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国内规模最大的SARS疫苗恒河猴动物实验揭秘
  文章来源: 发布时间:2003-12-05 【字号: 小  中  大   

    18只恒河猴殉身

    背景:一种不为人所知的冠状病毒,曾让整个中国乃至全世界都陷入惶恐。事实上,就在白色恐慌幽灵般在中国大地上游荡时,大批科学家和技术人员就投入了SARS疫苗的研制工作。

    6个月的努力换来了令国人为之一振的好消息。11月23日,国家食品药品监督管理局官员对外宣布:SARS病毒灭活疫苗已在动物身上实验成功,有望在年底进入临床试验阶段。尽管还有很多工作要做,但这已是“令全世界振奋的突破性进展”。最先传出佳音的是北京科兴生物制品有限公司。他们与中国医学科学院动物研究所,以及中国疾病预防控制中心病毒所共同完成了SARS疫苗的临床前研究。

    11月28日,又一批成功通过动物实验的SARS疫苗针剂,悄悄进入国家食品药品监督管理局的“快速审批通道”。与科兴公司不同,前者是国家“防治非典指挥部科技攻关组”正式批准的两支“国家队”之一,而此次的送审者为一家社团组织——中国医学基金会新药发展基金管委会。

    这家基金会自筹资金完成了SARS灭活疫苗的前期研制,而且他们委托了目前国内规模最大的武汉大学生物安全三级动物实验室(即P3动物实验室),同时做了18只猴子的对比实验,更有力地证实了疫苗的安全性和保护性。这是国内迄今为止规模最大的一次SARS疫苗动物实验。社会力量正悄然推动着科技进步。

    一次保密的实验

    穿过东湖边的一条小路,尽头就是武汉大学医学院。11月29日,依山傍水、草木葱郁的医学院,正庆祝大学110岁华诞。欢声笑语中,无人留心到偏安一隅的动物实验中心发生的一切——那里刚刚结束的一次实验,可能让这所百年老校名垂青史。

    这是国内规模最大、设备最先进的生物安全三级动物实验室——一栋花费了2000多万元装备起来的三层乳白色小楼,安静地坐落在偏僻的动物试验中心的小院里。平时院门紧闭,外观无奇,内里却是另有乾坤:先进的中央控制系统,实时监控各个房间的空气压力;完善的排风系统,可以确保室内处于负压状态,空气不会向室外扩散;高效的空气过滤装置,保证进出实验室的空气清洁无毒;宽敞的实验室,可以同时进行多达50只猴子的安全实验……

    这一切设施都是做一次大型疫苗实验不可缺少的条件。

    “当初建这个实验室,是准备为自己的科研服务的。”武汉大学医学院副院长孙理华说,“我们研究结核病和出血热的防治有20多年的历史了,还有艾滋病防治的项目,都需要能进行动物实验的P3实验室。”

    巧合的是,实验室刚刚建成,就遭遇了国内突如其来的非典疫情。

    “曾有领导质疑在一家大学里有这个实验能力,就在实验室数我们做动物实验的笼子,看有没有50个。”孙理华指着中央监控室的监视屏笑着对记者说。

    记者看到,3排共9台监控器组成的电视墙,正轮流切换每个房间的图像。监视屏上显示的,是一排排负压柜。在一个实验室的一角,整齐地码放着一堆实验罐:那些曾经活蹦乱跳的猴子们,已变成了标本。

    中央监控室制控员俞宏霞仍然坐在电脑前,认真看着屏幕并作笔录:“做疫苗实验的那40个日日夜夜,就是这样度过的。”

    就在一个多星期前,出现在监视屏上的,除了科研人员忙忙碌碌的身影外,还有18只恒河猴。这里进行了一次“人用SARS病毒灭活疫苗”动物实验,不仅实验非常成功——“X光片、血液分析和病理解剖切片都表明这种SARS疫苗安全有效”。

    这个实验在进行前,是严格保密的。

    委托方是一家社团组织——中国医学基金会。今年4月,该基金会组织北京华特森基因科技有限公司、北京普世康科技开发中心、北京出入境检验检疫局等单位,自筹资金联合研制了“人用SARS病毒灭活疫苗”。在进行大动物实验前,疫苗已经完成了白鼠等小动物的实验。

