控制疫病流行就像撲滅一場森林大火：如果“火點”能夠被發現，一個成年人就可以撲滅它；如果火勢蔓延開來，任何措施都將為時已晚。然而，難點就在于如何在“火點”階段就能夠監測到。何況,對于疫病控制來說,最早開始的“火點”在無聲無息中擴散,處于潛伏期感染者都沒有任何癥狀反應。
在過去的20多天里，北京大學環境科學與工程學院要茂盛一直在四川地震災區監測疫病的“火點”。這是國家自然科學基金啟動的一項科學部主任基金應急項目：“汶川地震災區空氣中傳播的細菌和病毒的采集及基因分析技術”。
監測空氣中的細菌、病毒是一項非常前沿的技術，它和“可吸入顆粒物”監測、水質監測有著質的區別。美國“9·11事件”后發生了炭疽病菌的“恐怖襲擊”，科學家們在相關研究上加大了力度。
“等到有了癥狀時才發現，就太晚了”
“通常情況下，由于人體自身的免疫能力，即使被細菌、病毒感染也不會致病。即便會，也能很快康復。但對于地震災區來說，生活、環境條件差，人體免疫相對較弱，抵抗疾病的自身能力要差。”要茂盛說。
地震改變了自然環境，尤其是很多畜禽尸體容易滋生細菌、病毒，氣溫升高也在加劇這個過程。
“一般的病毒，人體感染3—4天后就會有很強的傳染性，雖然患者還沒有癥狀反應，但病毒、細菌在人體內已經復制了很多，濃度非常高。”要茂盛說，“有一些學者對傳染病的傳播模式進行專門研究，這個階段的傳染速度非常快，因為這是一種‘一傳十、十傳百’的矩陣式傳播。”
要茂盛和項目組的科研人員們主要監測9種具有較高風險的細菌、病毒造成的疾病，包括腸道傳染疾病、呼吸道傳染疾病、流行性乙型腦炎、氣性壞疽、炭疽病、百日咳桿菌、腦膜炎雙球菌、結核桿菌和禽流感。
“等到有了癥狀時才發現，就太晚了。我們的任務就是通過空氣監測提前發現并采取隔離措施。對公共場所比如災區的安置點，及時監測到空氣中的細菌、病毒具有非常重要的意義，如果提前發現可以避免一場大規模的疾病傳染。”要茂盛說。
然而，如何能夠在空氣中及時、準確監測細菌、病毒？這是一個非常復雜的技術難題，涉及生物、物理、化學和網絡等方面專業內容。做到預警的效果，需要不同領域的科學家進行合作。
“把實驗室的研究真正應用到社會之中，能夠為社會解決實際的問題，這是每個科研人員都會感到非常欣慰的事情。”要茂盛說。
把實驗室搬到了災區
對空氣中的細菌、病毒進行監測，一個難題是大流量地采集空氣樣本，另一個難題是快速、準確的進行識別。
此次到震區的人員組包括：要茂盛是去年8月回國的耶魯大學博士后，他和另一位成員邱興華都是北大“百人計劃”優秀青年人才，而項目負責人北京大學朱彤教授則是一名長江學者。此外，通過環境流動監測車，要茂盛把他負責的生物氣溶膠與微生物實驗室都搬到了四川震區。
“我們使用了很多新的技術、新的方法、新的思路。就科學研究的發展來說，我不敢說比國外的實驗室高多少，但絕對不會比別人差的。”要茂盛說。
例如空氣采集，在國內通常使用“降落式”的：放置一個培養皿，然后分析從空氣中自行降落下來的微生物。這種方法效果非常差。“病毒等小的生物顆粒通常在空氣中會懸浮很久，還會通過空氣遠程漂移。能降落到培養皿上面的幾率很小。”要茂盛說。
近年來另一項采集技術是，通過抽取幾百升空氣，使用普通過濾膜收集細小的微生物。然后把過濾膜放置到水中，然后由試驗人員把微生物“洗”下來。要茂盛認為，這種方法采樣也有不理想的地方，在洗的過程中需要搖晃1-2個小時，這就很容易引起RNA降解，“樣品受到損傷，就不代表原來的病毒了”，“而且也不能保證100%%的采集效率”。
項目組專家們這次使用了水溶性過濾膜，這是一種高效的采樣膜。2005年要茂盛在美國羅格斯大學做博士研究的時候曾進行過這種膜采集效率的比較研究。而這次，這種過濾膜從試驗室進入了實際應用，并且首次和基因擴增技術結合，來快速識別空氣中的細菌、病毒。
“水溶性過濾膜可以直接投入水中溶解，然后提取樣品RNA或DNA序列進行基因復制。如果樣本中不包含病毒、細菌，基因擴增就看不到明顯的信號。如果樣本中有，經過一定的基因復制次數，就會有信號監測到。而且可以通過復制的次數，來計算其在空氣中的濃度。”要茂盛說。
“實時空氣監測”將會是劃時代的突破
在震區的20多天里，項目組每天選定兩個受災比較嚴重的地點，對居民安置點、廢墟、救援人員帳篷和防疫人員等敏感場所進行流動檢測。
“采集裝置是便攜的，基因分析等生物監測儀器可安裝在流動觀測車，因此可以實現現場采樣和現場分析。由于實際條件的限制，我們將實驗室安置在四川大學化學學院的實驗室，人員到現場采樣。可以當天或隔天將樣品送到實驗室分析，2—4小時后獲得分析結果。”朱彤說。
現在全世界都沒有真正做到實時、動態監測。要茂盛的希望就是將來坐在實驗室里面，打開電腦就能看到監測的實時數據。這是他一直想做的一件事。
“全世界有很多科學家都在朝這個方向努力，但它涉及到多個領域的知識，需要很多專業背景的科學家們一起攻關。”要茂盛說。
要茂盛的實驗室剛剛從清華大學招一個納米專業的博士后。他設想能夠把采集過來的空氣直接凝縮在液體中，流過載有納米線的芯片后，將監測信號進行擴大，通過無線網絡遠程傳遞出去。就像交通監控一樣，可以實時監測到。
“如果能夠實現對空氣中細菌、病毒定點實時監測，只要發現就過去隔離控制，那對控制大規模傳染病將具有劃時代的意義，同時這種技術對早期疾病的診斷也意義重大。”要茂盛說，“這一技術將會是人類與疾病斗爭的又一個里程碑。但如何能夠實現它，并且在技術可靠實用，還會有很長的一段路。”（記者羅暉 胡唯元）
最新播報：四川汶川8級地震 I級應急響應 [親歷/目擊/感人故事] [捐助熱線]
四川汶川地震各地傷亡匯總(實時更新) 何時能預測地震 [尋親資訊] [防疫]
[如何收養孤兒/收養條件/電話] [怎樣獲得保險救濟] [“救災語錄”]
[不可抗力致民事違約怎么辦] 聚焦堰塞湖泄洪進展
災后重建條例全文/解讀/答問 重建工作方案/答問 用地審批、土地利用規劃等
|
