55年前的人類如何確診冠狀病毒?人體實驗現在還可行嗎?
2016年希臘雅典的Hygeia醫院急診室接診了一名45歲的教師。這位教師既不吸煙也沒有嚴重的健康問題,但她卻出現了不同尋常的症狀:39.4度高燒、乾咳和嚴重的頭痛。當急診室醫生為她檢查時,注意到她呼吸時左肺下端存在異常病變。
譯者註:COVID-19疫情的爆發讓我們對新型冠狀病毒這個詞語耳熟能詳,但多數人可能不知道的是,新型冠狀病毒只是冠狀病毒家族中比較危險的成員之一。還有很多不為人知的冠狀病毒,或險惡或溫和,肆虐於人間……
看到這裡,你可能會認為這是新冠病毒患者,實錘了。別急,先看看醫生的診斷。
被誤診的冠狀病毒感染者
醫生經過診斷認為這是細菌性肺炎,因此採用了抗生素治療。但在接下來的兩天裡,這位女士的病情出現了惡化,而且實驗室測試的結果為陰性。當她出現呼吸衰竭時,醫生為她增加了氧氣並使用了新的藥物。
為了找到幕後真兇,她接受了各種各樣的測試,完全做了一次“小白鼠”。這些測試針對的是各種各樣的流感菌株,包含會引起軍團病、百日咳和其它嚴重呼吸道疾病的細菌。但幾乎所有的結果都呈陰性,就像SARS(非典型肺炎)和MERS(中東呼吸綜合徵)的測試一樣。
事實上,醫生只發現一項檢測結果為陽性,感到驚訝的醫生再次進行了檢測。最終的測試結果表明病人感染了一種常見但卻難以琢磨的病毒,即229E。這種病毒是有史以來發現的第一種人類冠狀病毒。事實上,這位教師病情的嚴重性,讓發現這種病毒的研究人員也感到驚訝。前所未見!
不斷被發現的冠狀病毒
研究人員一直在尋找引發普通感冒的病毒。在20世紀中期之前,科學家們已經找到了分離部分病毒的技術,但他們的研究也留下了許多種類不明的病毒。科學家們估計,大約35%的感冒患者攜帶著他們無法識別的病毒。無法識別意味著無法對症下藥,這也是科學家們無法忍受的事情。
於是,在1965年,芝加哥大學的研究人員桃樂茜•哈姆雷將這一醫學空白視作一項挑戰。當她對感冒學生的培養組織進行研究時,成功發現了一種新的病毒,也就是後來被稱為229E的病毒。
與此同時,由大衛•泰瑞爾博士領導的一個英國研究團隊在普通感冒的研究中有了發現。他們也分離出一種新的病毒。當泰瑞爾的團隊在電子顯微鏡下檢查它時,他們發現它很像20世紀30年代從患支氣管炎的雞身上分離出來的病毒。這是一種冠狀病毒,也是第一種被證實可以感染人類的病毒。
哈佛醫學院的研究員肯•麥金托甚博士說:“動物身上有許多非常重要的病毒。有一種病毒被稱為鳥類支氣管炎病毒。它們的發現具有非常重要的商業意義,而且可以通過疫苗預防病毒感染。”
今天進行的生物研究有嚴格的限制和安全程序,但在半個世紀前的研究更加自由和寬鬆。當時的一份報紙報導了泰瑞爾團隊的發現,而且他們藉助的是人體實驗。現在想做臨床,可能幾十年的準備也不一定能行。
泰瑞爾的團隊則沒那麼多顧慮,他們首先確保自己提取的病毒並不存在於他們打算實驗的測試者鼻子內。然後他們把病毒樣本轉移到113名志願者的鼻子裡,最終只有一個人患上感冒。
哈佛醫學院的研究員肯•麥金托甚博士所在團隊發現了OC43
在哈姆雷和泰瑞爾發現這個問題的時候,美國國立衛生研究院的金托甚博士所在的研究團隊也在研究普通感冒的病因。他的研究團隊發現了一種被稱為OC43的病毒,這是另一種導致呼吸道感染的常見人類冠狀病毒。
直到1968年冠狀病毒這個術語才被創造出來。原因很簡單,在電子顯微鏡下冠狀病毒的冠狀表面與太陽的日冕層極其相似。
溫和的229E 、OC43 ,兇猛的SARS
當時諸如229E和OC43等新型冠狀病毒的發現引起了媒體的極大興趣時。一篇文章大膽地宣稱“科學已經使最終治愈普通感冒的機會增加了兩倍”。事實證明,當時的媒體過於樂觀了。