    “他们看中了我们的实验条件,愿意投钱。SRAS研究,对于我们实验室的启用来说也是意义重大。于是我们签订了一个合同:他们投资经费,我们组织23位专家负责动物实验,但合同约定疫苗本身的知识产权归他们所有,实验详细内容不得向第三方泄露。”孙理华说。

    18只恒河猴

    10月13日晚,一批特殊的“乘客”搭载西南航空公司的航班降落在武汉天河机场。它们是18只经过精心挑选的恒河猴,因隔离需要,每只猴子被装在单独的一个铁笼子里。怕途中接触其他污染,飞机一落地,孙理华就立刻派专车把它们接到实验中心。

    这批活蹦乱跳的小家伙让昔日冷清的小院一下子热闹起来。尽管院门紧闭,但学校里的师生还是为它们偶尔发出的叫声好奇不已。当时他们不知道,一次SARS疫苗猴子实验已在这里秘密启动了。

    这18只来自西南某地动物饲养中心的恒河猴,年龄在1至2岁之间,全部为人工繁殖,并在此前接受过严格的体检:不能有肺结核病;不能被其他病毒感染;更不能是SARS病毒感染猴。动物专家在挑选它们时,费尽周折,最终才在上万只猴子中“万里挑一”,挑出了这18只比较理想的“佼佼者”。

    “我们原先签的合同是准备做20只猴的,但他们一时找不到更多合适的。”孙理华补充说。

    武汉实验人员很快给这些客人做好了“入住登记”手续:12只公猴,6只母猴,体重最大的7.5公斤,最轻的4.7公斤。每只猴子都有一个编号。工作人员把铁笼子的口和负压柜铁栅栏的口对上,铁门一抽,猴子跳进了新家。

    实验前的猴子享受了最好的待遇:房间很宽敞,房间外是两层有机玻璃窗,有专用的饮水瓶;猴子大小便后,负压柜底层的塑料袋会自动打包,并很快有人拿走。一日三餐更是丰盛:牛奶、鸡蛋、窝头、苹果、桔子、香蕉,不但管够,而且搭配得很好。

    10月14日下午,疫苗注射开始。实验人员把中国医学基金会组织研制的疫苗启封后,小心翼翼地注入猴子们的前肢,猴子吱吱大叫。

    “疫苗需要提前打到猴子的体内,因为产生抗体需要一个过程。”孙理华解释说。

    这18只猴子被分为了6组:前三组分别按高、中、低三种剂量注射了疫苗;

    第四组是阳性对照组,不注射疫苗,只注射病毒;

    第五组为阴性对照组,也是正常对照组,病毒和疫苗都不注射;

    第六组为大剂量对照组,它注射的疫苗是低剂量组的1万倍,主要做安全性评价。

    对猴子们的细致观察这个时候就开始了。

    实验人员开始每天给这些猴子送水,送食物,收集粪便,测体温,抽血,做鼻试子和咽试子,并作详细的记录。

    动物实验中心实验师王勇可能是这些猴子最喜欢的人,因为一日三餐都是他负责送进去的。“我们配好了食谱,保证它们吃得好而饱,一只猴子每天的伙食标准有20多块钱,比有的人还高。”他开玩笑说。

    王勇很快熟悉了这群猴子的特性:有一只好像是放哨的,一看见人来,就上下跳,嘴里还发出声音;有两只公猴,体格很健壮,人一走近,就呲嘴獠牙地做出吓人的模样;其他的则是往里躲。

    “这群猴子很聪明,我看见它们经常去扳铁栅栏的锁,似乎在寻思着怎么把锁打开,有的锁都扳坏了,后来我们全部换了密码锁。”王勇还说了一个笑话。在换密码锁时,同事问他密码是多少,他随口就说了,同事赶紧提醒他要小声点,莫叫猴子听到了。

    攻毒

    11月4日下午2时,孙理华的手机响起,他接完电话后叫上几个工作人员下楼打开了动物实验中心小院的大门,此时整个实验中心如临大敌。

    一辆挂着北京牌照的蓝色面包车开了进来。车门打开,走下来5位着便装的警察,其中两个人抬着一个蓝色的铁皮箱。工作人员把这个铁皮箱小心翼翼地放上手推车,径直推向P3实验室三楼。穿上防护服后,他们打开铁皮箱的盖子,里面是一层泡沫保温层。保温层中,是密封很严实的一个不锈钢保温瓶。他们把这个保温瓶用两道锁锁进了零下85度的冰箱里。

