新浪科技综合|实验事故导致一人感染“疯牛病”病原体死亡,法国五机构叫停相关研究

来源:科研圈
近年 , 法国先后有两名研究者感染朊病毒 , 其中一人已经死亡 , 年仅 33 岁 。 死者家属的律师指控事发实验室未遵守管理规范 , 让不熟悉安全操作和事故处理方法的人员接触这样的危险物质 , 才酿成悲剧 。 为规范实验安全管理 , 近日 , 法国 5 所国家级科研机构宣布将暂停朊病毒研究 3 个月 。

新浪科技综合|实验事故导致一人感染“疯牛病”病原体死亡,法国五机构叫停相关研究
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图1/1
朊蛋白(红色)能表现出传染性 , 引发神经退行性疾病 。 图中的 4 个小鼠神经细胞展示了传染性朊蛋白如何沿着神经突扩散 。 图片来源:<span style="text-decoration: underline;">NIAID ,CC BY 2.0</span>
来源 Science News、NEJM 等
编译 戚译引
2010 年 5 月 31 日 , 在法国国家农业、食品与环境研究院(INARE)的一家实验室 , 24 岁的助理员工 émilie Jaumain 在清洁一台低温恒温器 。 这时 , 一把尖锐的弯头镊子穿透两层乳胶手套 , 刺伤了她的大拇指 , 鲜血涌了出来 。
这个实验室通过分析染病小鼠的冷冻大脑切片研究朊病毒 , 这是引发“疯牛病”的病原体 。 这种疾病的潜伏期相当长 , 直到七年后 , émilie 才出现症状:先是右侧肩膀和颈部疼痛 , 随后这种疼痛感蔓延至整个身体右侧 。 到 2019 年 1 月 , émilie 开始出现抑郁、焦虑、记忆损伤和幻视等症状 , 最终于 6 月去世 。
不久后 , 法国另一名退休研究者确诊感染朊病毒 。 在这个全世界仅有约 1000 人研究的细分领域 , 这样的悲剧造成了巨大的冲击 。 当地时间 7 月 27 日 , 包括 INARE 在内的法国 5 所国家级科研机构宣布暂停朊病毒研究 3 个月 , 涉及 9 所相关实验室 。
“如坠地狱”
朊病毒(prion)曾在 90 年代的英国引发疯牛病大流行 , 超过 400 万头牛被宰杀处理 。 患病的牛精神错乱、运动失调 , 最终死亡 。 解剖发现患病的牛的神经组织出现海绵状空泡 , 所以疯牛病的正式名称为牛海绵状脑病(BSE) 。
朊病毒的致病原理目前仍未被完全理解 。 与我们熟知的病毒不同 , 朊病毒不含有足以被检测出的、能够编码蛋白的核酸 , 它的主要成分是蛋白质 , 能够导致细胞中的朊蛋白错误折叠 , 而这类蛋白最为丰富的部分就是大脑 。 在疯牛病大流行时期 , 英国有 177 人因为吃了携带朊病毒的牛肉 , 出现了和病牛相似的症状 。
这是一种非常痛苦的神经退行性疾病 。 在 19 个月的治疗期间 , émilie 接受了脑脊液分析、磁共振成像(MRI)等多种检查 , 但直到去世前三个月才被诊断为疑似朊病毒感染 。 这起病例报告于 2020 年 7 月在《新英格兰医学杂志》(The New England Journal of Medicine , NEJM)发表 。 据病例报告和亲友回忆 , émilie 于 2017 年 11 月出现右侧肩膀和颈部灼烧样疼痛的症状 , 在接下来半年中 , 疼痛范围不断扩大 。 到 2018 年 8 月 , 她已经因为强烈的疼痛而无法行走 。 随之而来的还有多种精神疾病症状 , 去世前 , 她完全失去了语言能力和行动能力 。
“那是坠入地狱的过程 , ”émilie 的丈夫 Armel Houel 对《科学》新闻(Science News)说 。
或有更多人受害
émilie 的家人已经对 INARE 发起刑事诉讼和行政诉讼 , 指控其实验室中存在管理问题 , 以及在事故发生后没有对雇员提供心理和医疗上的支持 。 她的家人的律师 Julien Bensimhon 说 , émilie 当时没有接受过处理朊病毒的训练 , 也不了解事故应对方案 , 事发时没有按照一般安全规范穿戴金属防割手套和外科手套;她受伤后也没有立即将伤口浸泡在消毒剂中 , 而这种方法可以使朊病毒失活 。
Armel 回忆:“émilie 在事故发生后就很担心 , 对她见到的每个医生都讲述了这件事 。 ”合同到期后 , 她离开了这家实验室 , 转换了研究方向 , 此后从未参与朊病毒研究 。
