危险的研究:使疾病更致命

当科学家对病毒进行冒险研究时,谁来决定它是否太危险,以及如何保证它的安全?
2021年10月19日

生物危害

生物危害

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随着一些人继续猜测COVID来自实验室,我们正在关注对危险疾病进行的科学研究,这项工作是否安全,以及如何进行监管。另外在新闻中:新冠病毒疫苗会扰乱月经吗?海底电缆是如何影响螃蟹的;科学家们将植物细胞添加到大脑中,为大脑提供氧气。

在这一集里

怀孕的肚子

00:60 -怀孕期间接种COVID疫苗

未接种疫苗的感染COVID的孕妇的严重疾病正在引起警报……

妊娠期COVID疫苗
凯瑟琳·艾肯,剑桥大学

未接种疫苗的孕妇感染COVID并变得严重不适,这是目前英国各地医院警报的一个重要原因。指导方针是,就像预防流感一样,孕妇应该优先接种COVID疫苗,但许多孕妇没有接受这一建议,目前在一些重症监护病房治疗的最严重病例中,占五分之一。剑桥大学产科医生凯瑟琳·艾肯对此深表担忧,并与克里斯·史密斯进行了交谈。

凯瑟琳:我们每周看到多达200名孕妇因感染COVID而生病,需要住院治疗。我们知道,如果一名孕妇因感染COVID而入院,那么她有十分之一的机会病情严重到需要国际电联床位,五分之一的机会病情严重到需要呼吸支持。我们也知道这对婴儿非常不好。COVID使需要住院的母亲死产的风险增加了一倍,五分之一因COVID入院的妇女早产,这显然会对孩子产生终身影响。

克里斯:当然,总的来说,这些人都是年轻健康的人,不是吗?他们通常感染冠状病毒的风险极低。

凯瑟琳:当然。我们发现,没有其他实际健康问题的年轻妇女患病人数显著增加,她们的主要风险是怀孕,特别是在妊娠晚期28周后。

克里斯:我们知道为什么怀孕会加剧COVID的风险吗?我在想如果你在怀孕的时候染上水痘会更严重,对吧?其他一些感染似乎也在加剧。比如流感。

凯瑟琳:这与怀孕期间身体的整体变化有关。正如你所说,这当然不是COVID所独有的。它与免疫系统的变化,荷尔蒙的变化,呼吸和心脏功能的变化有关,这些都是为了支持一个孩子和一个健康的怀孕而发生的。当事情进展顺利时,它们非常有效,但如果妈妈在怀孕期间病得很重,它们实际上会适得其反。

克里斯-那些最终因COVID而处于危险状态的女性,她们是接种了疫苗还是没有接种?

凯瑟琳:这真的非常非常惊人。从今年年初到9月底,我们所知道的是,99%因感染COVID而入院的孕妇没有完全接种疫苗。接种疫苗的孕妇的住院率非常低,英国监测系统的最新报告显示,一段时间以来,没有接种疫苗的妇女需要去国际电联。

我们知道有多少孕妇接种了疫苗吗?

这是一个非常有趣的问题,因为全国范围内的数据并不是这样收集的。然而,这是目前正在全国范围内进行的工作之一,以确保我们将来会有这些数字。

Chris:我们没有真正收集这些数据,这似乎是一个疏忽。在某种程度上,你认为我们是在自食其果吗?因为当这一切开始时,怀孕的妇女被告知,不要接种疫苗,你必须隔离,你必须保护,因为我们没有关于疫苗安全性的数据。现在他们被告知,去接种疫苗。那么,他们的怀疑有充分的理由吗?

凯瑟琳:我认为这是一件非常非常困难的事情,要对付之前存在的糟糕的公共卫生信息。正如你所说,JCVI最初的建议将孕妇和哺乳期妇女排除在接种疫苗之外。这是建立在他们没有参加试验的基础上的。我能理解为什么他们没有参加试验,因为这些试验必须很快开始,而增加孕妇或哺乳期妇女会造成试验开始的另一种延迟,因为从这个意义上说,安全性也必须进行评估。所以他们没有被包括在试验中,所以他们被排除在最初关于谁应该接种疫苗的建议之外。问题是,他们并没有因为任何合理的理由而被排除在外,认为这是不对的。他们只是被排除在外,因为它没有经过那样的测试。现在的情况非常非常不同,因为我们有来自不同国家超过25万妇女的数据,这些妇女接种了疫苗,对她们或她们的孩子没有任何不利影响。然而,你是对的,最初的消息已经非常非常难以回滚。不幸的是,很多人认为这意味着它不安全,这种担心很难摆脱。

克里斯:所以现在的情况是,人们实际上是在冒理论上的风险,即这种疫苗可能会发生一些事情,而不是冒着真正的风险,即如果他们感染了冠状病毒,他们就有可能变得非常不舒服?

凯瑟琳:没错。数据实际上非常支持这是一件非常安全的事情,而冠状病毒在怀孕期间是一件非常危险的事情。我认为有必要说的是,我们没有理由认为接种COVID疫苗会伤害婴儿。这不是一种活疫苗,它根本不含任何病毒,我们通常会在怀孕期间接种其他非活疫苗,比如流感和百日咳。这些疫苗不含对母亲或婴儿有害的成分。我们确实有来自至少25万名孕妇的证据表明它们不会导致胎儿畸形或问题。

克里斯-鉴于政府本周宣布了这一消息,这显然是一个非常令人担忧的问题,特别是当我们进入冬季时,我们可能会看到更多这样的例子。那么,现在我们是不是应该鼓励,或者应该鼓励,那些没有接种疫苗的孕妇,或者即将怀孕的妇女,去接种疫苗?

