埃博拉:非洲死神的前世今生

今年3月份,扎伊尔埃博拉病毒疫情在西非暴发,感染及死亡人数都达到历史最高。扎伊尔埃博拉病毒通过体液接触传播,中国民众当前无需对此感到恐慌。

2014年7月份以来,“埃博拉”这个词越来越频繁地出现在公众面前。“埃博拉病毒”这种来自黑非洲的死神,似乎正展翅降临在人们的面前。至少在4月份,这场瘟疫已经在西非一些国家造成了数十人死亡。7月29日,领导塞拉利昂对抗有史以来最严重一次埃博拉疫情的医生舍克·汗(Sheik Umar Khan)感染埃博拉病毒逝世,引起世界性的哀悼。30日,有消息称,香港发现“埃博拉”疑似病例,尽管此时很快被正式排除,但依然引起了中国民众的广泛恐慌。实际上,这一次来袭的扎伊尔亚型埃博拉病毒靠体液接触传播,传播途径易隔断,与此同时,各国都在加强监测与感染控制,中国民众无需对此过分恐慌。

来自岛国的死疫

1989年10月4日,美国弗尼吉亚州雷斯顿城的灵长类动物检疫中心接收了来自菲律宾马尼拉附近热带雨林的100只猴子。这些猴子将被用于药物和疫苗研究,但首先,它们会被隔离饲养,以保证身上没有危险的病原体。谁都没想到的是,这些猴子带来了一场浩劫。

还没有进驻猴舍,就有两只猴子死了。

在长途运输过程中,实验动物出现少量死亡是一件很常见的事情。工作人员按照标准程序将死掉的猴子尸体封装后放入冰柜冷冻,等待焚烧。其他的猴子则一只一笼,放进了猴舍。

但接下来,事情继续往让人不安的方向推进:又有29只猴子相继死亡,这距离它们来到美国还不到一个月。这可把猴舍管理员急坏了。猴子可不像小白鼠,它们获取不易,运输麻烦,还需专人精心的看护,每一只都价格不菲。

管理员赶忙找来专职兽医,穿上白大褂带上口罩走进出现死亡猴子的房间,一笼一笼地检查。通常情况下,猴子们会对闯入的人类伸出指头嗷嗷大叫,甚至挑衅般地对着他们撒尿。但有一些猴子完全没有神采,目光呆滞,精神萎靡,瘫坐在笼子里。兽医抓住一只流着鼻涕的猴子做了些简单的检查。

这只猴子发着高烧。

第二天一大早,发烧的猴子就死了。兽医剖开了它的肚子,发现脾脏肿大得惊人,肠子里也有淤血,经验丰富的兽医推测,这只猴子可能是感染了猴出血热病毒。这种病毒对猴子致死率很高,好在对人类没有什么威胁。

感染扎伊尔埃博拉病毒的猴子出现的出血表现。图片来源:Fileds virology, 6th edition, P944

这些科学家意识到了情况很严重,但他们没想到情况会严重到什么地步。

接下来一个星期内,又有11只猴子惨死。看到状况没有好转,兽医开始向美国陆军传染病医学研究所求援。死猴的脾脏样本被送往那里的生物安全三级实验室进行检验——这种实验室是专门用来研究危险病原体的地方,按所研究病原体的危险程度不同分为四个等级,第四级最高。

研究人员将脾脏标本的研磨液接种在猴肾细胞上。结果,电子显微镜下的画面让所有人都吓了一跳:有些细胞被完全摧毁,细胞膜破碎,细胞器不成样子。破碎的细胞残骸上遍布着成千上万蠕虫一般的东西。

“这一定是一种丝状病毒!”书本上的知识快速在研究者的脑海中闪现:“迄今为止,丝状病毒一共只发现了两种,而这两种病毒都是最高生物安全级别的病原体!”

没人能够能想象,在距首都华盛顿不远的地方发现了一种四级生物安全病毒,人们会有什么反应——这还是在一个安全等级不够的实验室中发现的,在研究过程中,甚至还有人用鼻子闻过样品。

样品被紧急送往四级实验室进行进一步确认,研究人员使用了从三个感染丝状病毒的病人体内分离的血清来进行确认,这三个人分别感染了马尔堡病毒和两种不同亚型的埃博拉病毒,其中感染埃博拉病毒的两个人都已经死掉了。他们所用的检测方法基于抗体抗原反应,抗体和抗原就像钥匙和锁,特定的钥匙一般只能够打开对应的锁。

不幸的是,埃博拉病人的血清打开了这把神秘的“大锁”。

雷斯顿的猴子感染了埃博拉,这可让美国炸开了锅。这可是自埃博拉病毒被发现以来,首次在非洲之外的地区发现非实验室条件下的埃博拉病毒感染案例!

