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全球通缉神秘病菌 中国为欧洲杀手画像

2011-06-22 08:02:00  来源:家庭医生在线论坛    转载

  农民正在遭受成百上千万欧元的损失,未被食用的蔬菜和水果堆积成山,798人的生命岌岌可危……如果再不揪出元凶的话,这场现代史上规模最大的大肠杆菌相关类疫情,难以想象还会引发什么样的后果。

  从5月中旬开始,一种罕见的大肠杆菌变种从德国蔓延至整个欧洲。这个最初被认定为“肠出血性大肠杆菌”(ehec)的杀手,导致患者出现腹痛腹泻、发烧和呕吐等症状,严重者会发展成为溶血尿毒综合征,危及生命。

  由于起初误认为疫情源头是黄瓜、西红柿等蔬菜水果,酷爱沙拉的欧洲人面对生菜时不得不犹豫了,这导致无辜的菜农损失惨重;另一方面,疫情引起了国际关系的极度紧张,本月初,俄罗斯宣布禁止从所有欧盟国家进口新鲜蔬菜,引起了欧盟强烈抗议。

  正当人们对无名杀手一筹莫展时,中国科学家却在短短三天的时间内,勾勒出它的面目及作案特征,并提供快速判定罪犯的方法。

  6月2日,深圳华大基因研究院和德国汉堡-埃普多夫大学医学中心联合宣布,对病菌全基因组序列的分析显示,导致近期德国肠道病感染疫情的病菌是一种兼具侵袭、产毒和肠出血等特征的新致病性大肠杆菌。

  “这次和中国的合作很偶然,却是我们的转机我们的运气到了。”德国汉堡-埃彭多夫大学医学院医学博士、参与此次德国大肠杆菌疫情研究小组的研究成员莫里茨·亨奇克在接受中国青年报采访时说。

  德国方面用“全情投入、异常高效、能力超群、速度惊人”来形容中国合作伙伴

  从5月15日袭击一位来自德国北部城市迪普霍尔茨的83岁老太太开始,杀手以令人难以想象的速度肆虐。根据世界卫生组织(who)最近提供的信息,疫情蔓延至包括法国、英国、西班牙等欧洲11个国家,甚至还漂洋过海到了美国。

  德国负责监控全国疫情的罗伯特·科赫研究所6月17日公布的疫情通报显示,这个面目模糊的杀手在一个多月的时间里夺取了38人的生命,致使3408人感染,其中798人发展为溶血性尿毒综合征,生命岌岌可危。

  大肠杆菌是人类肠道菌群的正常组成部分,在通常情况下对人类没有危害。但某些变种如肠出血性大肠杆菌,就会导致严重的疾病。在世界各地,每年都会有肠出血性大肠杆菌病例的出现,有时候也会出现溶血性尿毒综合征甚至死亡案例,但是影响都远远低于这次德国疫情。

  或许因此,杀手的出现让德国措手不及,尤其是参与此次研究的德国汉堡-埃彭多夫大学医学院教授罗德。作为细菌专家,他发现不同于传统意义上的“肠出血性大肠杆菌”病例,这种病菌还会攻击患者的神经,导致患者出现语言表达障碍、健忘、严重癫痫甚至昏迷的症状。除此之外,患者主要是20岁以上的成年人,特别是女性,而不是以往病例中常见的儿童。

  正当罗德为突如其来的疫情忙得焦头烂额时,他在餐厅里遇到了刚刚出差归来的中国博士后研究生杨亮。

  这个正在联系基因组测序事宜的中国学生,给导师出了个主意:联系中国华大基因研究院做基因组测序,这家研究机构不仅是全球最大的基因排序和研究中心,而且刚刚上马了最新的测序平台。

  “之前我们听说过华大基因,知道它是一个在基因组测序方面有很强的研究能力和丰富研究经验的机构,但是直到杨亮提议前,我们都还没有真正考虑过合作。”亨奇克说。

  一场跨国合作就此开展。5月30日,德国方面选取的最具典型性的样本快递到了深圳。“接到样本后我们马上开始着手测序以及数据分析。”中国深圳华大基因研究院发言人杨碧澄向中国青年报介绍说。大约十几位、平均年龄25岁的华大基因研究人员参与了此次研究。

  “每个人都把这件事情作为第一优先级,常常会熬夜研究到第二天早上,连端午节都没有放假。”参与其中的研究人员李俊桦说,“这件事情很重要,一刻也不能耽搁。”

  这种快速的反应机制,让西班牙一家负责对该杀手基因组序列进行自动分析的生物信息公司工作的研究员玛丽娜·曼瑞奎赞叹不已。她在接受中国青年报采访时评价说:“华大的优点之一在于,即便是周末联系他们,也能迅速得到回复。这种随时待命的高效回复对于疫情相关工作至关重要。”

  德国方面对这次的合作也是赞许有加。亨奇克用了四个词来形容这个中国合作伙伴“全情投入、异常高效、能力超群、速度惊人”。

  “一切出乎我的意料,对我来说,这是一个惊喜。”罗德说。

  下一页:“粽子版基因组图谱”彻底揭开杀手的老底

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  “粽子版基因组图谱”彻底揭开杀手的老底

  在完成基因组测序和数据分析后,华大基因研究院更新了一份基因组序列图谱,这意味着调出了杀手的档案,彻底揭开了对方的老底。这份出台于端午节的图谱,又被戏称为“粽子版基因组图谱”。