凯瑟琳:当然。我们每天都能看到令人心碎的故事,原本健康的妇女却身患重病,她们和她们的孩子都面临着极高的风险。

Covid - 19疫苗瓶

07:12 - COVID疫苗可能会改变周期

有些人报告说,在接种了COVID疫苗后,他们的月经发生了变化,这可能是怎么回事?

COVID疫苗接种可能会改变周期
Viki Male,伦敦帝国学院

除了注射COVID疫苗更常见的副作用,比如手臂酸痛或疲劳,一些女性还报告说,她们的月经发生了变化,有的开始得早,有的开始得晚,有的出血更严重,有的干脆不来。现在,一些科学家呼吁仔细研究可能发生的事情,包括来自伦敦帝国理工学院的Viki Male,她与伊娃·希金波坦谈论了这种情况是如何发生的,以及为什么会发生……

Viki:很多人,9月份的时候只有3万多人,报告说他们在接种疫苗后不久就注意到月经发生了变化,但是人们报告的变化是不同的。最常见的是你的月经比平时晚,其次是月经比平时重,但也有一些人注意到其他的事情,比如完全跳过你的月经,或者可能他们的月经比平时轻。收集这些数据的方式,我们实际上无法确定这些变化是由疫苗引起的,还是自然变化,或者是人们接种疫苗后月经周期的变化,所以他们建立了联系,并做了报告。我认为最重要的是,大多数报告这种情况的人发现他们的月经在一两个月内恢复正常。所以这不是一个长期的变化。而且,我们从其他证据中知道疫苗对女性生育能力没有任何影响。

伊娃-人们报告的这与英国所有不同种类的疫苗有关吗?比如辉瑞和阿斯利康,还是只有一种疫苗?

是的,这实际上是英国所有可用的疫苗。在我的研究中,我有时也会和在其他国家接种疫苗的人交谈,人们也会说这与其他疫苗有关。所以这告诉我们的是,如果接种疫苗和月经变化之间有联系,需要明确的是,我们还不知道,这告诉我们,例如,这不是一种疫苗的任何特定成分。对我来说,这表明如果有联系的话,那可能与免疫系统被激活有关。而且,为了支持这一观点,我们确实有一些证据表明,其他一些疫苗,如HPV疫苗,可能与月经的变化有关。我们也有证据表明,其他东西会激活你的免疫系统,比如COVID本身,例如,在大约四分之一的月经患者中,感染了COVID,他们会发现月经发生了变化。所以所有这些都与免疫系统可能介导的某些事情有关。

伊娃:你对这个机制有什么想法吗?免疫系统如何影响你的月经周期?

嗯,我认为这有两种生物学上合理的原因。首先,我们知道免疫系统会影响生殖激素,生殖激素也会影响免疫系统。接种疫苗可能会稍微改变性激素的水平,而性激素是导致月经的原因。所以如果他们改变了,你可能会发现你的月经来的有点晚。另一种可能性是我们知道子宫内膜富含免疫细胞,这实际上是我的日常工作,这些免疫细胞在子宫内膜的形成和破坏中起着重要作用。所以我们可以想象,如果我们激活这些细胞,疫苗可能会这样做,因为它给你的免疫系统一个广泛的,激活的刺激,这可能会稍微改变他们的行为方式来建立和破坏子宫内膜。这反过来又会对你什么时候流血,或者流血的程度产生连锁反应。

伊娃:你认为需要做什么样的研究才能弄清楚这一切?

Viki:嗯,理想情况下,我们会在临床试验中询问人们,征求这些信息,因为如果在临床试验中,我们对每个有月经的人说,“你注意到月经有变化吗?”我们就会比较接种疫苗的人和接种安慰剂的人,或者其他疫苗的人,这取决于试验的类型。这样我们就能确定两者之间是否有联系。我们现在要做的就是努力追赶。其中一个让我非常兴奋的方法是利用我们从月经周期跟踪应用程序中获得的数据,人们在这些应用程序中记录了多年的月经周期。我们知道对他们来说什么是正常的,然后让他们在接种疫苗时记录,然后我们就能看到变化。如果有变化,这种变化有多普遍?一旦我们得到了这些数据,我想我们就能相当肯定地说,这是否真的有联系,还是只是人们碰巧注意到并建立了联系。

伊娃:在临床试验中,询问人们是否有任何治疗、疫苗或其他用途对月经周期有影响,这很常见吗?

vicki:据我所知,还没有在疫苗试验中进行过这种实验,我怀疑,部分原因是,很多疫苗试验都是在儿童身上进行的,因为我们开发的大多数疫苗都是为了保护儿童或尽可能快地保护人类,这通常意味着在儿童时期就给他们接种疫苗。所以我认为这是我们之前在疫苗试验中通常没有考虑到这一点的原因之一。但我希望我们能从这个问题中得到的是,实际上,这可能是我们应该征求的那种事情,因为这是人们感兴趣的事情,也是人们确实担心的事情。

