这么多种艾滋病毒?
为了回答这个问题,我们和唐以前在华特瑞陆军研究所的一些同仁们组成了研究团队。我还记得在马里兰州罗克维尔市一处普通的办公地点,第一次遇见活力四射的二人组珍·凯尔(Jean Carr)和弗朗辛·麦卡琴的情景。
在我遇到她们之前的5年里,她俩已经发明出对整个艾滋病毒基因组进行排序的方法,对人类免疫缺陷病毒进行了革命性的研究,并系统性地研究了不同基因碎片的来源。之前人们主要将一些更小的基因信息拼凑在一起,获得整个病毒基因序列的图景。凯尔和麦卡琴想出了一个方法,一下子就搜集到全部1万个基因,这样她们就能够深入挖掘构成艾滋病毒的不同基因的历史。
因为艾滋病毒会进行基因重组,即能够将不同病毒株的基因加以混合和匹配,她们需要研制一套新的分析手段,来弄清楚哪些基因整合在了一起,每个基因来自哪里。她们正在勾勒病毒的家族谱系,但是她们并没有瞄准艾滋病毒的整个家族谱系,而是锁定了特殊的艾滋病毒的母代病毒株,并绘制其全球分布的地图,尝试重建流行病的发展过程——绘制有关艾滋病毒如何扩散和混合的地图。
我和上校跟当地科学家组成的一支有献身精神的团队(见图9-4)一起,在随后的几年时间里,试图找出中非艾滋病毒基因多样性丰富的原因。简而言之,我们想大致勾勒出人类免疫缺陷病毒扩散到全球前的模样。研究工作的第一步,是在喀麦隆的农村地区建立监测点。乡村的研究由保德·泰莫非(Ubald Tamoufe)来协调。他是由工程师转为生物医学科学家的,说话声音柔和,行事十分严谨。我们并未随意挑选乡村地区作为观测点。普通品种的艾滋病毒株如今扩散到全球范围,甚至到达了像喀麦隆这样的流行病发源地。为了避免抓住这些相对单调的艾滋病毒株,我们挑选了位于公路尽头与世隔绝的村庄建立观测点。
(从左到右)唐·伯克博士、英若博·杰米斯博士、梅杰·万密尼、内森·乌尔夫博士和保德·泰莫非
图9-4 我们的人类免疫缺陷病毒研究团队
说这些地方很难到达,就暗示了要获得凯尔和麦卡琴所需的高质量样本,其后勤保障相当复杂。我们挑选的都是中非最偏僻的一些地方。在众多传奇故事里,有一则跟一位深受大家爱戴的项目司机杜格(Ndongo)有关(见图9-5)。他有一次不得不将车丢弃在河边,乘着小独木舟到河对岸,帮助我们团队从位于该国东南端阿杰拉的小村庄采集样本。
(从左到右)司机杜格、保德·泰莫非、埃里克斯·布达和贡刚
图9-5 我们的研究团队
从这些特别偏僻的地方取样要面临特别大的挑战和挫折,但也有十分美妙的经历。一次在刚果民主共和国一个小村庄的经历,给我留下了难忘的回忆。那个白天,我和猎人们一直待在森林里。等回村时,我得知村里一位妇女刚刚生了一个男婴。为了表示对我的尊敬,他们想要用我的名字给男孩取名。因为一位村民听人家叫我Docteur Natan(法语里的“内森博士”,那里的人有时这么叫我),他们就给孩子取了这个名字,不是“内森”,而是“内森博士”。资深的后勤专家杰里米·阿柏加(Jeremy Alberga)是这些年来一直使我们的管理、物资保障和资金运作保持井然有序的人。他开玩笑说,那名字减轻了孩子身上沉重的高等教育压力,他已经是博士了。
言归正传,我们到底采集着什么样的样本呢?首先,我们需要血样。我们从征募到的研究参与者那里,用高科技的采血管产品采集了两管血,这样我们等回到雅温得的实验室时,就很容易分离血液成分。至于动物,在一开始的时候,我们采取了一个简单但富有创新的方法,这个方法是由迈特·布雷顿研发出来的。
第一次在雅温得见到迈特时,他刚完成一个有关喀麦隆的蛇的伟大调查。有意思的是,他的大多数取样工作,是在喀麦隆各地的村子里留下一罐罐福尔马林防腐剂。因为全世界人发现蛇后都会打死它们,他只需要让村民把死蛇放在福尔马林罐子里。他时不时去搜集这些罐子,研究蛇的分布和多样性。当我们交谈时,我们意识到用同样的方法,可以很容易地搜集到成千上万的动物血液样本。我们可以改进几年前在马来西亚时,我从珍妮特和巴比尔·辛格那里学会的滤纸技术,把棒球卡大小的取样纸交给猎人,让他们一旦接触到血液就采样(见图9-6)。事实证明这项技术十分成功,我们现在拥有世界上最全面的野生动物血样。