    “这个保温瓶中,装的就是活SARS病毒。为了不引起旁人恐慌,那5个警察全部穿了便装。”知情人说。

    11月5日上午,7位实验人员用了半个小时“穿着打扮”:内衣、隔离服、防护服、三层手套、二层口罩、防护眼镜、呼吸面罩、深筒雨靴……全副武装后,他们打开了储放有SARS病毒的冰箱——攻毒开始了。

    “因为是第一次接触活SARS病毒,心里确实很紧张,动作也有点僵硬。”参加实验的魏文进博士回忆说。他在生物安全柜里打开了保温瓶,里面是十余支装着活SARS病毒的试管,呈淡黄色,不起眼,“但吓人”。

    解冻后,他把这些活SARS病毒分装到了14支注射器中。这14支注射器摆在两个铝合金盒子里,通过传递舱送到了猴子所在的两个房间。按照既定计划,还有4只猴子用于实验对照,不需要注射病毒。

    汤宏斌和鲜巧阳两位工作人员先关闭了负压柜的送风开关,把排风量开到了最大。这样可以确保猴子呼出的有毒气体进不到房间中。在负压柜的顶部,还有一个双保险设施:主排风管。即使负压柜断电,里面的空气也可以通过主排风管抽走。

    汤宏斌按下了负压柜电动挡板按钮,猴子被慢慢挤到了靠近窗口的地方,无法挣扎。他把手伸进负压柜外层有机玻璃的操作孔,打开内层窗户,给猴子打了麻醉针。一分钟后,眼睛还睁着的猴子,身体慢慢顺着挡板倒了下来。

    汤宏斌从铝合金盒子里十分小心地取出一枚注射器,找准猴子颈部的气管打了进去。一滴、两滴……病毒慢慢流进了猴子的气管。第一只猴子攻毒成功。

    但意外出现在另一个房间里:一只负压柜的电动挡板突然不能正常工作,猴子躲在里面,人无法靠近。排除故障需要时间,而铝合金盒子里的SARS病毒针的温度在慢慢升高,必须冷却才能确保质量。

    “如果把SARS病毒针放回冰箱,要重新消毒和解冻。”在场的工作人员很快想到一个简单的办法:去买冰块。几分钟后,一家麦当劳餐厅的冰块解了燃眉之急。

    下午5时,鲜巧阳最后一个从实验室里出来。他拽着被汗水浸透的衣服,极其疲倦地告诉大家:14只猴子攻毒全部完毕。此时实验人员连中饭都没顾上吃。

    “以新加坡事故为戒”

    和23位实验人员同样顾不上吃饭的,还有一位“不怕死”的记者——湖北日报摄影记者陈勇,他参加了22天的实验。不过,这一切,都是以生命危险和辛苦为代价的。

    在进入动物实验中心的隔离区前,他和其他23位专家一样,和校方签订了一份知情同意书:

    本人申明

    为了人类的身体健康,为了医药卫生事业的发展,为了科学的进步,我自愿进入武汉大学P3实验室从事课题研究。

    我深知进入该实验室从事的研究工作有很大风险,对本人的身体健康和生命安全有很大威胁,也有可能导致环境污染。但我也深知,只要严格按操作规程执行,这些可怕的后果是可以避免的。

    我自愿参加并严格按P3实验室管理的有关规程执行,认真做好个人与整体的安全防护工作,努力完成科研任务,为人民、为科学事业做无私奉献。

    知情同意人

    “我必须要和他们讲清楚,这个实验是有风险的。但我们的实验室是好的,只要严格按照规程操作是安全的。”孙理华开玩笑地说,“不怕死的记者都来了,我们怕什么?”

    孙理华曾经想给这些人投保。但没有一家保险公司愿为他们承保,理由是目前没有这个险种。

    “武汉大学校长知道我们要做这个实验,要求必须是零事故,不能出任何差错。校长在会上说,要引新加坡的事故为戒,出了问题,实验室封了不说,还影响国家声誉。作为实验负责人,我的压力当然很大。”孙理华说,“只要出现问题,肯定就是我的问题。”

    实验人员对防护工作的严谨很快让孙理华放了心。连记者陈勇,也给自己专门制定了摄影人员操作规则:先用保鲜膜把数码相机封死,只露出UV镜头。完了给整个相机喷洒消毒液,然后拆开保鲜膜,把相机再放到紫外灯下照射消毒。