岩石中的螃蟹

13:12 -螃蟹被电缆迷住了

担心螃蟹会因为水下电磁场而干扰它们的正常行为……

螃蟹被电缆迷住了
阿拉斯泰尔·林登,赫瑞瓦特大学

随着我们竞相取代天然气,人们越来越多地把目光投向我们的部分海岸线,因为那里风吹得相对可靠,这意味着那里是安装风力涡轮机的好地方。但是,奇怪的是,这些大粉丝的最大粉丝竟然是螃蟹!科学家们已经注意到,沿着海底将电力从海上输送到大陆的电缆会影响当地螃蟹的行为,正如哈里·刘易斯从赫瑞瓦特大学的阿拉斯泰尔·林登那里听到的……

阿拉斯泰尔:就目前我们所知,它们被电磁场迷住了,我们在实验室里用磁铁和一种线圈模拟了电磁场,这种线圈在水中产生磁场。

哈利——我的意思是,我觉得这是一项奇怪的调查,因为海里没有那么多电缆,对吧,阿拉斯泰尔?

阿拉斯泰尔-目前有一些,但很快就会有更多,因为海上发电的增长,特别是在英国附近。所以这是一种可再生能源要么来自海上风力发电场要么来自潮汐涡轮机之类的东西,它们需要电缆。因此,我们预计未来会有更多的电缆被部署。

哈利-好吧,那你打算怎么调查这件事呢?

阿拉斯泰尔:我们做了两种实验。一种是在油箱下面安装电磁铁,电磁铁可以开关。然后我们还有,像我说的,这些大线圈,我们可以在更大的容器周围制造,可能有几百升,我们可以把更大的螃蟹放进去。

哈利——所以我想的对吗,你有你的螃蟹箱,你有电缆穿过它们,然后在上面,你给螃蟹拍照,航拍照片,或者录像,看看它们对你打开这个磁场的反应。

阿拉斯泰尔:对,没错。我们通常会在24小时内运行磁场,然后我们会观察螃蟹在这段时间内的活动,与关闭磁铁的对照组相比。当磁铁打开时,螃蟹的活动比我们通常预期的要少得多。它们通常在晚上比白天活动得更多,但是当磁铁打开时,它们在晚上的活动要比平时少得多。

所以我们知道它们对电缆上的电流有行为反应。我们知道它们为什么会被磁场吸引吗?

阿拉斯泰尔-我们真的不知道,但从各种不同的动物群体中有相当多的证据表明,许多生物可以探测到地球的磁场,并利用它来导航,棕蟹可以移动很长的距离。当然,我们知道,雄性螃蟹在相对较短的时间内可以移动几十到几百公里。因此,一个合理的猜测似乎是,它们可能利用地球磁场进行这类运动。电缆周围的磁场实际上是通过这种机制检测到的可能比背景磁场更有吸引力。

哈里:这很有趣,因为如果它们飞了这么远,这些棕色的螃蟹,我认为,它们很有可能会接触到海上风力发电场的电缆。

阿拉斯泰尔:这确实是个问题。我的意思是,有趣的是,直到最近,我们才真正意识到螃蟹经常移动。我认为我们的假设是它们在这个阶段很有领土意识,离家很近。有人会认为这与繁殖和寻找雌性有关,我想,从生物学的角度来看,这可能有助于避免近亲繁殖。我们发现,当然,很多动物,在它们成熟的过程中,会有一种或另一种性别的分散。所以这似乎就是这里发生的事情,雄性分散开来寻找雌性交配,帮助混合基因库,如果你喜欢的话。

哈利:为什么这很重要?它会对世界和海洋产生什么影响?

阿拉斯泰尔:有各种各样的可能性。就像我说的,我们真的不知道,因为我们没有看过,但我们想象在同一区域可能有螃蟹聚集的问题。这可能会导致意想不到的后果,例如,将捕鱼活动吸引到电缆附近,这可能对电缆本身不利,也可能导致更高的螃蟹捕获率。因此,长期来看,这也可能是负面的。而雄蟹的迁移,如果对农作物的生殖生物学有重要影响的话,可能会破坏某些种群的繁殖,在这些种群中,雄蟹的供应由于某种原因正在减少。

水

18:00 -藻类在活体大脑内进行光合作用

注入光合藻类细胞来维持体外器官的活力

生物大脑内的光合作用藻类
Hans Straka,慕尼黑大学

生物医学研究人员通常希望在体外保持动物器官的活力来研究它们,就像你在器官移植到病人体内之前保持器官的活力一样。但这些器官需要氧气才能存活。现在,解决办法是把器官放在有氧气泡的浴缸里。但慕尼黑大学的一个团队有另一个解决方案,听起来像是直接来自科幻小说。为了让蝌蚪的大脑存活足够长的时间来研究神经系统是如何工作的,他们将藻类细胞注射到大脑的血管中。当被照亮时,藻类产生氧气,这些氧气直接供给周围的脑细胞,正如莎莉·勒·佩奇从汉斯·斯特拉卡那里听到的……

汉斯:所有动物的大脑都需要大量的氧气。现在,我们感兴趣的是我们如何才能真正理解大脑需要多少能量来完成它的功能?我们的想法是,为什么不直接利用植物产生的氧气,为功能性大脑提供能量。当然,我们不能把树种在大脑里。所以我们必须用一个更小的版本,海藻。藻类是单细胞水平的绿色植物。所以这些藻类产生氧气,就像树木产生氧气一样。现在,通过将这些藻类植入大脑,我们认为我们将有能力直接在大脑内产生氧气,然后这些氧气可以被大脑中的所有神经细胞吸收。

莎莉:我呼吸的空气,显然我需要氧气才能生存,氧气来自树木和藻类,你可能会想,为什么我们不短路呢,为什么我们不跳过中间环节,直接把光合作用放在氧气被使用的地方呢?