图9-6 用于从丛林肉和其他动物身上采集血样的滤纸
到艰苦的地方采样是一项挑战。此外,我们还遇到了与潜在的参与者沟通研究意图的困难。在这些小村庄里,谣言满天飞。对于我们从村民们身上采集血液的邪恶目的,他们提出了各种猜测。幸运的是,我有幸一起合作的优秀工作人员中,有一些最有才能的沟通者。
其中特别值得一提的是保罗·德隆·麦乐图(Paul Delon Menoutou)。他在喀麦隆广播电视机构担任了多年的首席卫生记者,后来加入我们的团队,直到退休。在我们工作的很多村庄里,人们从未看过电视,不认识他那张脸。但当他开始讲话时,他们总能听出他的声音。作为卫生领域值得信任而又拥有惊人才能的沟通者,他帮助我们更容易地融入这些社区,没有他的帮助,人们不会愿意回答我们提出的科学问题。他也帮助我们向公众传递了至关重要的卫生信息,这也是我们此行的基本目的之一。
待在喀麦隆的前几年,我们设法在首都雅温得一个诞生于德国殖民时期、有着令人惊叹的百年历史的建筑里建立了一个功能性实验室。在该国风景迷人、生物种类多样的17个乡村,我们也建立了监测点。我们获得的高质量冷冻样本蕴含着解释艾滋病毒多样性问题的线索,并且正如我们所发现的那样,样本还提供了解答其他问题的参考。
当这些样本送达位于罗克维尔的实验室时,它们已经走公路、飞航线,行程达数千公里,然而样本依然保持着冷冻状态,可用于检验。我亲自在实验室里工作了一段时间,渴望知道样本里究竟有些什么东西。但是,描绘样本中病毒特征的许多难事,都留待凯尔和麦卡琴以及她们无比能干的实验团队去做。
他们在这些人类免疫缺陷病毒样本里发现了明显的多样性。在我们所研究的村庄里,有12个村庄有完全独特的人类免疫缺陷病毒形式——它们是将不同种类的人类免疫缺陷病毒变异体拼凑在一起的病毒,我之前从未见过。有两个或者两个以上的人类免疫缺陷病毒独特形式的村庄有9个。我们认为,这些地方可能显现出人类免疫缺陷病毒在全球扩散之前的面目。从本质上来看,20世纪早期艾滋病毒从黑猩猩身上进入到人体后,可能就在像我们所研究的这些小村庄里存活。随着时间的推移,病毒发生变化,所分化出的新形式相互接触,将基因信息重新组合,制造出各种各样的遗传新品。只有一些病毒株有幸迁移到人身上,传播开来。余下的病毒依然令人关注,它们待在继续生活在野生黑猩猩身上的始祖病毒身边,但肯定会引发像它们走出去的亲戚所引发的那些疾病。
待在这些乡村里时,我们所做的研究工作不仅仅是采集样本,来回答有关艾滋病毒多样性的问题。我们也观察人们和野生动物相互接触的方式。这是当时由阿德里亚·塔西·普罗赛(Adria Tassy Prosser)协调的一项研究。他是一位人类学家和流行病学家,如今的研究基地在美国疾控中心。我们发现,生活在这些乡村里的人们跟动物接触的密切程度是我们难以想象的。宰杀过程牵涉与几乎所有携带病毒的血液和体液的直接接触。正如我所预料的那样,从事猎杀活动的人们处在病毒由动物传染至人身上的最前线。我在这些村庄工作时,开始确信这些人有可能作为哨兵,使我们得以监测病毒恐怖信息。丛林肉和与之接触的人类,成为令我痴迷不已的关注焦点。
全新病毒的猎捕
但我第一次真正接触丛林肉还不是在村子里,而是在普迪上校的家里。永远不会令我和上校发生争执的事情之一便是吃。我们吃遍中非地区无数村庄和城市。当我在上校家吃晚餐时,总能期待他会端上特殊的东西。他家精选的食物里总有地方野味佳肴。我在“普迪菜馆”最喜欢的是豪猪肉,吃起来味道有点像兔肉。
