“蝙蝠女侠”团队找出SARS病毒源头

石的研究团队目前正在加工样品。中国科学院武汉病毒研究所

红鼻菊头蝠，类非典冠状病毒的天然宿主。张，广东昆虫研究所研究员，照片

电子显微镜下的非典冠状病毒颗粒。中国科学院武汉病毒研究所杨兴楼博士

石的研究小组正在实地工作。中国科学院武汉病毒研究所

将15个蝙蝠传染性非典型肺炎样冠状病毒株的基因序列信息输入生物信息学衍生软件。这些基因序列在某些区域相似，在某些区域不同。

软件开始运行时，中科院武汉病毒研究所助理研究员胡(音译)独自坐在实验室的电脑前等待。几分钟后，一系列起伏的线条出现在电脑屏幕上。

这些线意味着在一系列重组之后，15种病毒中的一些病毒的基因组序列与导致非典流行的非典病毒的基因序列高度一致。

这15种病毒都来自中国云南的一个蝙蝠洞。

胡看到结果时很平静。他和研究小组在扩增了这些病毒的基因组并获得测序结果后，已经对目前的衍生结果进行了推测。在随后的小组会议上，胡29319向研究组组长石汇报了软件派生的结果。

2017年11月30日，研究小组关于非典冠状病毒来源推断的论文在公共科学图书馆在线发表。12月1日，《自然》杂志的新闻专栏报道了这篇文章。

"我们已经揭示了非典冠状病毒可能的重组来源."胡2931告诉中国青年报，中国青年在线记者。

蝙蝠是冠状病毒的天然宿主，灵猫也没有被冤枉。

十五年后，胡还记得2003年，那时他正在读高三。武汉夏天很热，但是人们外出时戴着厚厚的口罩。

“普通的面具没什么用。它们是一种心理安慰。”胡2931无奈地笑了笑，他回忆道。

直到今天，“非典”这个词仍然让经历过它的人感到害怕。

在北京市卫生和计划生育委员会公共事务部主任姚铁男的印象中，非典病毒只是“不着痕迹地”存在。

它于2002年冬悄然出现，2003年春爆发，“传染性强，传播快，死亡率高”。随着感染者的流动，它已经蔓延到全国各地，甚至全世界。*有24个省(自治区、直辖市)报告了非典病例。

世界卫生组织有史以来第一次发布了一项全球旅行计划，让人们谨慎出行。这种疾病被称为严重急性呼吸综合征。疫情持续了8个月，席卷了26个国家，感染了8096人，杀死了774人。其中，中国报告了7429例病例和685例死亡。从那以后，非典几乎消失了，也没有发生大的疫情。

"起初我们不知道病原体是什么。"胡2931说:

在实验室里，科学家们很忙。很快，从病人身上分离出一种病毒。它看起来像一个表面有许多规则排列的突起的皇冠。基因测序后，研究人员发现这是一种“我们从未知道的全新冠状病毒”它是从哪里来的？果子狸成了第一个“嫌疑犯”。

广东是一个野味消费大省，最初的案例包括品尝过野味的厨师和野生动物市场的交易员。在非典爆发之前，他们经常接触果子狸。

很快，研究人员从野生动物市场上的果子狸身上检测到了非典冠状病毒，“与人群中流行的非典病毒的全基因组序列有99.8%的一致性，两者高度相关”。研究人员证实，果子狸确实是传染性非典型肺炎病毒向人类传播的直接来源。

"然而，直接来源并不等于基本来源."胡2931向中国青年报、中青网记者解释说，要找到病毒的根源，最重要的是找到它的自然宿主。

根据胡2931，病毒也是生物。他们的目的不是杀死所有的宿主，而是“生存”有些宿主可以在体内长时间携带某种病毒，但它们不会因此生病甚至死亡，而是与病毒和谐共存。在整个人群中，类似的病毒有一定的自然感染率。这种宿主，生物学上称为自然宿主，就像病毒的“储存库”。

一系列动物实验证明，对人类致命的非典冠状病毒也能使果子狸生病。另一方面，对野生果子狸和养殖果子狸的大规模流行病学调查结果也表明，它们都没有感染非典病毒。果子狸只是中间宿主。