汉斯:没错。这是基本的想法,因为它更快。在我们的研究中,我们将藻类注射到蝌蚪的血管中。我们正在对这些动物实施安乐死,并从这些动物身上分离出大脑。然后在组织照射下测量氧气的产生。

莎莉-你有这些蝌蚪的脑组织。你让它们漂浮在这个充满营养和氧气的小泡泡浴中,现在你把藻类植入它们的大脑。发生了什么事?

汉斯:只要你打开灯,把光照射到组织上,藻类就会开始产生大量的氧气,你突然就能测量到相当数量的氧气,甚至在大脑里。现在,当你关灯时,它又降为零,因为首先藻类不再产生氧气,大脑开始消耗藻类产生的所有氧气。

莎莉:这是否意味着如果你想的话,你可以通过一个开关把灯调高或调低,从而精确地控制大脑获得多少氧气?

汉斯:没错。这就是我们所做的,我们可以这么说,因为我们反复地打开和关闭灯,看到神经细胞开始放电。当我们关掉灯的时候,它们就停止了活动,而当我们打开灯的时候,它们又重新开始活动。所以我们真的可以通过照射一定量的光来驱动大脑活动。

莎莉-现在我们知道这在理论上是可能的。在遥远的未来,透过你的水晶球,你能想象人类的治疗方法吗?我们可能会开始向人体注射藻类,以增加人体部分部位的氧气?

汉斯:理论上,我可以想象类似的东西,但是我的意思是,我可以想象很多长期的事情,因为你和成纤维细胞一起被用来愈合皮肤伤口,因为藻类产生的氧气实际上有助于愈合伤口。在外表面,这个已经被利用了。那么,为什么不在公司内部使用呢?

covid-19冠状病毒是人为的吗?

23:03 -功能增益研究:道德困境

你会资助那些可以预防大流行,但可能在此过程中意外引发大流行的研究吗?

功能研究的增益:一个道德困境

我们谈论的是一个话题的更广泛影响,自Covid大流行开始以来,这个话题从未远离头条新闻。今年早些时候,英国广播公司“外部来源”节目的罗斯·阿特金斯报道了美国官员正式调查新冠病毒是一场逃逸实验室实验的可能性的声明,他说……

罗斯:关于新冠肺炎疫情从哪里开始以及如何开始的问题从未真正消失,但由于美国情报官员正在加倍努力调查新冠肺炎的起源,这个问题重新成为人们关注的焦点。该命令来自拜登总统。下面是声明。报告称,“对于病毒是来自人类与受感染动物的接触,还是来自实验室事故,情报界存在分歧。”你以前可能听说过这样的实验室理论:病毒是从武汉病毒学研究所出现的。这是中国最顶尖的病毒研究实验室之一,我们已经知道这座城市成为了病毒的第一个中心,但问题是它最初来自哪里?有些人认为实验室是一切开始的地方……

本周,世界卫生组织也召集了一个新的调查小组来调查这个问题。所以你可能会问,“为什么科学家想要设计潜在的致命病毒,为什么这是允许的?”但这种做法实际上是高度合法的,通常被称为“功能增益”研究。在这里,科学家们试图改变微生物的行为,包括流感病毒或冠状病毒等病毒,这样他们就可以更多地了解疾病和流行病的演变过程,以及治疗它们的新方法。我们正在探索在功能获得研究过程中发生了什么,它是否安全,以及它是如何被调节和控制的。首先,莎莉·勒·佩奇提出了一个道德困境,基于引发整个辩论的真实实验。如果你负责科学基金,你会怎么做?

莎莉:现在是2007年。一种新的禽流感病毒已经传播了大约10年。它在鸟类中具有传染性和致命性,有时,与家鸡密切接触的人会被感染,可悲的是,已有300人死亡。这是一种非常讨厌的疾病。但要成为人类流行病,这种疾病需要能够在人与人之间传播,到目前为止,还没有任何证据表明这种情况已经发生。一些主要的流感专家说,它永远不会适应人类,也没有机会成为人类疾病。其他专家则不那么肯定。

有了这些信息,你有多担心这种疾病会成为大流行?你会花数百万英镑监控它吗?你会忽略它吗?

然后,一组受人尊敬的科学家提出研究这种禽流感病毒有多大可能变异成能够在人类之间传播的病毒。如果研究人员不能在实验室里让这种病毒在哺乳动物之间传播,在这个案例中是雪貂,那么它引起人类大流行的可能性就微乎其微。如果他们能让这种疾病适应哺乳动物,那么,你就确切地知道哪些突变可能导致人类大流行。你可以花钱进行监测,并开始开发新的疫苗,从而有可能预防大规模致命的流行病。但在这个过程中,科学家们将创造出一种新的、更具传染性的病毒,这种病毒已经很危险,而且致命。研究人员将采取巨大的安全措施,但如果病毒以某种方式逃出实验室,它可能会导致你试图预防的大流行。

你会怎么做?你会资助这项研究吗?

雪貂

27:23 -为什么功能增益实验是有用的?

我们能从实验室中制造更危险的疾病中学到什么?