人感染朊病毒引发的疾病称为克罗伊茨费尔特-雅各布病(Creutzfeldt–Jakob disease , 简称 JCD、克-雅病) 。 这其中 , 由动物来源朊病毒引发的病例称为新变异型克-雅病(vCJD) , émilie 就属于这种情况 。 近期法国还有另一名女性研究者确诊克-雅病 , 目前仍不明确她所患的是和 émilie 一样的 vCJD , 还是由遗传、器官移植或其他未知原因导致的其他类型的克-雅病 , 后者的发病率约百万分之一 。 该病例为 INARE 宿主-病原体相互作用和免疫研究组(Host-Pathogen Interactions and Immunity group)的退休员工 , 知情者透露她目前仍然活着 。 但确诊 vCJD 的唯一方式 , 就是等待患者死亡后进行脑组织检查 。
émilie 患病后 , 由职业安全公司和政府调查员分别出具的报告都认为 , 该实验室中没有发现违反安全操作 , 其中一份报告称这里“非常重视”风险管理 。 但 Bensimhon 称这些报告存在偏差 。
但来自法国政府部门的报告也揭示 , émilie 的事故并非孤例:法国约有 100 名科学家和技术员从事朊病毒研究 , 该领域在过去十年中发生 17 起事故 , 其中 5 人被受污染的针头或刀具刺伤 。 报告还显示 émilie 工作的实验室在 2005 年发生了另一起相同事故 , 但当事人目前还没有出现症状 , Bensimhon 说:“(实验室)没有采取任何措施 , 防止同样的事故再次发生 , 这真是令人震惊 。 ”
前述 NEJM 论文中指出 , 意大利已知最近一个 vCJD 病例于 2016 年去世 , 生前也曾经在工作中接触感染牛海绵状脑病的脑组织 , 但随后的调查没有发现存在实验事故 。 “这些病例表明 , 在实验室和神经外科环境中 , 需要更好地防范 vCJD 和其他能感染人类的朊病毒的传播 , ”研究作者们写道 。
émilie去世后 , 她的家人和朋友成立了埃米莉协会(L’association EMILYS) , 全称“实验室防护和安全协会”(Association pour la protection et la sécurité en laboratoire) , 呼吁加强实验安全方面的培训教育、监督管理和对话 。 在亲友的努力下 , INRAE 近期终于承认了 émilie 的疾病和事故之间的关联 。
实验安全警钟长鸣
朊病毒难以被常规的烹饪方法杀死 , 目前也没有针对它的治疗药物或疫苗 。 幸好 , 克-雅病目前仍然是一种罕见的疾病 。 在英国疯牛病大流行发生后 , 全世界禁止了使用肉骨粉作为动物饲料 , 随后动物性朊病毒病显著下降 。
但是 , 羊、鹿、水貂等动物都可能携带朊病毒 。 当朊病毒在不同的野生动物物种间传播时 , 就可能产生新的毒株 ,获得更强的传染能力 。 我们仍然需要监测野生动物携带朊病毒的情况 , 同时加强对朊病毒致病机制等方面的研究 。 此外 , 研究朊病毒还有助于理解阿尔茨海默病、帕金森病等 , 这些神经退行性疾病都与蛋白质折叠异常有关 。
这正是 émilie 曾经从事的事业 。 她发生事故的实验室使用来自绵羊的 BSE 朊病毒病原体感染转基因小鼠 , 这些小鼠过表达人类朊蛋白 , 其中第 129 位密码子为甲硫氨酸纯合子 。 这种基因型的人类对朊病毒易感性最高 , 而有的人群属于 129 甲硫氨酸/颉氨酸杂合子 , 或 129 颉氨酸纯合子 , 对朊病毒感染有一定的抵抗力 。
这一现象的发现要追溯到对巴布新几内亚原住民群体的研究 。 20 世纪初 , 当地存在着在葬礼上分食死者大脑的风俗 , 导致许多人患上“库鲁病” , 如今我们知道这也是一种朊病毒疾病 。 为防止疾病传播 , 60 年代后这个风俗被禁止 , 但仍有极少数人携带着病毒长期无症状存活 。 基因测序发现 , 他们这一基因位点为 129 甲硫氨酸/颉氨酸杂合子 。
关于朊病毒还存在着许多未解之谜 , 我们仍然需要在确保安全的前提下继续推进相关研究 。 法国 Pitié-Salpêtrière 医院下属机构巴黎脑研究所(Paris Brain Institute)的神经科学家 Stéphane Ha?k 参与了 émilie 的诊断治疗 , 也是前述 NEJM 论文的通讯作者 , 她说:“(émilie 确诊后)我们联系了法国所有研究朊病毒的实验室 , 提醒他们检查安全措施 , 并警示员工遵守规则的重要性 。 ”如今 , 许多实验室引进了防咬伤和切割的手套 , 并使用塑料剪刀和手术刀 , 它们较不锋利 , 用过即弃 , 从而降低了器械传播的风险 。
【新浪科技综合|实验事故导致一人感染“疯牛病”病原体死亡,法国五机构叫停相关研究】在这次“停业整顿”期间 , 法国 5 所机构的专家团队也将起草一份朊病毒研究操作指南 , 在年底提交给法国政府 。 希望这次事件能为世界各地、各个领域的研究者和管理者敲响警钟 , 实验安全绝对是不容忽视的课题 。

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