    严密的防护措施给大家的呼吸带来困难,时间一长就会因缺氧而头晕,而有的实验又要求连续,不能中断。由于上厕所不方便,有的干脆穿上了纸尿裤。

    “这里真是‘通讯基本靠吼’。”陈勇笑着说。由于半截式正压服的电动空气过滤器会发出噪音,一般的说话声很难听清楚。“听不见就打手势,再不行就用纸和笔交流。”

    “这些实验人员的精神太可贵了,只要一有事情,不管多疲劳多累,立刻就进到实验室。等到再出来时,又是好几个小时过去了。”陈勇回忆说。

    几天后,每个人的脸也都成了“猴脸”:口罩上夹鼻梁的夹子已深深留下了两道印。等到实验全部结束时,大家一称体重:平均下降了两公斤。女实验员高兴地说:“这真是一个减肥速成班!”

    17号毒猴

    在此次实验中,编号为17号的猴子可能是最“不幸”的。它是一只母猴,在全部18只猴子中,它最瘦小,体重最轻。

    在分组时,它和18号猴同时被选为阳性对照组,光注射病毒,不注射疫苗。作为动物模型,实验人员希望它能发病,成为一只SARS猴,以便和其他组进行病理对照。

    “如果这两只猴子不发病,那么疫苗实验就失败了。在签合同时,我多次和对方讲,这个实验是有风险的,18只猴子数量还是少了点,这笔钱有可能打水漂,但他们还是坚持要做。”孙理华说。

    实验人员最担心的一幕没有出现。注射完病毒的第二天,在两只猴子的粪便、血里、鼻部和咽喉部位的分泌物中都能查到排出的SARS毒素。到了后期,两只猴子开始出现精神萎靡的状况。

    “我发现17号猴经常坐在门口不动,耷拉着脑袋,一副有气无力的样子。”监控师小于说,其他打了疫苗的猴子,则没有什么变化。

    实验记录显示,17号猴子一直在发烧,尽管体温升高幅度不大,但最高达到了39.5度。“我看它总是很热的样子,经常把前肢和后肢都伸出铁栅栏,贴在有机玻璃上,可能这样凉快点。”实验人员回忆说。

    不过,孙理华认为,猴子的体温本来就较高,发热对于猴子的SARS症状研究参考价值不大。

    危险差点就出在这只看起来萎靡不振的17号SARS猴身上。11月18日下午4时,在中央监控室的监视屏上,出现了让值班人员惊讶的一幕:17号猴竟然四肢协调并用,后肢用力蹬着窗口外层的有机玻璃,顶开了固定内层窗口的卡子,然后前肢一扒,打开了窗口。

    这只SARS猴还“发现”了电动挡板的秘密,它从铁栅栏里伸出前肢,绕过窗口,拽断了电动挡板的电线。

    孙理华紧急赶到中央监控室,悬着的心终于放了下来:两位实验人员已戴着坚固的帆布手套,看准机会,一人抓住了猴子的一只前肢。SARS猴被安全制服了。实验人员迅速在四周喷射了消毒气雾。

    “这只猴子真是奇怪,怎么前几天还是有气无力的样子,一下子又活了起来?”实验人员对病猴所表现出的顽强求生欲望心有余悸。

    解剖

    谁都不愿意回忆这18只猴子最后被解剖的场景。解剖前,实验人员在比选了几种“安乐死”方案后,决定对这些猴子实施深度麻醉。作为武汉大学医学院医学伦理委员会主任,孙理华监督了这一过程。

    “我看了一例解剖,就再也看不下去了。大家心里都不好过。”陈勇说。

    担任解剖主刀的,是武汉大学医学院病理生理系朱润庆教授。由于以前并未参加过SARS研究,为了确保解剖过程不出现意外,他事先专门到北京学习了SARS病毒安全防护知识。

    11月15日,朱润庆解剖了第一批猴子,数量是7只。19日,他开始解剖剩下的其他猴子。

    朱润庆在解剖时,并不知道这些猴子的具体分组。但他凭肉眼,还是能观察出猴子的脏器有不同的病理变化。“SARS猴的肺有纤维化趋势,其他脏器也有严重的损坏。疫苗注射剂量最小的猴子,部分器官还是有轻微病理反应。而疫苗注射中剂量和高剂量组的猴子,几乎没有什么变化。”他说。