为什么函数增益实验有用?
艾德·哈钦森,格拉斯哥大学

克里斯·史密斯采访了格拉斯哥大学的流感专家和病毒学家埃德·哈钦森,谈到研究人员创造了一种可能在人类之间传播的禽流感。

艾德:所以在流感领域有一个巨大的问题。我们知道流感很容易从鸟类传染给人类,因为以前的大流行就是从鸟类传染给人类的。我们知道有一种非常讨厌的高致病性H5N1病毒,也就是所谓的禽流感,它经常让人生病,但我们不知道它是否有大流行的潜力。你怎么用标准的方法,解决这个问题,一点也不明显。然后在这次会议上,Ron Fouchier,他是世界上最受尊敬的流感研究人员之一,他站起来说,我们已经回答了这个问题。我们取了一株H5N1流感病毒,我们给了它一点先机知道它通常需要什么适应才能适应在哺乳动物中生长,在一个非常安全的设施中,我们观察它是否能在雪貂中传播它是可以的。这立刻回答了我的问题。从那时起,我们知道,至少在原则上,H5N1可能成为一种大流行病毒,因此,监测H5N1毒株并投入大量努力确保这种情况永远不会发生是完全合理的。

Chris -我们有一段Ron Fouchier在会议上的讲话他宣布他一直在做这项工作。让我们来听听他是如何描述他的发现的……

Ron -我们从之前的大流行中借鉴了证据,当时禽流感病毒发生了变化并导致人类感染。在那些大流行病毒中发生的一些变化我们通过基因操作引入了H5N1病毒。H5N1病毒现在在哺乳动物的上呼吸道中复制。现在这种病毒有许多大流行病毒的特征,但我们最初发现它仍然没有传播。这非常令人惊讶。然后我们把它放入哺乳动物体内让病毒在哺乳动物体内适应几轮然后取出病毒然后病毒就会传播。因此,通过聪明的实验,我们能够将三种必要的突变引入病毒,然后因为我们不知道剩下的部分,我们让哺乳动物完成剩下的部分,它们积累了两到三种额外的突变。这五到六个突变就足以使这种病毒传播。

Chris - Ron Fouchier在2011年对我说。所以Ed,有趣的是,在那个例子中,他们通过有效地鼓励病毒以自然的方式改变来做到这一点。他们实际上并没有在基因上进行修修补补。其他科学家的做法略有不同他们从永久冻土中提取样本,例如,1918年西班牙流感的受害者他们重现了1918年西班牙流感。你也是这么想的吗?试着去理解一种病毒,不仅是流感,而且是一种非常严重的流感,需要什么?

艾德:那是一个独立的研究,这个研究发生得稍早,但实际上引起了很多同样的担忧因为你创造了一些以前不存在的东西,这是潜在的危险。那个实验并没有回答这个问题,“这种病毒会成为大流行吗?”因为我们知道是这样的。1918年的流感,有时被称为大流感,即使在今天,从大多数方面来看,仍然是我们有记录以来最严重的流行病,但当时我们不知道为什么它如此危险。因此,再一次,在非常非常可控的情况下,研究人员能够让这种病毒死而复生,并找出它如此危险的原因,这样我们就可以在未来保护自己免受类似病毒的侵害。你有点希望从灭绝中复活的第一个东西会是更可爱或更令人兴奋的东西,但实际上它确实是这种病毒。

克里斯-这是我们遇到过的最致命的疾病之一!就像你说的那样,它是否传达了值得称赞的目标,试图理解这些东西是否会成为流行病以及它们需要什么才能做到这一点,或者它们是如何引起严重疾病的,我们是否因为这些实验而更好地了解了流感生物学及其对我们构成的威胁?

艾德:当然。所以我认为,这两项研究是分开的,但是如果我们看一下H5N1的研究,那么这个问题H5N1流感病毒能适应人类吗?你可以从这项研究中得到两种类型的答案——具体答案和一般答案。具体的答案是病毒需要什么样的变化才能开始成为一种有效的哺乳动物病毒而不是有效的鸟类病毒,我们从中得到了一些答案,一些我们以前从未知道的答案。但流感是一台复杂的机器,你可以用许多不同的方式对它进行微调。因此,尽管我们了解了流感适应人类的一些方式,但我们并没有发现所有的方式。事实上,它的下一部分在2009年出现,让我们措手不及,因为它调整了病毒的一系列不同特征,这些特征在这项研究中没有出现。所以它向我们展示了一些特定的特征,一些需要注意的事情,但它并没有强调这种非常多变的病毒能够适应人类的所有可能方式。但总的来说,它明确回答了“高致病性H5N1流感病毒能否在哺乳动物中传播?”答案是非常非常明确的是肯定的,因为他们证明了它确实发生了,这是一个明确的答案。

克里斯:有没有一种方法可以让科学家们在掌握了这些知识的情况下,不需要做这项研究,不需要进行功能研究,不需要创造出潜在的极具破坏性的危险病原体?

