“驯毒者”的这三个月
关于病毒分离有一些误解。
“分离”这个词让人们觉得可以直接从病人的标本中“挑选”出病毒。然而,事实上,为了从患者体内收集样本并获得满足使用要求的病毒,不仅需要分离病毒,而且需要使其稳定通过。与其说是病毒隔离,不如说是“驯服”。
疫情开始时,中国医学科学院病原生物学研究所病原鉴定实验室团队与时间赛跑,历时5天5夜,完成了国家卫生委下达的平行病原检测鉴定任务,成功分离出病毒,获得了稳定的病毒培养体系,支持了围绕病毒的一系列研究。
3月23日,中国医学科学院病原生物学研究所病原鉴定实验室副主任任莉莉在接受《科技日报》记者采访时,讲述了自己作为“毒枭”三个月来的精心谋划和前瞻性部署。
让病毒在实验室中“存活”以支持后续的科学研究。
“病人的样本到达后,没有1微升加1微升。它是不可再生的。然而,如果病毒在体内被隔离并稳定传播,它将成为“活的”和可持续的资源任莉莉说,疫情开始时,实验室收到疑似患者的临床样本,包括灌洗液、痰液、呼吸道分泌物等。该小组的任务是识别并“驯服”病毒。
由于样本数量有限,需要进行多种操作,如病因分析。每种测试方案都使用微升来收集样本以进行病因学鉴定。病毒的隔离是关键环节。对病毒致病机理的后续研究必须允许病毒在实验室中“繁殖”。
“当样本在我们手中时,它经历了几次反复的冷冻和解冻,这极大地影响了病毒颗粒的完整性。”任莉莉解释说,病毒表面的一些突起蛋白在反复冻融后会脱落。如果这些突起蛋白缺失,进入细胞的效率将非常低,这将影响病毒的分离。
反复冻融使新冠状病毒感染难以扩散,其高致病性使手术更加危险。“它必须在生物安全三级实验室中运行。考虑到只能使用少量样品,我们特别使用倾斜管来减少接种量,而单管操作可以避免样品的交叉污染。”任莉莉表示,由于时间紧迫,样本有限,实验室考虑到生物安全风险,为相关应急保障工作预留了多种解决方案。
“在国家重大传染病科技项目和中国医学科学院医疗卫生科技创新项目的支持下,包括我们团队在内的国内优秀团队多年来积累了经验,以确定哪些细胞系对冠状病毒敏感,哪些培养系统更容易分离病毒。”任莉莉说,基于经验和技术的积累,该团队很快就获得了“活”病毒。
多年处理呼吸道病毒的经验使团队对病毒复制有了基本的判断经验。样本接种到细胞中几天后,细胞将显示出病理效应,这表明病毒已经开始在细胞上复制。普遍的理解是“喂养”。然而,病毒滴度(浓度)是否足以进行后续研究仍需要持续培养、适应和筛选。该团队还探索了各种培养系统,以找到最适合病毒“生长”的系统。
“虽然我们很不耐烦,但我们应该遵循科学规则。当滴度非常低时,存在传代损失的风险。”任莉莉说道。我们既要保持冷静,又要保持警惕,这是防疫研究一线的普遍感受。一方面,疫情就像是一场战争,而战鼓雷鸣电闪促使科学研究进步。另一方面,对病毒的研究应立足于其复制特点,冷静寻求突破。
最后,在夜以继日的工作之后,任莉莉的团队成功地分离出了病毒,为后续的研究提供了重要的资源,例如药物筛选和疫苗评估。
优化病毒检测方法和跟踪病毒变异
“我们的紧急支援工作还没有结束。在不同的预防和控制阶段有不同的问题需要解决。”任莉莉表示,由于疫情防控形势的好转,该团队的科研任务尚未结束。
采集患者咽拭子进行核酸检测是目前广泛使用的一种新的冠状病毒诊断方法。核酸咽拭子的检测可能受到许多因素的影响,如取样、病程等,从而影响检测结果并导致漏诊。半个月内,任莉莉的科研团队利用基因工程技术表达和纯化了病毒抗原,并研制出血清抗体检测试剂,其中化学发光法目前正在申请国家批准用于辅助临床诊断。
"我们正在开发抗原检测方法."任莉莉说,目前,还没有基于这一原理的检测方法得到批准。它是一种直接检测病毒的蛋白质,希望能为病毒的早期诊断提供一种方便的方法。