    “动物的生理和人不同,动物个体之间的差异也很大。应该说,动物对病毒的抵抗能力比人要强。”朱润庆说。

    解剖是在生物安全柜里完成的。朱润庆不但要把猴子各部分的器官摘下来,然后泡在福尔马林中做成标本,还要做病理切片取材。“我手上有三层橡胶手套,然后再戴一层线手套,在生物安全柜上还有一个很厚很大的操作手套,拿器械很困难,每一个动作都很缓慢。第一批猴子解剖花了一整天。”他说。

    朱润庆的工作给这项实验的后续研究打下了很好的基础,他留下了160多件标本和260余张病理切片。

    “我们记录了详细的实验过程,保存了18只猴子完整的病理变化、抗体免疫功能和血生化等方面的检测数据。我们愿意和其他科研单位合作,共享这些材料。”孙理华表示,但目前根据合同规定,这些材料还要保密一段时间。

    被解剖后的猴子,经过了两次高温高压消毒处理,最后被焚烧。王勇保留了一些猴子的骨灰。他听说,学校要为这些动物立块“慰灵碑”,他要把骨灰埋在碑下。

    “学校已经给了10万块钱,现在正在联系人,去猴子的故乡神农架下面的大峡谷里找一块巨大的、经过上万年冲刷的鹅卵石。我们还准备在碑的旁边雕刻一些动物,纪念这些为了人类健康而献身的动物。”孙理华说。

    动物实验仅是疫苗研制中的一步

    国家食品药品监督管理局药品注册司副司长张志军近日接受记者专访时指出,SARS病毒灭活疫苗真正通过临床实验并广泛应用于普通人群还需要一定的周期,公众应当科学看待我国现阶段SARS疫苗研究所取得的各项成果。

    今年SARS疫情发生后,SARS疫苗的研制工作受到党中央、国务院的高度关注,并把这项工作列为全国防治非典型肺炎指挥部科技攻关组的首要任务之一。6个多月来,在科技攻关组的统一协调组织下,国家食品药品监督管理局为疫苗的研制开辟了“快速审批通道”,专家组反复论证,有关科研单位夜以继日地工作,终于取得了SARS疫苗研制的突破性进展。

    但SARS疫苗能否广泛接种尚有不确定因素,“社会上有一些误解,认为SARS疫苗已经研制成功,可以广泛接种了。这是不对的。疫苗真正通过临床研究并广泛应用于普通人群还需要一定的周期。”

    张志军说,临床前研究的完成,仅仅意味着我们通过动物实验初步确认了疫苗的安全性和有效性。下一步,疫苗是否能够进入临床研究,还必须通过专家组的技术审评和国家食品药品监督管理局的批准。这将是一个系统过程,当中仍然存在着一些不确定因素。如果申报的材料不完全,则需要加以补充;如果数据有问题,还需要进一步的实验来证实。

    张志军说,即使疫苗获得批准进入临床研究,科研人员还需要通过实验解决疫苗可能存在的免疫病理问题和注射剂量问题。另外,目前我国只能开展一期、二期临床研究,三期临床研究必须在SARS疫情具有一定流行规模的地区进行。

    关于疫苗的注射剂量,也需要通过临床实验进行摸索。张志军说:“通过动物实验,科学家已经找到了适合于猴子使用的疫苗注射剂量,但人与猴子毕竟还有很大差别。究竟需要注射多少疫苗才能保证人体既能产生足够的抗体又不致损害健康,还需要通过临床实验进一步加以研究。”

    疫苗研制进度程序

    目前疫苗研制的进展是刚刚送审,审查的结果还没出来。如果批准,就进入一期临床。一期临床实验人数很少,一般只有几十人,主要观察疫苗是否安全,接种后是否产生免疫力,实验对象严格隔离,受到密切监控;二期临床实验对象加大到几百人,主要研究和评估不同剂量、针次、间隔时间的疗效差异;三期临床实验对象增至几千人,观察大样本情况下疫苗的效果和安全性。专家举例说,三期临床实验需要在非典爆发期间,通过选取各1000人的对照组来证明疫苗是否具有保护作用。假如非典不再爆发,那么可以说真正的疫苗难以面世。

    只有这些程序一一完成后,才能申请生产许可证,大批量生产。疫苗一旦获准进入市场,并不意味着疫苗万无一失,一些潜在的问题可能在疫苗使用一段时间后才会显现,因此疫苗投放市场后,对可能出现问题的上市疫苗还要做四期临床监控。

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