舌尖上的“战役”


 非洲猪瘟病毒整体结构(左:5层切面图;右:衣壳层整体结构)

  ■本报记者李晨阳

  猪肉涨价,贯穿了中国人整个2019年的记忆。原因之一是,已有百年历史的非洲猪瘟病毒,近一年多来突然加快了传播步伐,给国家带来巨大的经济损失,也深刻影响了人民的生活。与此同时,我国科学家展开了一场与病毒赛跑的攻坚战,并在短短一年中取得了举世瞩目的研究成果。

  “二师兄的肉又涨价了。”这句略带辛酸的调侃,贯穿了中国人整个2019年的记忆。对在中国科学院生物物理研究所(以下简称生物物理所)做博士后的曹磊来说,这份记忆尤为深刻。

  他的老家四川正是非洲猪瘟疫情的“重灾区”之一,乡亲们养的猪大批染病死亡。跟家里人打电话时,他常常听到那句急切的询问:“你们研究得怎么样了,有办法了吗?”

  曹磊是生物物理所饶子和院士和王祥喜研究员团队的一名成员。2019年10月18日,这个团队联合中国农科院哈尔滨兽医研究所(以下简称哈尔滨兽研所)所长步志高团队,宣布首次解析出了非洲猪瘟病毒颗粒的精细三维结构。相关论文当日发表于《科学》,引起世界广泛关注。

  科学家联盟,集结!

  自2018年8月3日农业农村部通报我国首例非洲猪瘟疫情以来,病毒很快传播到全国大部分地区,造成了巨大经济损失,也影响到无数中国人的生计和生活。

  “非洲猪瘟病毒是一个十分巨大、复杂的病原体。”王祥喜对《中国科学报》说,“我们认为我们做这项工作应该有些优势。”近6年来,饶子和/王祥喜团队解析了20余种全病毒颗粒的原子分辨率结构。其中,2018年解析的单纯疱疹病毒直径达到125纳米,是当时人类解析出高分辨率结构的最大病毒之一。

  中国科学院院士、生物物理所研究员饶子和马上联系当时唯一具有研究非洲猪瘟活病毒资质的科研机构——哈尔滨兽研所,提出开展相关合作。“步志高所长很快就同意了。”

  在科学家们自发出动、各展其能的同时,中国科学院、中国农科院等大型科研机构也在集中部署,统筹组织,迅速启动针对非洲猪瘟的科技协同攻关。

  在来势汹汹的疫情面前,中国科研界与时间赛跑,取得了一系列世界领先的关键性成果。

  2019年3月,哈尔滨兽研所宣布,成功分离出我国第一个非洲猪瘟病毒毒株。5月,该所宣称创制出自主研发的非洲猪瘟候选疫苗。领衔这项研究的步志高向《中国科学报》介绍,近几个月来,这种双基因缺失弱毒活疫苗已完成了系统的实验室安全性评估与有效性试验,重点突破了疫苗规模化生产的重大技术瓶颈,完成了GMP条件下的中间产品制备和检验,近期已向农业农村部提出生物安全评价申请,有望进入临床试验。

  步志高表示,科研团队对老百姓寄予的厚望感受深切,未来将继续稳步推进疫苗研发工作。

  “非洲猪瘟至今已有百年历史,但此前积累的研究成果并不丰富。中国科学家在一年多的时间里就研究到如此深入的程度,是不简单的。”饶子和对《中国科学报》说。

  这些成绩既反映了生命科学技术的迅速发展和我国综合科研实力的提升,也是我国大力支持基础研究的硕果初现。

  四大方向全面进击

  近期,王祥喜对国内部分科研机构的相关工作进行了调研。他介绍,当前我国的非洲猪瘟研究已经形成了较为完善的体系和梯队,至少包括四大板块:基础研究、预防控制、疫苗研发和抗病猪育种。

  在取得双基因缺失弱毒活疫苗和病毒颗粒结构解析等阶段性成果后,研究人员再接再厉,继续攻坚。

  2019年10月底,饶子和/王祥喜团队进一步发现了非洲猪瘟病毒的4个重要抗原表位,为新型猪瘟病毒疫苗的研发提供了更多依据。

  与此同时,南开大学饶子和/郭宇团队针对非洲猪瘟病毒多个关键酶类开展了结构与功能的研究。其中,针对非洲猪瘟病毒复制过程中的关键酶dUTPase,该团队与中国科学院院士、中国疾病预防控制中心主任、中国科学院微生物研究所研究员高福团队分别发表了各自的研究成果,揭示了非洲猪瘟病毒结合药物的潜在位点,为研发有效药物提供了宝贵的“钥匙”。