2004年，中国科学院武汉病毒学研究所研究员石和中国科学院动物研究所研究员张踏上了追踪非典冠状病毒源头的征程。20世纪90年代，澳大利亚和东南亚分别爆发了两种人畜共患病毒性传染病。基本来源来自同一种动物，蝙蝠。

“一种是从蝙蝠到猪，再到人。另一个中间宿主是马。这为研究团队追踪非典病毒的来源提供了可能性。非典的源头也可能是蝙蝠吗？”胡2931说:

蝙蝠对病毒研究人员来说有着特殊的地位。

他们的学名是翼手目。在哺乳动物中，它们是仅次于啮齿动物的第二大群体。它们的种类占哺乳动物种类的20%，在世界上分布广泛。菊头蝠是中国常见的蝙蝠种类之一。它以昆虫为食，平均寿命为25年。

蝙蝠也是许多病毒的自然宿主，包括埃博拉病毒、马尔堡病毒、狂犬病病毒、亨德拉病毒、尼帕病毒等。因为蝙蝠有特殊的免疫系统，携带病毒是罕见的。在漫长的进化过程中，蝙蝠已经成为数百种病毒的天然宿主。

研究人员开始追踪蝙蝠群体中非典冠状病毒的来源。研究人员石和张带领一个联合研究小组从广东、广西、湖北和天津的408只蝙蝠身上采集了肛拭子、咽拭子和血样。

在实验室里，研究人员测试了这些样本的抗体和核酸。他们在红鼻菊头蝠种群中检测到了非典冠状病毒抗体。已在不同地区的菊头蝠中检测到“遗传多样性类似于非典病毒的冠状病毒核酸”。样本中还有蝙蝠冠状病毒。全长基因组测序证明，它与能感染人类和灵猫的非典冠状病毒有92%的相似性。

2005年，这一发现发表在《科学》杂志上。“蝙蝠是与非典冠状病毒有关的一类冠状病毒的天然宿主。这些病毒被称为非典样冠状病毒，导致非典爆发的病毒也是这种冠状病毒家族的成员。”报纸上说。

“果子狸是人类感染非典病毒的直接来源。作为一个中间宿主，他们没有被冤枉。事实也证明，从野生动物市场上撤走果子狸确实在遏制疫情方面发挥了作用。但是说到根本原因，蝙蝠作为自然宿主更有可能。石老师的论文是我们研究非典冠状病毒的第一个里程碑胡2931说:

第一种活蝙蝠非典样冠状病毒已经被分离出来

确认蝙蝠是类非典冠状病毒的自然宿主，追踪源头的旅程才刚刚开始。

尽管基因组结构相似，但在一个关键基因上，研究小组当时发现的蝙蝠非典样冠状病毒与感染人类和灵猫的非典病毒非常不同。这个关键基因叫做穗蛋白基因，也叫“S基因”。

冠状病毒的S蛋白负责病毒与细胞表面受体的结合。受体结合后，病毒会侵入细胞并造成感染。病毒和受体的结合是特异性的。不同的S基因可能导致不同的病毒受体。这就像什么钥匙配什么锁一样。如果找不到可用的受体，病毒就不能感染细胞。因此，S基因在决定冠状病毒能感染哪些细胞、感染哪些宿主以及致病性方面发挥着重要作用。”胡2931说，“S基因是如此不同，以至于这些像非典一样的冠状病毒可能不会感染人或像非典一样的果子狸。”

除了S基因，还有几个不完全一致的附属基因。这表明以前发现的病毒与非典病毒的直系祖先之间有很大的差距。无法确认非典病毒的源头一定是蝙蝠。

为了找到更多的证据，研究小组继续在中国西南、南方、北方和中部郊区的野山上进行研究，远至*的墨脱和云南的西双版纳。团队成员罗冬生在过去两年刚刚加入采样团队。他回忆说，有一次他在一个下午爬了几座山，钻了七个蝙蝠洞。洞口很低，不得不向前爬行。

