【科技改變世界 – 科普論壇】預防下一場全球瘟疫，科學家已經在行動（下）
如何將潛在的大流行及時扼殺在萌芽階段？對於這個問題，科學家們大開“科學腦洞”，貢獻出以下幾樣“法寶”：
廣譜冠狀病毒疫苗
實驗室培養類器官
繪製病毒分佈圖
來源：《返樸》（微信ID：fanpu2019）
撰文丨David Cox
編譯丨小葉
2020年，新冠疫情讓全世界的人們感受到了致病病毒帶來的恐怖危險。全球科學家爭分奪秒，與病毒賽跑，希望早日終結疫情。與此同時，還有一批科學家已開始未雨綢繆，為了防止未來再次發生同樣的全球悲劇，他們貢獻出新奇又實際的思路。
（續上期）
思路二[2]
實驗室培養類器官
當下的新冠疫情同樣給類器官提供了發揮的舞臺。通過讓腸道類器官感染新冠病毒，Clevers發現，病毒能夠輕易感染腸道，引起噁心和腹瀉；其他科學家則複製血管系統，調查病毒如何利用人類ACE2蛋白在血液中傳播。
除此之外，類器官也用於評估致病病毒。其中一個重點研究方向就是評估混合流感病毒的危險等級。流感病毒常常來自豬或者鳥類，會與人類病毒株交換基因，從而生成新病毒株。Clevers與香港大學合作，建立了一套預測系統，通過讓病毒感染肺類器官，確定病毒對呼吸系統的破壞程度，來預測病毒的致命程度。Clevers警告說：“一種危險的新型流感遲早會出現在東亞地區。”
蝙蝠等生物身上攜帶著多種病毒，雖然其中很多目前還無法感染人類，但這不代表未來不會，有些病毒可能只需要一點點突變，就能成功與人類細胞結合了。因此，Clevers還專注于在實驗室培養此類病毒，檢測、尋找可能有效的藥物和疫苗，以防萬一有一天這些病毒侵襲人類。而實現這一目標的方法，就是培養來自上述動物的類器官。
他們已經成功地用動物器官幹細胞培養出相應的類器官，甚至還製造出了蛇毒類器官。不過，這樣的研究有著不可忽視的風險。經過千百萬年的演化，像蝙蝠這樣的生物本身已經有一套強健的免疫系統，能夠將病毒困在體內，與之共存。但是，生長在培養皿中的類器官並沒有這樣的保護措施。也就說，展開這類實驗的實驗室必須是四級生物安全級別（BSL-4）實驗室。BSL-4實驗室有自己的空氣供應系統，且整個實驗區域受到安全氣閘的保護，研究人員必須穿上特別防護服才能進入（詳見《專家講解新型冠狀病毒的檢測》）。Clevers表示：“我們的一舉一動都要萬分小心，確保不讓培養皿中的任何病毒逃逸出去。”
除了Clevers和他的團隊之外，還有一名類器官科學家在密切監測已知的危險病毒，觀察它們在氣候變化等因素的調控下，如何在全球人口密集地區傳播。2020年8月，奧地利分子生物學家Josef Penninger啟動了一項名為“MAD-CoV 2”的研究，旨在使用人類肺類器官確認一系列不同病毒的潛在藥物靶點。人類的肺類器官上覆蓋著成百上千的細胞，在接觸病毒之後，研究人員觀察那些活下來的細胞，以找到能阻斷特定病毒株的突變。
Penninger不僅研究新冠病毒，還研究漢坦病毒。漢坦病毒常見於熱帶地區，能致人死地，隨著全球氣候變化，它逐漸傳播到更多地區。幾年前，Penninger幾乎找不到任何資助經費支持MAD-CoV 2，而去年的新冠疫情改變了政府和企業的想法。用Clevers的話來說，疫情讓政府算清了大流行病會給經濟造成多大損失，而相比之下，投入一個防患於未然的科學項目，建造高級別的生物安全實驗室，這些所需要的資金可謂九牛一毛。
思路三
繪製病毒分佈圖
在地球上，與我們人類共存的病毒，可能要比天上的星星還多，科學家們估計數量約為1030，僅一小勺海水中可能就包含了1000萬種病毒。
要追蹤每一種可能的人畜共患病毒，聽上去是不是不可能？然而，世界上還真有一群科學家打算這麼幹。
野生動物流行病學家JonnaMazet在過去十年內一直領導著PREDICT項目。該項目由美國政府資助，致力於發掘能夠引發大流行病的病毒。從2009年到2019年，團隊利用最先進的下一代測序技術，發現並測序了超過1000種病毒，它們無處不在，從泥泊爾的大米到非洲獅子山（Sierra Leone）的貧民窟。
雖然團隊遺漏掉了新冠病毒，但Mazet在2018年合作撰寫的世界衛生組織簡報中，已提前發出預警：“我們尚未充分準備好應對下一場病毒疫情的暴發。”如今，全球病毒組項目（Global Virome Project，簡稱GVP）接替PREDICT的研究目標，擴展研究範圍，計畫繪製出全球每一種潛在的人畜共患病毒的分佈圖譜，每一種能夠攜帶人畜共患病毒的哺乳動物和禽類分別提供1000到2000份個體樣本，供研究人員分析調查。
Mazet承認，GVP項目規模大得讓人生畏，但實際上背後有著精密的實施策略。在每一個大洲，研究人員會建立數學模型，包括病毒熱點區域，以及病毒隨時間而演化的方式，隨後展開區域採樣。
同樣參與GVP項目的電腦科學家Noam Ross解釋說，一個地區之所以能夠成為人畜共患病毒聚集地（熱點區），往往具備三個主要驅動因素：①哺乳動物種群的高度多樣性，②氣候變化模式，③以及活躍的土地使用變化。
動物多樣性導致病毒多樣性，在同一片棲息地內生活著各種類型的物種，那麼病毒很容易在這些物種間跳來跳去，因而也更容易跳到人類身上。氣候變化驅使動物種群向更適合生存的地區遷移。而人類工業和農業活動改造土地，令人們更接近豐富的物種。
Ross還使用衛星和氣候資料，來預測哪些地區有可能成為病毒熱點地區。與此同時，地面的科學家展開人類血清採樣調查，尋找其中的抗體，因為抗體資訊能夠告訴我們當地人正在重複接觸哪些病毒。
除了PREDICT項目和GVP項目之外，不少國家已經啟動了自己的病毒分佈圖繪製項目，但規模縮小了不少，往往集中在特定的病毒種類上。例如，中國農業大學一直在尋找新的豬流感或者禽流感病毒株，他們用拭子檢測了全國各地屠宰廠內數以萬計的動物，試圖發現具有大流行潛力的新病毒株。
美國蒙大拿州立大學（Montana State University）的傳染病生態學家Raina Plowright專門研究孟加拉和迦納的蝙蝠種群。如今，Plowright正致力於檢測蝙蝠的行為變化，借此發現它們是否在傳播病毒。
去年暴發的新冠疫情給人類敲了一記響亮的警鐘，應對疫情的代價極為慘重。“小精靈們”已經從瓶子中跑了出來，現在，我們必須得努力將潛在的大流行病及時扼殺在萌芽階段。
(全文完)
編譯來源：https://www.wired.co.uk/article/next-pandemic