艾德:很难想象这个普遍的问题可以用其他方式来回答。然而,这项研究发表了大量关于如何进行这些研究的关注,人们为此付出了很多努力,就是找到更安全的方法来做这些事情。所以我们已经有了非常安全的实验室,但是,例如,现在有办法在你用其他方法修复病毒的同时破坏它,以确保即使你产生的东西在某些方面更好,它也无法在外部世界茁壮成长。

BSL4实验室

33:58 -高风险研究:让实验室更安全

根据所研究疾病的危险程度,实验室可分为四类。

高风险研究:确保实验室安全
阿曼达·菲尔普斯,国防科学技术实验室

为了更多地了解这类研究的风险,重要的是要了解所有的安全程序,这些程序不仅是为了防止任何疾病从实验室逃逸并感染更广泛的人群,也是为了保护在实验室里做研究的人的健康。显然,有些研究比其他研究更有风险,为了找出如何管理这些风险,Sally Le Page与来自英国国防科学技术实验室(DSTL)的病毒学家Amanda Phelps进行了交谈。

阿曼达-所以有四种类型的实验室从一级一直到四级。第一级是你在学校或大学里可能有的那种实验室,处理对人类没有威胁或伤害的药剂,一直到第四级,我们处理地球上最致命的病原体

莎莉:三级和四级,我想,是比较严重的。当然,我从来没有去过三级或四级实验室。第3关和第4关有哪些bug ?

阿曼达-在第四层都是病毒这些物质可能会对你造成严重伤害,甚至可能会杀死你。这就是他们被列为最高级别的原因。两个很好的例子是埃博拉病毒和马尔堡病毒。我们在四级控制级别处理的病毒通常没有任何治疗方法,而对于三级控制级别,感染鼠疫或炭疽等疾病导致死亡的可能性并不高,我们有许多可用的治疗方法。

莎莉:如果它有可能杀死你,那也只有三四个机会。如果你能治疗的话,可能是三分钟。如果你不能治疗,很可能是4年。

阿曼达-这是一个很好的总结。是的。

莎莉:比如说,当你在一个三级实验室里研究禽流感和目前的冠状病毒时,你是什么感觉?

阿曼达-好吧。所以你可能在任何电影中看到的都不是一个好的开始!只有那些有资格和经验的人才能进入这些特定的实验室。我们可以控制气流,对我们来说,这意味着负压,所以空气总是冲进来,不会冲出去。我们穿上平常的衣服,走进去,穿上你的实验服,戴上一副手套,然后你就可以开始工作了。

莎莉:那么你如何确保你不会意外感染自己呢?

阿曼达:我们工作的手套箱,本质上是一个大盒子,前面连着两只大手套,我们坐在上面。空气流动,还是在负压下,所以空气总是涌入,我们只处理这些手套箱里的虫子。所以虫子和我们从来不会同时出现在同一个地方。总会有一个物理障碍。大多数时候,不是只有一个障碍,而是有两个或三个障碍。

莎莉:所以你是少有的在四级实验室工作的研究人员之一。在那里工作是什么感觉?它和第三类有什么不同?

阿曼达:我们需要彻底换掉日常的衣服,换上所谓的“手术服”。我们必须穿上一双特殊的鞋子,或者一双专用的鞋子,才能进入实验室。一旦进入实验室,我们有很多连接在一起的手套箱,所以我们需要做的所有工作都包含在手套箱的走廊里。一旦我们完成了一天的工作,我们就需要脱掉磨砂服和专用鞋,洗个澡,洗个头,然后出来,我们就可以穿上日常的街头服装了。

莎莉:当然,大多数情况下,如果发生意外,那也只是一场意外而已。但是,怎样才能阻止一个看过太多科幻电影的人从实验室里偷走这些讨厌的病毒或细菌呢?

阿曼达:我们对我们持有的材料有非常严格的可审计记录。所以任何时候,比如说炭疽热,如果我们为了做功而接触到一些库存,那么我们就需要记录我们接触了什么,什么时候,多少,以及我们用它做了什么。所以有非常非常严格的控制。人的因素总是一个有趣的因素,但是,我再一次回到培训,我们把人们从较低的水平,我们训练,我们与他们一起工作,只有当我们认识到他们有合适的技能和合适的能力在高密封水平工作,只有这样他们才会进步。

去污

38:53 -实验室泄漏:生物安全事故的历史

我们来看看那些危险的疾病从实验室逃到外面世界的事件。

实验室泄漏:生物安全事故的历史
艾莉森·杨,密苏里大学

高度安全的实验室使用设备和程序来保护自己和更广泛的公众。当然,只要有人类的地方,就有可能出现人为错误,实验室也不例外。艾莉森·杨是一名调查记者,也是密苏里大学新闻学教授。她专门研究生物安全方面的错误。Sally Le Page问她在这些高度安全的实验室里会出什么问题……

艾莉森-有很多事情可能会出错,而且已经出错了。在过去的十多年里,我大部分时间都在报道发生在一些世界上最顶尖的实验室里的事故,比如美国国立卫生研究院。显然,病毒和细菌不会自己走出去。它们可能逃脱的方式通常与人为错误或骑在人类身上有关。

艾莉森:我们在疾病控制和预防中心遇到了这样的情况,2014年,疾病控制和预防中心的一位科学家正在准备一种良性禽流感病毒的样本,准备送到另一个政府实验室进行研究。问题是,他们使用了一些糟糕的安全措施,在准备标本的同时,他们还准备了一种非常致命的禽流感菌株的标本。所以他们把样本送到了另一个实验室,研究它的科学家们,并没有意识到他们正在研究这种致命的流感病毒,直到他们研究中的鸡都意外死亡。在这种情况下,我们很幸运。当然,这些研究人员只是碰巧,在更高级别的保护下工作,但他们所做的实验并没有要求他们这样做。

莎莉:有可能以一种100%安全的方式进行这项研究吗?