有时，蝙蝠洞位于附近的山上。直线距离只有几十米，但步行到那里需要几个小时。路上有许多荆棘。你需要刀子或锄头来修路。

更常见的情况是，罗冬生会趴在汽车的乘客车窗上，举起双筒望远镜面对车窗。当汽车在山路上行驶时，他需要判断哪里可能有蝙蝠洞。

作为项目负责人，石经常带领团队爬山打洞。取样通常是四人一组进行的。团队成员戴着N95口罩、手套、头灯和夹克，并在晚上在蝙蝠入口处设置了一个鸟网。晚上，他们从捕鸟网上捕获蝙蝠，并在野外的临时工作台上采集肛门拭子样本过夜。他们抓住蝙蝠，用浸泡在生理盐水中的棉签擦拭它，然后把它插入蝙蝠的肛门取样。

取肛门拭子后，蝙蝠将被释放。师老师一直坚持非侵入性取样，不解剖和杀死蝙蝠，同时也尽量减少取样时对蝙蝠的身体伤害罗冬生说道。一些蝙蝠种群数量很少，破坏性取样可能对整个种群产生毁灭性的影响。蝙蝠在维持生态平衡方面发挥着重要作用。杀死大量的蝙蝠会给生态系统造成巨大的损失。

尽管戴着手套，人类被蝙蝠咬伤的风险仍然存在。研究小组的成员范一碧画出了蝙蝠牙齿的长度。不久前，他的食指被蝙蝠咬了。

“在野外取样之前，我们会预先注射狂犬病疫苗。在蝙蝠携带的病毒中，这是最危险的。”祎凡说。

直到2011年，在云南的一个蝙蝠洞，研究小组终于找到了他们一直在寻找的线索。

“我们第一次从这个洞穴的样本中检测到了与非典病毒更相似的非典样冠状病毒S基因。尽管其他基因片段并不完全相同，但云南的这个洞比其他采样点更值得我们关注。”从今年开始，云南的这个蝙蝠洞被指定为长期采样点。

到2015年10月，石的研究小组将每年春秋两季去那里。

“春天是蝙蝠繁殖的季节，秋天是冠状病毒检测阳性率最高的季节。”胡2931解释道。

这个洞穴的温度约为22℃至25℃，湿度约为85%至90%。大量的菊头蝠栖息在这里。类似的蝙蝠洞在云南并不罕见。

黄昏时，研究小组将在洞穴的地面上铺一块布，收集第二天早上整夜收集的新鲜蝙蝠粪便。每个粪便样本重约1克，放入1毫升收集溶液中，带回实验室，并储存在零下80摄氏度的冰箱中..在实验室里，样本中的病毒核糖核酸被提取出来。

2013年，中国科学院武汉病毒研究所实验室从粪便样本中分离出第一株活蝙蝠传染性非典型肺炎样冠状病毒。它被命名为WIV1(WIV是武汉病毒研究所的英文缩写)。它比以前发现的任何其他蝙蝠非典样冠状病毒都更接近非典冠状病毒。正是类似的S基因使这种蝙蝠非典样冠状病毒能够使用与非典病毒相同的受体并感染人类细胞。研究结果发表在2013年11月的《自然》杂志上。

第二个里程碑已经设定。

非典病毒的起源问题终于可以得到解答了。

WIV1的成功分离使得世界各国科学家对非典病毒起源的分歧和争论“趋于一致”。这场持续多年的狩猎已经逐渐变得清晰——非典冠状病毒起源于菊头蝠。

「然而，在云南的这个采样点，我们并没有在蝙蝠中发现最直接的『沙士』病毒祖先。换句话说，我们还没有发现一种蝙蝠病毒在所有基因上与非典病毒高度相似。”根据胡2931的说法，当时整个证据链中仍然存在着信息鸿沟。

对云南这个蝙蝠洞的采样工作持续了5年，总共进行了10次。收集了64份蝙蝠粪便和肛门拭子样本。从这些样本中，研究小组成功分离出3种活病毒，并获得了15种蝙蝠传染性非典型肺炎样冠状病毒的全长基因组序列。

