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實驗事故導致一人感染病毒死亡,直接叫停研究!

  • 新聞

近年,法國先後有兩名研究者感染朊病毒,其中一人已經死亡,年僅 33
歲。死者家屬的律師指控事發實驗室未遵守管理規範,讓不熟悉安全操作和事故處理方法的人員接觸這樣的危險物質,才釀成悲劇。為規範實驗安全管理,近日,法國
5 所國家級科研機構宣布將暫停朊病毒研究 3 個月。

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朊蛋白(紅色)能表現出傳染性,引發神經退行性疾病。圖中的 4
個小鼠神經細胞展示了傳染性朊蛋白如何沿著神經突擴散。圖片來源:NIAID, CC BY 2.0

來源 Science News、NEJM 等

編譯 戚譯引

2010 年 5 月 31 日,在法國國家農業、食品與環境研究院(INARE)的一家實驗室,24
歲的助理員工Émilie
Jaumain
在清潔一台低溫恒溫器。這時,一把尖銳的彎頭鑷子穿透兩層乳膠手套,刺傷了她的大拇指,鮮血湧了出來。

這個實驗室通過分析染病小鼠的冷凍大腦切片研究朊病毒,這是引發 ” 瘋牛病 ”
的病原體。這種疾病的潛伏期相當長,直到七年後,Émilie
才出現症狀
:先是右側肩膀和頸部疼痛,隨後這種疼痛感蔓延至整個身體右側。到 2019 年 1 月,Émilie
開始出現抑鬱、焦慮、記憶損傷和幻視等症狀,最終於 6 月去世。

不久後,法國另一名退休研究者確診感染朊病毒。在這個全世界僅有約 1000 人研究的細分領域,這樣的悲劇造成了巨大的衝擊。當地時間
7 月 27 日,包括 INARE 在內的法國 5
所國家級科研機構宣布
暫停朊病毒研究 3 個月,涉及 9
所相關實驗室

” 如墜地獄 “

朊病毒(prion)曾在 90 年代的英國引發瘋牛病大流行,超過 400
萬頭牛被宰殺處理。患病的牛精神錯亂、運動失調,最終死亡。解剖發現患病的牛的神經組織出現海綿狀空泡,所以瘋牛病的正式名稱為牛海綿狀腦病(BSE)。

朊病毒的致病原理目前仍未被完全理解。與我們熟知的病毒不同,朊病毒不含有足以被檢測出的、能夠編碼蛋白的核酸,它的主要成分是蛋白質,能夠導致細胞中的朊蛋白錯誤折疊,而這類蛋白最為豐富的部分就是大腦。在瘋牛病大流行時期,英國有
177 人因為吃了攜帶朊病毒的牛肉,出現了和病牛相似的症狀。

這是一種非常痛苦的神經退行性疾病。在 19 個月的治療期間,Émilie
接受了腦脊液分析、磁共振成像(MRI)等多種檢查,但直到去世前三個月才被診斷為疑似朊病毒感染。這起病例報告於 2020 年 7
月在《新英格蘭醫學雜誌》(The New England Journal of
Medicine,NEJM)發表。據病例報告和親友回憶,Émilie 於 2017 年 11
月出現右側肩膀和頸部灼燒樣疼痛的症狀,在接下來半年中,疼痛範圍不斷擴大。到 2018 年 8
月,她已經因為強烈的疼痛而無法行走。隨之而來的還有多種精神疾病症狀,去世前,她完全失去了語言能力和行動能力。

” 那是墜入地獄的過程,”Émilie 的丈夫 Armel Houel
對《科學》新聞(Science News)說。

或有更多人受害

Émilie 的家人已經對 INARE
發起刑事訴訟和行政訴訟,指控其實驗室中存在管理問題,以及在事故發生後沒有對雇員提供心理和醫療上的支持。她的家人的律師 Julien
Bensimhon 說,Émilie
當時沒有接受過處理朊病毒的訓練,也不了解事故應對方案
,事發時沒有按照一般安全規範穿戴金屬防割手套和外科手套;她受傷後也沒有立即將傷口浸泡在消毒劑中,而這種方法可以使朊病毒失活。

Armel 回憶:”Émilie 在事故發生後就很擔心,對她見到的每個醫生都講述了這件事。”
合同到期後,她離開了這家實驗室,轉換了研究方向,此後從未參與朊病毒研究。