无论哪里的人以前都吃野生动物。虽然意识到杜绝野味消费对野生动物保护很重要,但是不妖魔化以野生动物为生的人们也很重要。如果我们不费什么气力,就能在不接触野生动物的情况下,持续提供高质量的蛋白质食物来源,那就最好不过了。这有助于保护一些最重要的濒危动物物种,同时防止流行病的蔓延。但问题并非这么简单。
过去20年来,我研究过中非各地和亚洲的许多猎人。虽然存在着必须加以消灭的非法商业性狩猎,但在我们工作的地区里,大部分猎获的动物是贫困家庭基本的食物来源。它是生存所需,而非消遣。打猎很辛苦,付出大量心血换来相当有限的能量补给(见图9-7)。
图9-7 背着丛林肉的喀麦隆猎人
虽然我们的研究工作接触到的很多猎人技艺高超,一些人甚至喜爱打猎,但大多数人可能宁可选择一种便宜而又有营养的蛋白质形式(例如鱼),而不会选择在极难行走的地方花上数小时追踪猎物。记得我有一次碰到一个往村里走的男人,他背上扛着一只捕获的猴子。目睹流着鲜血伤痕累累的动物,我脑海里首先闪过的念头是:我们地球上的野生动物遗产中又失去了美丽而重要的一分子,这是多么不幸啊。可是我也看到,这位男子穿着夹脚拖鞋,衣衫褴褛,一整天在森林里狩猎,汗流浃背,灰头土脸。他无疑是为了生计而不是消遣!在生存线上挣扎的猎人不是我们的敌人。正如我们将在第12章里进一步探讨的那样,解决办法是了解和帮助他们,而不是与他们为敌。
随着在这些农村狩猎区描述艾滋病毒多样性特征的研究工作向前推进,我们也开始了另一项工作——在这些与动物接触频繁的人身上,发现全新的病毒。这是近10年来我的主要工作重心。为此,我们找到了在发现新型逆转录病毒方面世界上最好的实验室团队之一——美国疾病控制中心的逆转录病毒学部。
疾控中心研究团队包括汤姆·福柯斯(Tom Folks)和瓦利德·海尼(Walid Heneine),两人都是逆转录病毒学的世界领军人物。但是跟我共事时间最长的是比尔·史威兹(Bill Switzer)。比尔看似年轻的长相掩盖了其实际年龄,亲切温和的举止遮蔽了他的不懈追求——勾画一些当代最令人关注的病毒的进化图。10年里,我和比尔每天不管是面对面还是通电话,几乎都要一起工作,判断有什么人类免疫缺陷病毒之外的病毒已经跳到那些狩猎人群身上。
我们的第一个主要发现,是一个名字不太中听的病毒,猴泡沫病毒(the simian foamy virus, 简称SFV)。它是以其杀死细胞的方式来命名的。当你观察一个感染上病毒的培养物,就能看见在显微镜下细胞死去并起泡,呈现出泡沫四起的样子。这是一种几乎感染所有非人类灵长类动物的病毒。因为每一种灵长类动物都携带其特殊版本的病毒,这为我们提供了非常好的比较模式。通过给病毒进行基因排序,如果我们在人类身上发现其中一种猴泡沫病毒,就能准确知道它来自哪一种灵长类动物。
令人关注的是,人类没有自身的泡沫病毒。比尔和其同仁们多年前的研究显示,在参与物种共同形成的病毒中,猴泡沫病毒具有不寻常的特征。换言之,约7000万年前现有灵长类动物的共同祖先身上就携带泡沫病毒。随着时间的推移,当灵长类动物谱系树不同的分支逐渐形成不同物种后,病毒也亦步亦趋地跟着。令人吃惊的结果是,泡沫病毒的进化树和灵长类动物进化树几乎一模一样。猴泡沫病毒很可能是病原体瓶颈时期我们失去的病毒之一,这是我们在第3章里所讨论的话题。
当我和比尔以及同仁们开始研究灵长类泡沫病毒时,我们已经知道它们理论上能够传染给人类,因为几位实验室工作人员以前感染过该病毒。但是我们不知道自然环境下这种情况是否会出现。我清楚记得真相大白的那一天。那天我们一起在比尔的实验室里工作。我到楼下去取一个叫作蛋白免疫印迹法(Western blot)的实验室测试的图像。这一方法显示个人是否产生抗体,在这里就是指抵抗猴泡沫病毒的抗体。比尔下楼来帮我一起解读图像。实验结果很明显,一些研究参与者已经感染上猴泡沫病毒。我记得自己和比尔彼此对视着,一半是震惊,一半是兴奋。那一刻,近几年的研究工作因有了实实在在的研究成果,而发生了深刻的变化。至今我墙上还挂着一幅装在相框里的蛋白免疫印迹复印件(见图9-8)。
