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一對病毒學家與致命病毒的戰爭(4)

約瑟夫.麥科明克(Joseph B. McCormick)、蘇珊.費雪賀區(Susan Fisher-Hoch)

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老鼠與花生殼

除了槍枝大砲、毒氣外,一次大戰時的軍人還有一個看不見的敵人,那是一種神祕疾病,讓許多士兵腎臟衰竭,出血死亡。

二次大戰時,它又神祕出現,侵襲駐紮在芬蘭、挪威的德軍。沒有人知道它是什麼,有可能是細螺旋體病,也可能是漢他病毒的一種,感染漢他病毒,會出現「腎異常出血熱」。

不管是細螺旋體或漢他病毒,老鼠都是宿主。我們只知道兩次大戰裡,這種疾病在歐洲爆發,因為戰壕裡老鼠橫行。

一九一五年當醫學界第一次在英軍身上發現這種新疾病時,稱它為「腎水腫」,不久,蘇俄東部居民也得了這種病。

一九三○年代,神祕疾病再度現身,這次發生在日本駐滿州國的士兵身上。一九四○年代它現身中國,有一個新名字,叫「流行性出血熱」,一路往南推進。

一九三○年代末期,北歐地區也出現這種疾病,取名叫做「流行性腎臟病」,和亞洲的疾病很像,但是症狀較為輕微。

一直到了韓戰,這種疾病才正式出現在醫學期刊上。韓戰期間,共有三千名聯合國部隊士兵罹患這種疾病,造成四百人死亡。它每隔一段時間現身,就有一個新名字,此次也不例外,叫做「韓國出血熱」。

大量培養漢他病毒

醫學界自三○年代起就企圖解開此種疾病之謎,據傳蘇聯醫師曾將病毒注入人體內實驗,日本也曾對中國俘虜做這種試驗。

一九五○年代,一位北歐醫師更勇敢,他喝下了十五公撮病人的尿液,企圖瞭解此種病毒對人體的影響。當尿液未發生作用,他又注射了五公撮病患的血液到自己體內,仍是沒事。他運氣好,顯然他採樣的病人體內已經沒有病毒了。

一九七八年,強森和韓國同事李侯萬(音譯)到韓國調查,他們猜測這種疾病與老鼠有關,因此將「韓國出血熱」病癒者的血清,放入老鼠的腎臟切片中,看有沒有反應,結果他們的靈感是正確的,他們分離出一種病毒,取名「漢他」(韓國一條河流名稱)。

在這之後,許多科學家加入分離漢他病毒競爭,但都只能在老鼠身上或者組織培養中分離出小量的病毒,我們需要更多的病毒,才能判定病毒的品種、形狀、大小與組成,做為診斷的依據。

解決之道可能在保羅.普萊斯與強森培養的細胞列「維若E6」(VERO E6),用「維若E6」培養伊波拉病毒、拉薩病毒效果很好,應也適用在漢他病毒上。

只要培養出足夠的病毒粒子(每公釐約含一百萬個病毒),我們就能用電子顯微鏡觀察它的形狀、大小與結構。

我尋求強森的意見,他說:「我要是你,就不會浪費這個時間,我們曾試過在『維若』細胞裡培養漢他病毒,並未成功,『維若E6』不見得有希望。」

但我還是覺得應該一試,於是找來了曾在獅子山共和國做過的唐娜.莎梭幫忙做組織培養,我們用的病毒就是強森與李侯萬分離出來的。

剛開始,我們的實驗毫無進展,我有點挫折。接著又是細菌污染了培養皿,全部得丟掉重做。整個過程挫敗至極,每一次莎梭把新的病毒放進培養皿,那些病毒不僅不會繁殖,還轉眼消失無蹤。

通常我們每隔兩三天就會丟掉培養皿,但是莎梭決定放久一點,看會不會有什麼變化。我們也加重了原始的病毒份量,希望能加速病毒的繁殖,但是份量拿捏十分困難,太少,不足以產生變化,太多,病毒又有可能干擾自體繁殖。

就像農夫要知道何時採收水果才是適當時機,研究者也要知道時間的拿捏,一般來說,五到六天後,組織培養就會腐壞,但是「維若E6」十分強韌,我們決定讓它放到兩個星期。天天,莎梭都盯緊了培養皿。

終於,我們發現培養皿裡有一圈黃色螢光,代表病毒的數目增加,我們可以用電子顯微鏡觀察它的真貌了,此時,距離我們開始培養病毒已經六個月。

我們先用一種固定劑殺死病毒,以免操作時對我們產生危險,固定劑同時可以保持病毒組織的元素結構及生存形態,以便我們觀察。一切就緒後,我們將寶貴的樣本交給我們的電子顯微鏡技師愛克森.帕瑪。

帕瑪是個瘦小且寡言的人,對病毒結構研究貢獻頗大,是最佳人選。當我把樣本交給他後,就開始心神不寧,有可能病毒完全不現身,讓我們半年來的心血全部付諸東流嗎?