  中国农科院则针对疫情防控与复养技术全力以赴展开攻关:上海兽医研究所研发了多种非洲猪瘟快速诊断与检测技术与产品,解决非洲猪瘟诊断技术的产品化和市场化、现场快速诊断技术缺乏等问题。兰州畜牧与兽药研究所从彻底灭杀非洲猪瘟病毒的需求出发,验证筛选出具有高效杀灭作用的市售常用消毒剂,研制了新型绿色特效消毒剂,提出了科学、规范的消毒规程。哈尔滨兽研所联合大北农集团,共同研究建立了全流程猪场复养技术体系并推广应用,形成了“规模化猪场生物安全防控技术”要点,指导猪场开展复养工作。

  “目前国内关于非洲猪瘟的科研布局比较全面,工作主持也比较有序。特别是跨单位开展合作和成果及时共享的机制,有力推动了研究进程。”饶子和说。同时他指出,在科研人员热情高涨的同时,也难免出现盲目重复、资源浪费等现象,希望在即将到来的2020年形成更加合理高效的研究格局,为遏制非洲猪瘟疫情作出更切实的贡献。

  一个简单的信念

  自1909年首次被发现以来,非洲猪瘟病毒与人类已经缠斗了百年之久。中国在一年多的时间取得一系列重大科研突破,固然值得骄傲,但其中也有无奈。

  中国是生猪养殖第一大国,对非洲猪瘟的防控经验却是从零起步。而国内养猪业散户众多、私宰屠场长期存在的局面,以及生猪调运的特殊传统等,都给非洲猪瘟传播打开了便利之门。非洲猪瘟在中国大地上前所未有的肆虐速度,给人们带来的巨大损失和焦虑,都成了中国科技工作者的压力和动力。

  在开展非洲猪瘟病毒解析工作的动员会上,饶子和大声对团队里的每一个成员说:“我们要像2003年非典时期一样,应国家之急,解国家之难,全力以赴打好这场攻坚战!”

  非洲猪瘟病毒直径高达260纳米,是之前解析的“大块头”单纯疱疹病毒的两倍还多。这给数据收集带来了极大挑战。上海科技大学在生物冷冻电镜机时非常紧张的情况下,全力支持饶子和/王祥喜团队的工作。研究团队在电镜平台上连续进行了4个月高质量的数据收集,获得了超过100T的海量数据。有国外同行和饶子和打趣道:“只要你们开始做了,我们是一定跑不赢的。”

  “连续4个月大开绿灯的机时,除了中国,在世界上任何一个地方都不可能实现。”饶子和说,“我们不仅有世界领先的设备资源,还有全世界一流的大动物P4实验室、一流的蛋白质设施和一流的技术团队。多年来我国在基础研究上的投入,终于在这次事件中发挥了优势,成就了基础研究面向国家重大战略需求的一个典型范例。”

  “我们还有非常勤奋、优秀的年轻人。”饶子和饱含深情地说。这些年轻人在过去一年多的时间里,昼夜兼程地奋战在科研一线,用知识和技术与猖獗的非洲猪瘟病毒赛跑。

  2019年2月初的一天,王祥喜早上乘飞机前往上海指导数据收集,夜里乘出租车赶回北京,驶出高速公路收费站时得知已经免费通行了。“我这才意识到,现在是除夕,要过年了。”

  这一年的春节,这个科研团队的6个年轻人都没回家,两个在北京,两个在哈尔滨,两个在上海。“连吃饺子都凑不成一桌。”王祥喜笑道。

  论文上没有署名的曹磊甘作幕后英雄,在上海帮忙收集数据。“在我老家,散户饲养的猪大多遭受了灭顶之灾。我把掌握的知识讲给我姑姑,指导她如何防控、如何消毒、如何管理,帮她保住了80%的猪,也向更多父老乡亲传播了经验。”他说,“我只是有一个很简单的信念:科学在这里面是能做很多事情的。”

  来源:科学网

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