与导致非典流行的非典病毒相比，这15种病毒中有些具有高度同源的S基因，有些具有不同的辅助基因，有些具有高度相似的辅助基因，但S基因存在显著差异。

尽管没有一种病毒与非典病毒完全相同，但研究小组发现，在这15种病毒中，非典病毒的所有基因组成分都包括在内。

“我们已经考虑过这种蝙蝠携带的不同病毒之间发生基因重组的可能性，从而导致非典病毒。”胡2931说:

2016年2月1日，15种蝙蝠传染性非典型肺炎样冠状病毒基因信息的基因重组衍生在计算机上启动。最终结果证实了研究小组的推测。

“云南的蝙蝠洞就像一个非典样的冠状病毒基因库。无论是S基因、辅助基因还是非结构蛋白基因，非典病毒的所有基因组成分都可以在这个天然基因库中找到。”胡29319告诉《中国青年报中青在线》记者，“我们已经发现证据表明，这些蝙蝠传染性非典型肺炎样病毒基因组的多个位点频繁重组。通过进一步分析，我们推测当年导致疫情的非典冠状病毒的直接祖先可能是通过这些蝙蝠非典样冠状病毒的祖先菌株之间的一系列重组事件产生的。”

关于非典病毒起源的其余问题终于可以得到解答了。

该研究小组提出了一个猜想:15年前，非典冠状病毒的第一个祖先菌株出现在云南或中国西南的蝙蝠群体中。偶然地，病毒感染了野生果子狸，被感染的果子狸被人类捕获。携带病毒的蝙蝠也有可能接触了当地的果子狸养殖场。当果子狸到达广东的野生动物市场时，病毒在其体内经历了快速进化，并最终以非典病毒的形式进入人体。

然而，一切都只是猜测，15年前的进程无法恢复。

“这一发现提醒我们，必须减少对蝙蝠等野生动物栖息地的干扰，并消除野生动物市场的交易，这对于防止新传染病的发生至关重要。”香港大学微生物学家袁教授对这项研究发表了评论。

“蝙蝠携带的非典样冠状病毒需要我们的关注，但没有必要太紧张。只要我们与自然栖息地的蝙蝠保持一定的距离，蝙蝠传播病毒的可能性就非常小。”胡29319说，“还应该指出的是，中间宿主，即这些与人类接触较多的动物，往往在病毒从自然宿主到人类的传播链中起着关键作用。因此，不仅要与蝙蝠保持距离，还要停止食用野生动物，如果子狸，以最大限度地降低疾病爆发的风险。”

胡2931把病毒监测和病毒发现称为“上游病毒研究”，这可以为“下游”防控工作、诊断方法、疫苗研制等基础研究奠定基础。这一研究意味着仍有爆发新的冠状病毒疾病如非典的风险，这为相关疾病的预防提供了依据。

“这次发现的类似非典的冠状病毒的完整基因库可以让疾病控制专家使用软件来预先模拟尚未出现的、有可能出现的并能感染人类的病毒。我们可以提前研究疫苗和对策。”中国科学院院士、中国疾病预防控制中心主任高福告诉《中国青年报》和《中国青年在线》。

他称中国在非典疫情后的疾病控制和预防工作是一个“更大的进步”，“当中东呼吸综合征(中东呼吸综合征冠状病毒)疫情发生时，我们不像2003年，中东呼吸综合征很快得到控制。”

2003年5月9日，《*国务院令》(第376号)《突发公共卫生事件应急条例》发布，要求建立突发事件应急报告制度。各级*应当在接到报告后一小时内向国务院卫生行政部门报告“发生或者可能发生传染病暴发、流行”和“发现不明原因的群体性疾病”。

2005年，国家投资116亿元，建立了以疾病预防控制机构为中心的疾病预防控制体系，作为解决突发公共卫生事件的应急体系。

非典过后，北京各级疾病预防控制部门开始对突发公共卫生事件进行培训和演练。北京市卫生和计划委员会疾病预防控制部门建立了24小时传染病监测网络。2012年，北京投资1.75亿元，为全市两级疾病控制机构配备仪器设备。

高福认为，一流的疾病控制需要一流的科研成果来支撑，这体现在与疾病控制相关的基础研究和应用研究中。

说起石，他开玩笑说:“我们都叫她蝙蝠女，蝙蝠女。”