  华大基因研究院还研制出了诊断试剂盒。使用这种方法,可以将需要两三天的检测过程缩短为两三个小时,这可以“给全球范围内的病情诊断、疫情监测和污染源调查提供支持”。

  “粽子版基因组图谱”展示了杀手的全部案底:这种病菌是两类致病基因结合在一起的综合体,即来自肠出血性大肠杆菌和肠黏附性大肠杆菌(eaec)的致病基因。

  作为杀手的第一个凶器,肠出血性大肠杆菌攻击血液中的红细胞,造成红细胞溶解、微血管阻塞等,会导致急性肾衰竭。另一大凶器肠黏附性大肠杆菌则有利于病菌在肠细胞上附着,从而使其能在肠道内宿居更长时间,延长了攻击红细胞的时间,造成更大的破坏。

  “这二者的结合可能导致了这个病菌有如此强大的攻击性。”亨奇克说。鉴于此,德国哥廷根大学的研究人员建议将杀手更名为“肠聚集黏附性大肠杆菌”。

  更可怕的是,它还具有强悍的防御能力。它含有对包括头孢菌素、青霉素和链霉素类抗生素的耐药基因,会导致部分抗生素治疗无效。“它既有矛又有盾,一方面可以使用毒力基因去释放毒力,另外一方面它对药物还有抗生素会有防御性,能对自己进行一些保护。”杨碧澄解释说。

  不过,对于致病基因的致病机理,比如它是怎么样把毒素释放出来,以及怎么样去控制它,还需要更多的实验和研究。

  这或许要从杀手的祖先株上寻找突破。根据“粽子版基因组图谱”的分析,2001年的欧洲分离株很有可能是这个杀手病菌的直系祖先。如今这位杀手之所以拥有如此强大的能力,也许是因为经过10年的进化,获得了一些新的基因,从而具有了耐更多种抗生素的能力。

  “基因组测序和数据分析帮助我们进一步界定,哪些基因是造成肠出血性大肠杆菌的必要基因,也有助于了解病菌的演变情况,还为我们研制疫苗提供了帮助。这些研究将会有助于我们最终得出有针对性的治疗方案。”亨奇克说。

  下一页:全世界科研工作者第一次一起研究同一个病菌

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  全世界科研工作者第一次一起研究同一个病菌

  这并不是中国科学家第一次在世界范围内的疫情研究中发挥作用。在2003年爆发的严重急性呼吸道综合征(sars)疫情中,华大基因研究院也参与了基因组测序,并很快研制出诊断试剂盒。但sars在三四个月以后才研究出有效抗体,这一次年轻的中国科研人员们“争分夺秒”,希望抢在杀手之前占领领地。

  “疫情爆发的时候,时间是最重要的。”杨碧澄说。当中国科研工作者找到杀手病菌的基因组图谱后,“想到的第一件事情就是马上公布到网上”。

  这正是对付杀手的另一个法宝合作。当中国科学家得出基因组序列后,立即使用facebook、twitter、博客等沟通手段和全世界的科研工作者一同探求杀手的起源与应对。

  亨奇克认为这次的基因组测序研究是一次名副其实的国际合作,“德国提供样本,中国以惊人的速度完成了测序,得到基因组序列后,中国、德国、法国等国的研究人员对数据进行解读和分析。”《科学》杂志也在最新一期发表文章,介绍全球科学家共同研究致病大肠杆菌病菌基因组序列的过程,其中特别提到了中国科学家的高效工作。

  “这应该是全世界科研工作者第一次一起研究同一个病菌。”杨碧澄说。

  “我们最欣赏华大的一点在于,他们第一时间公布了基因组序列原始数据,此前没有任何一个机构这么做过。和所有人共享这份价值重大的信息,中国是第一个。到目前为止,也只有华大基因对外公布了所有原始数据。”曼瑞奎说。

  近期德国疫情已有明显减缓迹象,患病人数大幅减少。根据中国卫生部最新发布的公告,虽然中国对外交流人员往来频繁,存在输入性疫情发生的风险,但是截止目前,中国境内尚未有病例报告。

  但是,情况依然不容乐观。根据6月20日的信息公布,肠出血性大肠杆菌可能已通过感染者的排泄物进入河流等周边环境,调查人员在德国黑森州一条小溪中检验出了致病菌株,而且已被证实存在人际传播的情况,这可能会带来更大的危机。

  对于缉拿杀手病菌的健康警察们来说,或许非典的先例可以提供启示。“现在的情况和sars疫情有不少相似之处,比如无法完全确定传染源、暂时没有疫苗和治疗方法。”亨奇克说,“直至今日依然没有有效治疗sars的方法,但是疫情却早已依靠消毒、隔离等手段得以遏制。也许德国大肠杆菌疫情也可以通过国家和卫生官员及时的协调和干预,在没有治疗方案的情况下阻止疫情的扩散。”

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(责任编辑:尹浩 )

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