美军马上开动,封锁了整个猴舍的大楼,大开杀戒,所有的猴子无一幸免。整栋大楼被翻了个底朝天,消毒剂用了几吨,整个大楼几乎成了没有生物的世界。

美国人为何如此惊恐?埃博拉究竟有多么可怕?

这得从1976年的另一个故事说起。

非洲的快刀手

1976年8月的一天,扎伊尔(现刚果民主共和国)小城杨布库的医院里来了一位发着高烧的病人,名叫Mabalo,他在发病前去过一次扎伊尔北部地区。非洲当地的医院数量极为有限,医疗水平落后,医生也没几个,去那里的病人一般都只会被医生诊断为以下几种疾病:疟疾、疟疾或者疟疾。一旦诊断完成,病人就会排成长队,等待注射抗疟疾药。

每个护士面前都会放着几支注射器,三支用于注射抗疟疾药,剩下的用于注射诸如维生素之类的其他液体。每个护士一天下来要用这几支注射器给上百个病人注射药品,针头用钝了才会更换。这其实是种相当危险、应该被严格禁止的行为。有相当数量的人因共用不经充分消毒的针头而感染包括艾滋病在内的各种疾病。但对于一些穷苦之地的人来说,有针打能治病总比什么都没有来得好。

但谁都没想到,杨布库医院里的这种危险行为居然这么快就让当地人付出了惨重的代价。以这家医院为据点,可怕的传染病在短时间内就血洗了周边50多个村庄。大部分病人的症状和Mabalo一样:有的病人发着高烧,有的身体僵硬,有的头痛欲裂,在地下打着滚。发病之后,病情会在几天内迅速恶化,稍晚期一些的病人开始浑身出血,鼻子、牙床、眼结膜处会往外渗血,有些人表面看起来没有明显的出血,但内脏已经开始”溶解”,严重的出血会引起低血压和休克,等待他们的将是死亡。

一波未平一波又起,扎伊尔北部国家苏丹在两个月后也暴发了同样的疫情。首先出现病例的是距离杨布库400英里远的N’zara,当地一个棉花厂的工人们接二连三地病倒,很短的时间内就有35名工人死亡,他们发病症状和杨布库的病人极为相似。

这两个地方的神秘疫病的暴发立刻引起了世界卫生组织和美国疾控中心的重视,一批医生和科学家不顾疾病的威胁和旅途的危险,带着简陋的器械前往疫区调查这种新型的疾病。

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埃博拉病毒电镜照片。图片来源:CDC/ Dr. Frederick A. Murphy

病原体很快就被确定了,这是一种新型病毒。研究者们用当地一条小河的名字将这种病毒命名为埃博拉。后来科学家发现,扎伊尔和苏丹虽然在几乎同一时间同时暴发埃博拉病毒疫情,但两地的埃博拉病毒其实不甚相同,所以后来分别根据首发地点命名成不同亚型——扎伊尔型和苏丹型。这两种埃博拉病毒的致病力不一样。后来,人们又发现了几种埃博拉病毒。

但即使知道了这些,研究者和医生们依旧束手无策。1976年的疫情中,扎伊尔地区一共有318人感染,死了280个人,死亡率约88%;苏丹地区有284人感染, 151人死亡,死亡率大约为53%。

埃博拉家族

回到美国的那个故事上来。在短暂的惊恐之后,研究者迅速查出了病原体的底细。这是一种新的埃博拉病毒亚型,人们将其命名为雷斯顿埃博拉病毒。这个亚型同最凶狠的扎伊尔埃博拉有交叉抗体反应,但幸运的是,它对人类较为温和。所有与这些猴子有过接触的人(包括那位挺身试闻培养瓶的研究人员)经过隔离检查后,都被发现感染了这种病毒,但没有一个因感染而发病。