準備用電子顯微鏡觀察病毒需要兩三天時間,首先需用特殊化學劑染色,電子光束打下去時,才會顯像。

然後還要將觀察物質切成薄片,才能在顯微鏡下觀察,因此,我們用電子顯微鏡觀察到的不是病毒本身,而是它染色後的結構顯影。

三天後,我們齊聚在一個黑暗的房間等著看結果,有些顯微鏡技師不喜歡工作時有人在場,因為會分心,但是帕瑪知道這件事對我們意義重大,所以特准我們站在他背後觀看。

我們希望能夠看到病毒粒子的對稱形式,或者是看到病毒套膜(注一),由於套膜有好幾種模樣,所以我們也不知道看到什麼形狀,就能確定是套膜。

我們對這個病毒的模樣毫無概念,它有可能像拉薩病毒一樣,是一種砂狀病毒,因為它們都是以老鼠做為宿主。我們一直盯著螢光幕看,直到兩眼昏花,還是看不出有任何像病毒的東西。

我們只看到細胞、腐化物,沒有病毒。

「花生殼」現身

回到實驗室,我們苦思下一步該如何進行。我們在螢光顯微鏡下可以看到黃黃的一圈,顯示一定有病毒,只是看不到它的樣子。

一公釐液體裡只要有一千到一萬個病毒,就會顯現螢光,但是要在電子顯微鏡下看出它的模樣,病毒密度需要提高到一百萬個。

別無他法,我們必須用超級分離機將病毒粒子分離到試管底部。超級分離機每分鐘旋轉十萬次,一般實驗室的分離機每分鐘只能旋轉五千到一萬次,使用超級分離機,將可讓病毒密度提升十倍。

超級分離機有它的缺點,首先,它很費時;第二,高密度病毒十分危險,如果試管破了,病毒將在空氣中四溢。所以我們到「第四級病毒隔離實驗室」中做,莎梭穿上太空裝,她願意以豐富的經驗與風險一搏。

數個星期過後,我們終於拿到了那一撮留在試管底部的物質,我們用固定劑處理後,又送給帕瑪。三天後,他叫我們前去觀看。

再度我們齊聚在他黑暗的房間,看著電子顯微鏡投射出來的螢光幕,只見帕瑪慢慢地轉動按鈕,尋找病毒的蹤跡。

一個針點大小的空間,就可能存在著數十億個病毒,更何況針頭大小的物質,如果病毒數量很少,就很可能錯過了。

帕瑪必須以十億分之一立方公尺做為單位面積搜尋病毒,看看能不能看到病毒套膜。病毒的體積約十億分之二十到五十立方公尺不等,搜尋起來非常費時且辛苦。

帕瑪是個很有耐心且技巧十足的技師,樣本裡可能充斥各式形狀的東西,有時一個病毒粒子破損,你只看到部份殘骸,仍要能辨識出它是病毒的一部份才行。

一會兒後,帕瑪坐直了身體,我們壓抑住興奮,他看到病毒了嗎?帕瑪抬起頭說:「我看到一些像是病毒的東西。」

我聽到大家心跳加速:「拜託,帕瑪,讓我看一下。」

但是帕瑪不是那種你可以催他的人,沒有百分之百把握,他可不會讓他的寶貝亮相。幾分鐘後,帕瑪把影像投射到螢幕上。

我大叫出聲:「花生?」

這是人類第一次看到漢他病毒的長相。帕瑪冷靜地說:「我想它是一種巴尼亞病毒。」

巴尼亞病毒(注二)是一種套膜病毒,通常病毒的套膜都是圓形,但是我們在處理樣本的過程,有可能將它拉扯成各式形狀,包括眼前這種花生殼形狀。

如果漢他病毒是一種巴尼亞病毒,那麼它是全新的一種,因為我們曾拿「腎異常出血熱」病患的血清,和其他巴尼亞病毒作化驗,都沒有反應,顯示漢他病毒應當有完全不同的結構與化學組成。

現在,我們解開了此種病毒的部份謎題,接下來是如何給它迎面痛擊。莎梭以無比耐心做出來的組織培養方法,後來成為科學家們分離漢他病毒與製作試劑的標準方法,也讓我們對它的分子結構、遺傳組成有較多的認識,後來的研究者才能據此開發疫苗。

在歷經數個月的辛苦工作後,我們將純化過的病毒與細胞列送給「美國陸軍傳染病醫學研究所」、法國、比利時、英國與日本的研究者,希望對他們的研究有所助益。

諷刺的是,如果我們的研究晚了十年才成功,我們可能會申請專利來保障自己開發出來的病毒分離方法。

但是,一九八二年的醫學界和現在大不相同,那時的醫學界還深信通力合作,打擊疾病才是最重要的。@(待續)

摘編自 《第四級病毒》 商周出版社 提供 (http://www.dajiyuan.com)

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