艾莉森-一切都有可能是人为失误。这些实验室设计了冗余的安全系统,但最终,是人类在里面操作。在美国,只有一小部分实验室受到真正的监管。每年,就在这部分实验室里,每年都有一百起严重的事故发生在实验室里工作的人接触到某种特定病原体的情况下。

莎莉:所以这并不意味着有100个病毒或细菌逃逸的例子。那里有可能是研究人员被感染的地方。

艾莉森-没错。我的意思是,所有这一切的好消息是,那些与病原体打交道的人实际上被感染的事件的数量相对较低。实验室事故导致更广泛社区感染的次数更少,但这类事件确实发生过。

莎莉:你能给我们举个例子吗?

艾莉森-当然。我的意思是,有三个非常突出的例子。2007年,在英国的皮尔布赖特,在一个大型动物研究和疫苗制造工厂,他们在研究口蹄疫病毒制造疫苗时,发生了实验室泄漏。他们的排水管漏水,已经被腐蚀,而且没有得到维护。最终,附近农场的牛群被感染了,在这种情况下,有600头牛需要被宰杀。

动物和人类的病原体和疾病有不同的分类,但口蹄疫是动物疾病中最重要的。它只在最安全的设施中进行,这种情况正在英国发生,但不知何故,它仍然设法逃脱了。

艾莉森:这确实是一个例子,说明即使你知道你在处理最危险的病原体之一,也会发生什么。我们也有,你知道,很明显,大流行让每个人都想到了SARS冠状病毒当第一个SARS病毒出现时,在2003年夏天疫情得到控制后,发生了一系列的实验室事故,工作人员没有意识到他们在实验室里已经暴露在病毒中,他们出去,在公共场合,直到出现症状。所以他们直到生病后才知道实验室发生了事故。

艾莉森:最后,我们还会说,当我们考虑实验室事故对世界的更大影响时,有一种全球流行病被认为与病毒的非自然发生有关。这是1977年,H1N1流感病毒再次出现。当科学家们研究这个菌株时,它看起来像是被冻结在1950年的时间里,那是它最后一次被看到。人们普遍认为,这要么是某种形式的实验室事故,要么是某种疫苗试验出现了意外。所以这种病原体传播出去并影响更广泛的群体的情况相对罕见,但它们确实发生过。当科学家和一些公众谈到功能获得的研究时,他们所表达的担忧是,它们可能很罕见,但有可能造成毁灭性的后果。

萨利:如果人为失误是不可避免的,而且总是有可能发生事故,不管这种可能性有多小,在你看来,在过去的几十年里,你一直在报道这个问题,你认为所有这些研究都应该停止吗?是不是太热了?太冒险了,什么都做不了?

艾莉森:作为一名记者,我没有资格说什么,但这是目前正在进行的重要辩论的一部分。有些人认为,这项研究对于开发各种治疗方法和了解下一次大流行可能来自哪里至关重要。但也有人认为,无论收益如何,风险都是不值得的。我认为这是一场我们所有人都需要关注的重要辩论。

莎莉:谁来决定这项研究的风险是否大于收益呢?

艾莉森-这是一个很好的问题。这是一个有待讨论的问题。当涉及到非常危险的研究时,有一些机制可以进行一些层次的批准,但在美国,人们对这些结构是否足以确保充分的监督提出了质疑。

一份清单,上面有所有的选项

46:20 -监管研究:谁来决定?

当考虑高风险研究时,谁负责给它放行?

监管研究:谁来决定?
Filippa Lentzos,伦敦国王学院

许多人对高风险的病毒研究如何受到监管表示担忧。伦敦国王学院的科学和国际安全专家Filippa Lentzos接受了克里斯·史密斯的采访。

克里斯-菲利帕,在英国和国际上做这种工作的监管框架是什么?

菲利帕:在英国,我们在处理危险病原体的安全方面有很好的立法。所以一切都在健康与安全执行委员会制定的《工作健康与安全法案》之下。但这只是考虑安全方面的问题,并没有考虑这种研究是否应该继续进行的伦理或社会问题。我们有一些安全方面的规定,但不是所有的安全方面的规定。所以我们有了某种框架,这是一个法定框架。在美国,这不是法律规定的。这个框架没有法律依据,它只是一个指导。这取决于你是否收到了联邦资助。所以如果你得到了资助,你就有义务遵循这些准则。但如果你是在用私人资金做研究,你就不一定需要遵循这些指导方针。 Although most companies will do that because that is seen as the kind of the standard to follow.

克里斯:各国应该遵守的最低标准是什么呢,还是只是碰运气?如果你的国家更宽松一点,或者让我们更深入一点,你对你愿意让人们做的事情更放松一点,你是否有可能成为一块磁铁,吸引人们来做高风险的研究,这些研究是完全合法的,但他们想要以最小的摩擦来做,所以他们会来找你?