这种埃博拉病毒来自亚洲。在那批猴子的输出地附近,也发生了猴子大量死亡的事件,研究者在死猴身上分离出了同样的病毒。

后来科学家陆陆续续分离到其他两种埃博拉病毒,分别将其命名为塔伊森林型和本迪布焦型,同样是以首发地命名。

截至目前,一共有五种埃博拉病毒被发现,在发现埃博拉病毒的30多年里,这种病毒一共感染了2387人,杀死了1590人,综合死亡率约为67%,而这只是官方记录在册的数据,由于非洲地区医疗卫生系统不完善,还有相当一部分案例没有被记录下来,据估计死亡人数在2000人以上(注:以上数据不包括今年西非疫情)。

不包括对人类不致病的雷斯顿型,在这30多年里官方一共记录了24次埃博拉疫情:塔伊森林型1次,只感染了一个人——她是一位前往科特迪瓦给黑猩猩治病的瑞士医生,最终幸运地活了下来;本迪布焦型暴发过2次,感染了206人,杀死了66人;剩下的21次都是由扎伊尔型和苏丹型造成的,这两型病毒杀死的人数占了埃博拉死亡总数的96%左右。导致今年西非空前规模埃博拉疫情暴发的正是扎伊尔型,它是最凶残的一种埃博拉,致死率可达60%-90%。

对于暂时不会对人类造成可怕伤害的雷斯顿埃博拉病毒,我们同样不能掉以轻心。它们是唯一一个能以空气传播的埃博拉亚型,但还好只限于猴子之间。2008年11底,菲律宾吕宋岛4家猪场检出雷斯顿埃博拉病毒,这是首次在家畜中发现埃博拉病毒。为此,中国农业部曾发文禁止直接或间接从菲律宾输入猪及其产品,已运抵口岸的一律作退回或销毁处理。

2012年,中国科学家发表论文称,他们在中国一些地区抓了843只蝙蝠,有32只检测到了雷斯顿病毒的踪迹,这是首次在中国境内发现埃博拉病毒感染的案例。

还好不是人类被感染,还好是雷斯顿型。

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雷斯顿埃博拉病毒的电镜图片。图片来源:CDC/ Cynthia Goldsmith

当习俗成为帮凶

埃博拉是一种神秘的病毒。科学家已在黑猩猩和猴子等灵长类动物以及蝙蝠体内发现了它们的踪迹,并大致上判断出蝙蝠是埃博拉病毒自然条件下的储存库。埃博拉病毒的传播方式也基本被厘清,它们一般是通过直接接触途径在动物间、动物-人类间或者人类间传播。埃博拉病毒的结构组成甚至基因组序列也已经在科学家的掌握之中。

不过,这还是没有揭开这种病毒神秘的面纱。

埃博拉的神秘,很大程度在于暴发丝毫没有规律可循。非洲居民有捕猎黑猩猩、猴子和蝙蝠等野生动物当食物的习俗,科学家估计,如HIV等一些威胁人类的病原体就是通过这个途径从野生动物跳到人类身上的。但是,捕猎每天都有,埃博拉病毒疫情却没有连续发生。1976年首次发现埃博拉病毒疫情,接下来1977年和1979年都有不同规模的暴发,而自1980年开始,埃博拉病毒在非洲丛林沉寂了15年,一直没有向人类发起进攻。直到1995年扎伊尔型卷土而来,一下子在刚果民主共和国杀死了254个人。没有人知道为什么埃博拉病毒给了人类15年的休战期。

埃博拉病毒是通过直接接触传播的,这种传播途径较为“拙劣”,很容易阻断,远离传染源、带上手套和穿上防护服,就能大大减少被传染的可能。但非洲当地的殡葬习俗,无意中成了埃博拉的帮凶。

当地人在去世后,尸体必须经过亲人处理后才能下葬。1976年扎伊尔埃博拉首次暴发时的首位感染者Mabalo,死后成为这种疾病的指示病例(index case)。但他家人将其尸体带回家里,妻子、母亲和一些女性亲戚一起将他清洗并剖开,清除消化道里残留的食物和粪便,而在整个过程中,所有操作者没佩戴任何防护设备,连手套都没有。在Mabalo的尸体下葬后不久,参与葬礼的亲朋好友中有21名被埃博拉病毒感染,最终死掉了18个。

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一位患埃博拉病毒出血热的病人。图片来源:ebolaviruspictures.com

非洲当地居民对于传统习俗的把持,使得很多病原体有机会跳入人类社会,并且在人之间肆意扩散。同时,当地教育和科学普及的落后,加剧了村民对于医疗和卫生管理的不了解和对医务人员的不信任,这使得原本严峻的疫情形势雪上加霜。在最近西非埃博拉暴发的关口上,竟然还发生了家属强行把病人带离医院的事情,还有一些村民守住村落入口,不让医生和卫生管理人员进入,严重阻碍了疫病防控工作的开展。