现阶段,疫情正在许多国家蔓延,掌握病毒的突变特征是科研工作需要回答的另一个问题。“对于加载量非常低的样本,必须找到更有效、更快速的方法,以更有效地获得大量病毒基因组序列。许多中国科学家正在研究这个问题。”任莉莉表示,面对世界范围内迅速蔓延的新型冠状肺炎疫情,他希望通过对大量病毒的基因组分析,掌握其变化趋势,为疫情防控提供科学依据。
促进病毒种类的标准化,新的冠病毒将成为新的“保存物种”
由于中国在病毒保存系统的建设上起步较晚,过去一直进行病毒研究,病毒种类往往是从国外引进的。目前,中国正在进行病毒保存系统的建设,这项工作正在加速进行。
“在上级部门的支持下,我们目前正与兄弟单位合作,以提高药物品种的标准化水平。”任莉莉解释说,首先,有必要弄清楚什么样的有毒物种可以保存,而不是保存。其次,病毒种类的保存过程应该标准化。
“国际学术界认可的存管机构将像‘户口簿’一样,对药物品种进行详细登记。它清楚地说明了它是谁,基因组的特征是什么,滴度是多少,以及使用什么样的培养系统。”任莉莉表示,这些方面需要权威团队进行验证,以形成行业共识的指导方针和规范。
优化病毒检测方法和跟踪病毒变异
“我们的紧急支援工作还没有结束。在不同的预防和控制阶段有不同的问题需要解决。”任莉莉表示,由于疫情防控形势的好转,该团队的科研任务尚未结束。
采集患者咽拭子进行核酸检测是目前广泛使用的一种新的冠状病毒诊断方法。核酸咽拭子的检测可能受到许多因素的影响,如取样、病程等,从而影响检测结果并导致漏诊。半个月内,任莉莉的科研团队利用基因工程技术表达和纯化了病毒抗原,并研制出血清抗体检测试剂,其中化学发光法目前正在申请国家批准用于辅助临床诊断。
"我们正在开发抗原检测方法."任莉莉说,目前,还没有基于这一原理的检测方法得到批准。它是一种直接检测病毒的蛋白质,希望能为病毒的早期诊断提供一种方便的方法。
现阶段,疫情正在许多国家蔓延,掌握病毒的突变特征是科研工作需要回答的另一个问题。“对于加载量非常低的样本,必须找到更有效、更快速的方法,以更有效地获得大量病毒基因组序列。许多中国科学家正在研究这个问题。”任莉莉表示,面对世界范围内迅速蔓延的新型冠状肺炎疫情,他希望通过对大量病毒的基因组分析,掌握其变化趋势,为疫情防控提供科学依据。
促进病毒种类的标准化,新的冠病毒将成为新的“保存物种”
由于中国在病毒保存系统的建设上起步较晚,过去一直进行病毒研究,病毒种类往往是从国外引进的。目前,中国正在进行病毒保存系统的建设,这项工作正在加速进行。
“在上级部门的支持下,我们目前正与兄弟单位合作,以提高药物品种的标准化水平。”任莉莉解释说,首先,有必要弄清楚什么样的有毒物种可以保存,而不是保存。其次,病毒种类的保存过程应该标准化。
“国际学术界认可的存管机构将像‘户口簿’一样,对药物品种进行详细登记。它清楚地说明了它是谁,基因组的特征是什么,滴度是多少,以及使用什么样的培养系统。”任莉莉表示,这些方面需要权威团队进行验证,以形成行业共识的指导方针和规范。
“这种新的冠状病毒最初是由中国研究团队分离出来的,可以用作模板来改进标准化过程。”任莉莉说,“病毒储存在图书馆后,应该定期复活和扩大,以确保其效价和活力。将来,无论是企业使用还是科研使用,都可以使用。这就是保存过程。”
从病毒的标准化管理和实际使用来看,病毒种类的标准化进程正在逐步推进,任莉莉的团队也参与了这些规范性文件的制定和推广。根据规定,新的皇冠病毒将成为新定居的“保存物种”。
与首次分离出的新冠状病毒相比,任莉莉认为,我国病毒种类的标准化更有意义,是一项“基石”工作,也是一项基本的战略储备工作。
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