一方面我们感到欣慰——研究取得了成功。但另一方面我们也有点不祥之感——逆转录病毒,即人类免疫缺陷病毒所属的那一类病毒,正跨界进入人体。如果我们在所研究的前几百名猎人中发现它,就说明它并非罕见。
图9-8 第一次显示猎人身上猴泡沫病毒抗体迹象的蛋白免疫印迹
在接下来的数月里我们发现,很多报告自己猎杀非人类灵长类动物的人都接触到了猴泡沫病毒。更让人惊讶的是,一些接触已经转为长时间的感染。发现这些人对病毒产生抗体的迹象后,我们尝试获取实际的猴泡沫病毒基因序列。结果所见令我们震惊不已。我们发现,多人从灵长类动物身上感染了猴泡沫病毒株,传染病毒的灵长类动物范围从一种小食叶猴——白须长尾猴,到低地上壮硕的大猩猩。而且我们发现自己所做的行为调查结果与实验结果相吻合。例如,大猩猩猴泡沫病毒来自一个报告自己捕杀大猩猩的人。虽然我们调查的很多人接触灵长类动物,但鲜有人参与捕猎大猩猩,因为这既危险又需要高度专业化技能。这一关联就是确凿的证据——证明捕猎黑猩猩的猎人在捕杀猎物时,感染上了病毒。
研究发现令我们且喜且忧。如果病毒学家们说自己并不乐于发现全新的病毒,那肯定是在说谎。这些年来我们努力工作,征募研究经费,找到了知道如何完成研究工作的当地科学家跟我们合作,在中非建了一个实验室,设立了农村监测点,采集样本,小心保存,并通过错综复杂的国际协议运送出来,展开发现一种实际病毒所必须的复杂的实验室研究。结果表明,我们的监测系统运作起来了,我们认为的接触动物频率高会导致感染上新型病毒这一猜想也是对的。然而,新型逆转录病毒正迁移到人类身上的第一例证据也表明,人们对现有公共卫生机构的信任是被误导的。人们笃信当新型病毒迁移到人类身上时,这些公共卫生机构会告知我们。我们刚刚开始发现,这是多么严重的误导。
流行病大事记
新型病毒迁移到人类身上时,现有的公共卫生机构并不一定能够监测得到,因而也无法及时告知人们。
我们还继续研究了另一组逆转录病毒——嗜T淋巴细胞病毒(the T-lymphotropic viruses, 简称TLVs)。猴泡沫病毒是一种在人类中找不到自己祖先的病毒。在我们从事猴泡沫病毒研究之前,只有少数实验室工作人员感染上该病毒,因此没法断定病毒可能扩散的范围和引发疾病的范围,没法断定其成为流行病的可能性有多大。嗜T淋巴细胞病毒就不同。我们早就知道有两种不同的嗜T淋巴细胞病毒——人类嗜T淋巴细胞1型病毒(HTLV-1)和人类嗜T淋巴细胞2型病毒(HTLV-2)会传染给世界范围内的人,实际上约2000万人携带这些病毒。虽然一些感染病毒的人可能无任何临床症状,但是还有很多感染者患了病,从白血病到瘫痪都有。这些病毒可能会演变成流行病。显然,如果全新的嗜T淋巴细胞病毒正从动物身上迁移到人类身上,公共卫生官员应该对此有所了解。我们来自猴泡沫病毒的研究结果表明,这并非危言耸听。
潜心于研究的我和比尔知道,两种人类嗜T淋巴细胞病毒变异体都来自灵长类动物——就像人类免疫缺陷病毒一样。我们也知道,另一组还没有在人类中发现的嗜T淋巴细胞病毒——猴嗜T淋巴细胞3型病毒(STLV-3)也在灵长类动物中存活着,因此我们从那里开始研究。我们仔细筛查了样本,并且不出所料,在样本中找到了它——一种传染到猎人身上的病毒明显不像HTLV-1和HTLV-2,属于STLV-3那一组。这对我们而言,是一个重要的科学发现。STLV-3有可能越界进入人类,并且正在迁移的路上。更让我们惊讶的是,在来自喀麦隆东部的一个人身上,我们发现了一种全新的人类嗜T淋巴细胞病毒——称之为人类嗜T淋巴细胞4型病毒(HTLV-4)。