疫苗开发形势严峻

传染病防控重要的一环是疫苗,埃博拉病毒目前还没有可用的预防性疫苗,造成这一局面的原因有很多。埃博拉病毒属于生物安全四级病原体,世界上拥有这种级别实验室的国家和地区本来就不多,所以开展研究的难度比较大,因此人们对于埃博拉了解得还不够深刻。常用的疫苗策略有减毒活疫苗和灭活疫苗,这两种策略在埃博拉病毒上都不适用,减毒活疫苗一旦出现病毒毒力回复,后果不堪设想,而灭活疫苗更是不可取,因为生产这种疫苗首先需要获得大量的埃博拉病毒,生产这么多病毒需要与四级生物安全同级别的工厂,而且培养这么大量的埃博拉病毒本身就是一件非常危险的事情。

所幸,分子生物学技术的发展使得人们拥有了强大的基因工程手段,科学家把埃博拉病毒表面的蛋白质替换到腺病毒或者水疱性口炎病毒的颗粒表面,这种重组后的病毒可以作为高安全性的疫苗给人使用。这样的疫苗已经在实验室中研制出来,接下来需要进行临床人体试验,以验证它的有效性和安全性。但这个程序非常烧钱,埃博拉疫区都是落后而贫穷的地区,他们自己没有能力开展疫苗研究,而有能力的美国又没什么开发疫苗的动力。

埃博拉病毒发现的30多年里,只有2000来人因感染而死亡,而相比之下,艾滋病、结核、病毒性肝炎和流感杀死的人数要多得多。很多研究经费都投入到了这些更显而易见的杀手身上。美国有个专门研究埃博拉疫苗的科学家伤心地表示:“我非常讨厌谈论埃博拉疫苗多久能够做出来这个话题,因为它取决于美国政府给我们多少经费支持。”所以,留给决策者一个重要的问题是,埃博拉疫苗研发的必要性有多大?

而这个问题的答案,取决于埃博拉病毒会不会威胁到决策者自身。

日益膨胀的威胁

埃博拉病毒极少走出非洲。除非感染者带入,或者出现实验事故,不然这种疾病很难进入较发达的国家或地区。不过,由于交通变得越来越发达,这样的威胁会越来越大。埃博拉病毒感染后的潜伏期为2-21天,也就是说一个感染埃博拉病毒的人可能最长三个星期都不会发病。然而,当病毒在人体内复制扩增到一定水平后就具有传染性了,一个不知道自己被感染的人,可能在十几个小时内坐飞机抵达地球的另一面,把病毒扩散出去。

前段时间,一名40岁的男子把埃博拉病毒从利比里亚带到了尼日利亚,他刚刚抵达尼日利亚就开始发烧和呕吐,紧接着被直接从机场带到医院隔离治疗。这是西非暴发埃博拉疫情以来尼日利亚首个感染者,可想而知,如果这个病例的发病时间推迟几天,他可能就已经在尼日利亚周游一圈了。尼日利亚是非洲人口最多的国家,一旦疫情扩散开来肯定更为惨烈。

埃博拉这样烈性病毒将一直与人类同在。就像最早一批前往非洲追踪埃博拉病毒的美国科学家约瑟夫-麦科明克所说:“也许在病毒的世界里,我们才是入侵者。”但既然战争已经开始,人类将义无反顾地投入战斗——为了拯救。(编辑:花落成蚀,Calo)

此次在西非爆发疫情的是通过体液接触传播的扎伊尔埃博拉病毒。面对严峻的西非地区埃博拉疫情,各国都将加强监测与感染控制,中国民众无需对此恐慌。

参考资料:

  1. Hans-Dieter Klenk, Marburg and Ebola Viruses, 1999
  2. Richard Preston, The Hot Zone, 1995
  3. Tara C. Smith, Ebola and Marburg Viruses. Second edition, 2011
  4. The website of World Health Organization (WHO)
  5. The website of Centers for Disease Control and Prevention (CDC)
  6. Yuan J, Zhang Y, Li J, Zhang Y, Wang LF, Shi Z. Serological evidence of ebolavirus infection in bats, China. Virol J. 2012; 9:236

文章题图:ucsm.edu.pe

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