人感染朊病毒引發的疾病稱為克羅伊茨費爾特 – 雅各布病(Creutzfeldt – Jakob
disease,簡稱 JCD、克 –
雅病)。這其中,由動物來源朊病毒引發的病例稱為新變異型克 –
雅病
(vCJD),Émilie 就屬於這種情況。近期法國還有另一名女性研究者確診克 –
雅病,目前仍不明確她所患的是和 Émilie 一樣的 vCJD,還是由遺傳、器官移植或其他未知原因導致的其他類型的克 –
雅病,後者的發病率約百萬分之一。該病例為 INARE 宿主 – 病原體相互作用和免疫研究組(Host-Pathogen
Interactions and Immunity group)的退休員工,知情者透露她目前仍然活著。但確診 vCJD
的唯一方式,就是等待患者死亡後進行腦組織檢查。

Émilie
患病後,由職業安全公司和政府調查員分別出具的報告都認為,該實驗室中沒有發現違反安全操作,其中一份報告稱這裏
” 非常重視 ” 風險管理。但 Bensimhon 稱這些報告存在偏差。

但來自法國政府部門的報告也揭示,Émilie 的事故並非孤例:法國約有 100
名科學家和技術員從事朊病毒研究,該領域在過去十年中發生 17 起事故,其中 5
人被受汙染的針頭或刀具刺傷
。報告還顯示 Émilie 工作的實驗室在 2005
年發生了另一起相同事故,但當事人目前還沒有出現症狀,Bensimhon
說:”(實驗室)沒有采取任何措施,防止同樣的事故再次發生,這真是令人震驚。”

前述 NEJM 論文中指出,意大利已知最近一個 vCJD 病例於 2016
年去世,生前也曾經在工作中接觸感染牛海綿狀腦病的腦組織,但隨後的調查沒有發現存在實驗事故。”
這些病例表明,在實驗室和神經外科環境中,需要更好地防範 vCJD 和其他能感染人類的朊病毒的傳播,
研究作者們寫道。

Émilie 去世後,她的家人和朋友成立了埃米莉協會(L ’ association EMILYS),全稱 ”
實驗室防護和安全協會 “(Association pour la protection et la sécurité en
laboratoire),呼籲加強實驗安全方麵的培訓教育、監督管理和對話。在親友的努力下,INRAE 近期終於承認了
Émilie 的疾病和事故之間的關聯。

實驗安全警鍾長鳴

朊病毒難以被常規的烹飪方法殺死,目前也沒有針對它的治療藥物或疫苗。幸好,克 –
雅病目前仍然是一種罕見的疾病
。在英國瘋牛病大流行發生後,全世界禁止了使用肉骨粉作為動物飼料,隨後動物性朊病毒病顯著下降。

但是,羊、鹿、水貂等動物都可能攜帶朊病毒。當朊病毒在不同的野生動物物種間傳播時,就可能產生新的毒株
,
獲得更強的傳染能力。我們仍然需要監測野生動物攜帶朊病毒的情況,同時加強對朊病毒致病機製等方麵的研究。此外,研究朊病毒還有助於理解阿爾茨海默病、帕金森病等,這些神經退行性疾病都與蛋白質折疊異常有關。

這正是 Émilie 曾經從事的事業。她發生事故的實驗室使用來自綿羊的 BSE
朊病毒病原體感染轉基因小鼠,這些小鼠過表達人類朊蛋白,其中第 129
位密碼子為甲硫氨酸純合子
。這種基因型的人類對朊病毒易感性最高,而有的人群屬於 129 甲硫氨酸 / 頡氨酸雜合子,或
129 頡氨酸純合子,對朊病毒感染有一定的抵抗力。

這一現象的發現要追溯到對巴布新幾內亞原住民群體的研究。20
世紀初,當地存在著在葬禮上分食死者大腦的風俗,導致許多人患上” 庫魯病
,如今我們知道這也是一種朊病毒疾病。為防止疾病傳播,60
年代後這個風俗被禁止,但仍有極少數人攜帶著病毒長期無症狀存活。基因測序發現,他們這一基因位點為 129 甲硫氨酸 /
頡氨酸雜合子。

關於朊病毒還存在著許多未解之謎,我們仍然需要在確保安全的前提下繼續推進相關研究。法國 Pitié-Salpêtrière
醫院下屬機構巴黎腦研究所(Paris Brain Institute)的神經科學家 Stéphane Haïk 參與了 Émilie
的診斷治療,也是前述 NEJM 論文的通訊作者,她說:”(Émilie
確診後)我們聯係了法國所有研究朊病毒的實驗室,提醒他們檢查安全措施,並警示員工遵守規則的重要性。”
如今,許多實驗室引進了防咬傷和切割的手套,並使用塑料剪刀和手術刀,它們較不鋒利,用過即棄,從而降低了器械傳播的風險。

在這次 ” 停業整頓 ” 期間,法國 5
所機構的專家團隊也將起草一份朊病毒研究操作指南,在年底提交給法國政府。希望這次事件能為世界各地、各個領域的研究者和管理者敲響警鍾,實驗安全絕對是不容忽視的課題。

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