我们在中非接触灵长类丛林肉的人们身上发现了许多新型猴泡沫病毒,又在同样的人群中发现了两种全新的人类嗜T淋巴细胞病毒。两项研究成果的叠加,改变了我们思考自己的研究工作的方式。虽然从理论上来说,广泛接触野生动物的人们会从这些动物身上感染上微生物(这是显而易见的),但我们一开始并不知道监测这些人群是否可行,或者说不知道这一系统是个什么模样。当我们开始了漫长而艰辛的研究,确定新型猴泡沫病毒和人类嗜T淋巴细胞病毒正在扩散和引发疾病的范围(这是我们一直做到今天的研究工作时),我们的研究思路被打开了。我们开始正式考虑,建立一个全球性的布控系统,监测与野生动物接触频繁的人们,以便堵截病毒中的恐怖信息。
2005年我做了一次冒险的尝试,申请了一个非比寻常的项目。该项目由美国国家卫生研究院(National Institutes of Health, 简称NIH)赞助。NIH是世界上最大的生物医学研究政府投资机构,过去资助过我的研究,但这所世界级研究所与我未来希望从事的研究并未有完美的契合。虽然国家卫生研究所项目涵盖面广泛,其资源分配并不均衡,它专门资助实验室研究而不是实地研究。其主要力量集中于更简单化的细胞生物学,聚焦于研究明确的肯定或否定答案的假说。率先尝试建立一个全新的全球性监测系统,来描绘病毒恐怖信息并控制流行病,这样的项目一般不会被资助。但是2004年美国国家卫生研究院开始运作一个全新的项目——主任先驱奖(NIH Director\'s Pioneer Award Program),用于支持一般不被其资助的创新研究。该项目主要资助他们认为推进他们的科学目标所必须的研究,为受资助者提供250万美元,研究期限为5年。2005年秋季,我有幸获得了该奖项。
至此,研究工作开始按部就班地进行。当然,要全面建设一个全球性监测系统,250万美元远远不够,但这是一个好的起点。我们开始真正考虑,对世界上哪些关键性病毒热点地区的监测最为迫切。我的脑海里立刻浮现出一些关键性地区。我和贾里德·戴蒙德、克莱尔·帕罗西安的研究已经显示,大部分主要的传染性疾病都出现在非洲和亚洲。监控就从这些地方开始。
小结
我和自己的团队以及出色的当地合作者一道,将我们在喀麦隆研发的模式推广到中非的其他很多国家。富有献身精神的实地研究科学家科里纳我和自己的团队以及出色的当地合作者一道,将我们在喀麦隆研发的模式推广到中非的其他很多国家。富有献身精神的实地研究科学家科里纳·莫纳今(Corina Monagin),已经是能将处于敏感区域和困难区域的实地研究顺利运作起来的专家。在这样的科学家的帮助下,我与以前在马来西亚的合作者再次合作,并开始和一批新的同仁一起工作,在中国和东南亚设立研究项目,用于捕获全球性病毒恐怖信息的系统初具规模。我们和全球越来越多的同仁一起,不停地向自己发问:什么是发现新病毒的最佳手段?我们如何能够抓住更多害死人类和动物的新病毒?我和自己的团队以及出色的当地合作者一道,将我们在喀麦隆研发的模式推广到中非的其他很多国家。富有献身精神的实地研究科学家科里纳·莫纳今(Corina Monagin),已经是能将处于敏感区域和困难区域的实地研究顺利运作起来的专家。在这样的科学家的帮助下,我与以前在马来西亚的合作者再次合作,并开始和一批新的同仁一起工作,在中国和东南亚设立研究项目,用于捕获全球性病毒恐怖信息的系统初具规模。我们和全球越来越多的同仁一起,不停地向自己发问:什么是发现新病毒的最佳手段?我们如何能够抓住更多害死人类和动物的新病毒?
在下面的章节里,我们将探讨这一研究成果。我也将讨论一些前沿性研究手段,用于在流行病蔓延前提高发现它们的能力。虽然我们所面临的流行病威胁很大,并且会越来越大,但对付它们的方法和技术手段也很先进,并且会越来越先进。