菲利帕:哦,是的,你知道,科学旅游或研究旅游。我的意思是,有这种可能性,或者只是分包一些工作。虽然,如果这项工作是由英国或美国的某个人资助的,你知道,你必须遵守资助者的一套规定。但我们知道,在国际上没有任何固定的标准。例如,世界卫生组织当然有关于生物安全的指导。但同样,这只涉及安全方面。它没有涵盖,例如,是否应该继续进行功能获取研究,这些研究的实施在不同的国家是不一致的。

克里斯-谁才是真正的法官和陪审团呢?谁来决定什么该做,什么不该做?在节目开始的时候,我们从Ed Hutchinson那里听到了一些非常重要,非常有用的例子,关于这种方法是如何治疗流感的。这是一项危险的研究,但它得到了安全的结论,并取得了成果。谁会有真正的监督和决定,是的,这是合法的,是的,我们要资助这个?然后,将其应用于武汉神经病学研究所可能发生或可能没有发生的事情,他们正在研究冠状病毒并可能对其进行改造。我们知道,出于完全合法的理由,已经提交了赠款,要求提供资金来改变这些冠状病毒,但谁会真正决定是否可以继续进行呢?

菲利帕:嗯,在这种情况下,应该是资助者。所以如果美国国防部,如果他们想要继续并资助这个项目,那是可以的。没有一个国际监督机构会说,不,这是不可能的,或者“我们是世界实验室警察,我们要进去检查!”所以国际上没有人会说不。所以这真的取决于资助者和特定的地方或国家监管框架,是否可以继续下去。当然,有了这项工作,我们知道美国国防部说,不,我们实际上不会资助这项工作,因为我们认为这太冒险了。我们不知道它是否得到了别人的资助,或者它是否仍然在进行

Chris:是的,因为你已经有了想法,你已经编写了应用程序,你已经考虑过如何做这个项目。如果有人说不,你就把项目转移到别的地方

菲利帕——很有可能。通常当你写研究计划时你需要提前做一些研究以确保你可以自信地说这是一个可行的研究项目。因此,也有可能在提交提案之前已经进行了一些研究。

Chris -我们从Alison Young那里听到了一些出错的例子。当事情被发现出了问题,他们是如何调查的?那么如何引入改变和学习来确保同样的错误不会再次发生呢?有什么措施可以确保我们从错误中吸取教训吗?

菲利帕:嗯,我觉得还不够。再说一遍,各地情况不同,对吧?所以在英国,如果发生重大事故,你知道,艾莉森在皮尔布赖特提到的口蹄疫爆发,就会有一个大调查,有数百页的记录,这样我们就能从那次事故中吸取教训。在不太为人所知的小事件中,很难从中吸取教训。同时,我们也没有必要的‘事故登记处’。很多地方事故,当然大多数地方事故都很小。所以他们没有被报道。

Heterochromic狗

52:33 -为什么我的眼睛颜色不一样?

为什么有些人的眼睛颜色不同,他们的孩子会遗传同样的颜色吗?

为什么我的眼睛颜色不一样?

伊娃·希金波坦联系了西澳大利亚大学的大卫·麦基来回答这个有趣的问题……

艾莉-我叫艾莉,是一名来自曼彻斯特的老师。我们一直在学习遗传学,我的一个学生问了我一个我无法回答的问题……

学生:我是一名来自曼彻斯特的九年级学生,我有一只蓝眼睛和一只棕色眼睛。当我有了孩子,他们会像我一样有一只蓝眼睛和一只棕色眼睛吗?

Eva -现在我全身心地投入在寻找这个问题的答案上,因为我的眼睛也有不同的颜色——我左眼的虹膜是淡绿色的,而我的右眼是中间一分为二的——一半是绿色,一半是棕色。当我在七年级的时候,我问我的科学老师关于这个基因的问题,她叫我突变体!所以我很高兴你的老师Ellie更支持这个优秀的问题…我向西澳大利亚大学的眼睛颜色专家大卫·麦基提出了这个问题。

大卫-虹膜的颜色,类似的头发和皮肤的颜色,主要受色素的产生影响,其中主要是黑色素。棕色的虹膜有很多黑色素,而蓝色的虹膜只有很少的黑色素。眼睛呈现蓝色的原因和天空呈现蓝色的原因是一样的,都是由于光线的散射。以眼睛为例,光线被虹膜前部的透明胶原纤维散射。

同样,绿色的眼睛也没有“绿色色素”,相反,眼睛看起来是绿色的,这是由于黑色素和光散射的结合。这就是眼睛呈现不同颜色的原因,但是是什么决定了我们每个人眼睛的颜色呢?

大卫:我们过去认为眼睛颜色的遗传是很简单的,棕色是主要的。我们现在知道,眼睛颜色的遗传非常复杂,有几十个基因和环境因素也起着作用。新生婴儿的眼睛通常颜色较浅,在生命的最初几年里,色素会增加。眼睛颜色不同被称为异色症,这通常是由环境因素造成的。大卫·鲍伊和眼睛受伤

Eva:如果异色症通常是由环境因素引起的,那么这对异色症患者的孩子意味着什么呢?

大卫:你的孩子不太可能有不同颜色的眼睛。然而,如果你是一只狗,你的后代很有可能患有异色症。在狗和其他一些动物身上,就像它们的皮毛上可以有斑块状的色素区域一样,它们也可以有一个有色素的虹膜和一个没有色素的虹膜。这一点在北极哈士奇犬中尤为明显。一些与此相关的基因已经被确定。

伊娃:所以,看来你的孩子,或者我的孩子,都不太可能拥有不同颜色的美丽眼睛——我们是幸运的!我们只能给他们买只哈士奇了……谢谢大卫。下周,我们将回答罗布的问题

暗物质是块状的还是沙粒?

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