據麥金托什回憶,直到2003年非典爆發,科學界才開始重新積極關注冠狀病毒的研究。因為229E和OC43對人的影響相對溫和,醫生可以像對待其它病毒性感冒一樣治療它們。退燒藥加止咳藥,再偶爾喝一碗雞湯,就可治愈。但其它冠狀病毒來勢洶洶。
曾經對SARS和MERS進行過研究的韋恩•馬拉斯科博士正在研究一種可以對抗COVID-19的疫苗。
2003年非典爆發始於中國,最終蔓延到29個國家。儘管這種疾病最終被證實只感染了8096人,但卻導致了774人死亡。這一驚人的高死亡率讓研究人員重新研究了病毒的種類。麥金托甚博士回憶道:“當SARS病毒襲來時,冠狀病毒的研究突然發生了變化,變得更廣、更技術化。”
從那以後,研究人員又發現了另外兩種同樣導致感冒的冠狀病毒:NL63和HKU1。直到2012年,也就是229E被發現的近50年後,它的完整基因組才被確定。與此同時,一些病例報告顯示,229E可能會導致免疫功能低下的患者出現嚴重的呼吸道症狀,但對大多數健康人來說,其影響主要局限於感冒,當然這也得益於強大的個人免疫力。
儘管自SARS爆發以來,研究人員對冠狀病毒進行了嚴格的審查,但我們仍然並不完全清楚SARS-CoV-1、MERS-CoV和SARS-CoV-2這三種病毒為何會導致更嚴重的症狀而且死亡率高,而其它四種已知的人類冠狀病毒則要溫和得多。(注:世衛組織將新型冠狀病毒感染的肺炎命名為COVID-19;國際病毒分類委員會將新型冠狀病毒命名為SARS-CoV-2。)
研究人員已知的冠病毒種類
229E:芝加哥大學的研究人員在1965年發現的,它是能夠引起普通感冒的冠狀病毒之一。
OC43:美國國立衛生研究院的研究人員在1967年首次發現,它也能夠引發感冒,而且很可能是在18或者19世紀從牛傳播給人類的。
HKU1:這種冠狀病毒於2005年在香港發現,可引起呼吸道感染,與感染小鼠的冠狀病毒相似。
NL63:NL63是於2004年在荷蘭發現的,可導致輕度或中度上呼吸道感染和較嚴重的下呼吸道感染。
SARS-CoV-1:這種病毒導致了2003年SARS的爆發,全球共有8096人感染,774人死亡。
MERS-CoV:這是2012年首次發現的最致命冠狀病毒。雖然只有2494例確診病例,但已造成858人死亡,病死率為37%。
SARS-CoV-2:它是此次冠狀病毒爆發的真正幕後黑手,2019年在中國武漢首次被發現。
事實上,這些病毒都有一個共同點:蝙蝠。所有已知感染人類的冠狀病毒似乎都起源於蝙蝠。然後,病毒通常會傳播到另一種動物,也就是中間宿主,最後才傳播到人類。以OC43為例,它是由牛傳染給人類的,可能從18世紀就開始傳播了。而MERS-CoV病毒則是通過駱駝傳染給人類的。中間宿主動物也被懷疑能夠傳播其它人類冠狀病毒,其中就包括SARS-CoV-2。
冠狀病毒還有諸多秘密等待我們揭開
幸運的是,那位希臘教師最終從疾病中康復了,而且從未使用過呼吸機。在她痊癒兩年後,肺部掃描結果表明她的肺部已經恢復正常。儘管如此,大多數人認為“只是感冒”的嚴重症狀反應突出了應對冠狀病毒最困難的一個方面:它們可能引發大量症狀,而且會對整個人類的健康產生廣泛的影響。
波士頓德納法伯癌症研究所的研究員韋恩•馬拉斯科博士研究過SARS、MERS和COVID-19,他說:“如果你看一下目前爆發的疾病現狀,就會發現有些人沒有症狀,有些人卻因此死亡。”
麥金托甚博士懷疑,冠狀病毒會繼續困擾研究人員。首先,因為冠狀病毒大而復雜的,其次它們可以相對容易地在遺傳水平上發生改變。他指出,這些病毒也可以很容易地在同一細胞內重新組合,這種突變很可能導致了SARS和COVID-19的大爆發。
麥金托甚博士說:“冠狀病毒擁有所有動物病毒中最大RNA基因組,它有很多我們未知的秘密。”科學最終會為我們揭開其中的秘密。