50年的努力：科學(xué)家如何復(fù)活1918年的流感病毒

位于馬里蘭州的美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院將1918年流感病毒的樣本保存在一個(gè)秘密地點(diǎn)的冷庫(kù)里。人們很難接近這個(gè)處于鎖閉狀態(tài)的冷庫(kù)，更不用說(shuō)進(jìn)入其中了。首先，你必須進(jìn)入美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院所在地，而這需要身份識(shí)別、準(zhǔn)入理由，以及博士學(xué)位——最好是生命科學(xué)的博士學(xué)位。一旦你通過(guò)檢查并找到建筑物之后，警衛(wèi)會(huì)打開(kāi)有雙重門的密閉入口讓你進(jìn)入。

進(jìn)入之后，你將接受金屬探測(cè)器的檢測(cè)，然后工作人員會(huì)帶你到儲(chǔ)物柜前，你的手機(jī)、U盤、電腦、尋呼機(jī)和相機(jī)必須存放在儲(chǔ)物柜中。然后，你才能在工作人員的帶領(lǐng)下繼續(xù)前往建筑物的內(nèi)部。

杰夫·陶本伯格（Jeff Taubenberger）每天都會(huì)重復(fù)這樣的程序。他是病毒發(fā)病機(jī)制和進(jìn)化科（The Viral Pathogenesis and Evolution Section）——美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院下屬的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室——的負(fù)責(zé)人。該部門有幾十位科學(xué)家、博士后學(xué)生以及流感病毒研究人員。他們將1918年流感病毒簡(jiǎn)稱為“1918”。他們的辦公室環(huán)繞著長(zhǎng)方形的密封實(shí)驗(yàn)室。在其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)室的冷庫(kù)里存放著處于冷凍和休眠狀態(tài)的1918年流感病毒。為了復(fù)活1918年流感病毒，科學(xué)家們付出了巨大的努力。他們踏遍天涯海角，在掩埋的尸體中搜尋隱藏的病毒。研究人員在布滿灰塵的檔案中搜索并精心重建病毒基因組。如果1918年流感病毒已經(jīng)純粹成為過(guò)去時(shí)，我們就無(wú)法對(duì)其進(jìn)行恰當(dāng)?shù)难芯?。我們必須把它?dāng)作現(xiàn)在時(shí)。這是一個(gè)困難而危險(xiǎn)的命題，而且始于一個(gè)小花招。

美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院

解碼1918年流感病毒的基因組成

從醫(yī)學(xué)院畢業(yè)后，陶本伯格進(jìn)入美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院，開(kāi)始了他的職業(yè)生涯，并接受培訓(xùn)成為一名病理學(xué)家。1993年，在獲得了干細(xì)胞和淋巴瘤研究的博士學(xué)位后不久，他便進(jìn)入幾英里外的沃爾特里德陸軍醫(yī)療中心的美國(guó)軍事病理學(xué)研究所（The Armed Forces Institute of Pathology）工作。在那里，他建立了一個(gè)新的分子病理學(xué)部門，可以用DNA分析來(lái)揭開(kāi)疾病的神秘面紗。在20世紀(jì)90年代初，由于具有新的實(shí)驗(yàn)室技巧和技術(shù)，病理學(xué)家可以分析經(jīng)過(guò)活組織檢查并嵌入小型正方體石蠟塊中的組織的DNA。這一進(jìn)步意義非凡。因?yàn)樵诖酥?，科學(xué)家們只能分析冷凍標(biāo)本中的DNA，過(guò)程繁復(fù)，成本又高。相反，嵌在石蠟中的樣品可以存放在實(shí)驗(yàn)室的架子上。陶本伯格研究處理這些組織的方法，但并沒(méi)有考慮流感。隨后美國(guó)國(guó)會(huì)介入進(jìn)來(lái)。

1994年，在參眾兩院占多數(shù)席位的共和黨，與民主黨總統(tǒng)克林頓陷入了一系列令人厭惡的黨派爭(zhēng)斗中。在眾多關(guān)于削減開(kāi)支的小規(guī)模沖突中，國(guó)會(huì)曾考慮取消美國(guó)軍事病理學(xué)研究所，而陶本伯格剛剛被任命為其中的部門主管。因此，他必須向國(guó)會(huì)證明該研究所值得保留。

一種方法便是證明在研究所中保存的組織樣本具有科學(xué)價(jià)值。陶本伯格知道所有樣本的記錄都是計(jì)算機(jī)化的，因此便于搜索，并可以追溯到近一百年前。他認(rèn)為，或許研究所可以收集1918年流感大流行受害者的原始組織樣本。如果這一想法成為現(xiàn)實(shí)，他可以通過(guò)新技術(shù)對(duì)病毒的遺傳密碼進(jìn)行測(cè)序。這將成為舉世矚目的成就，并且足以證明該研究所在削減開(kāi)支的時(shí)代具有存在的價(jià)值。他使用像“流感”這樣的術(shù)語(yǔ)——當(dāng)然還包括“gripe”，即“流感”的西班牙語(yǔ)——來(lái)梳理樣本。他找到了28個(gè)樣本，從而可以應(yīng)用他的分子病理學(xué)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)。通常他會(huì)嘗試識(shí)別活著的患者的癌癥遺傳特征，以幫助醫(yī)生確定靶向治療。但是這次他想揭示死亡已久的病毒的基因構(gòu)成要素。為了啟動(dòng)揭示1918年流感病毒遺傳密碼的過(guò)程，陶本伯格需要找到合適的樣本。與所有流感病毒一樣，1918年流感病毒在感染后兩天達(dá)到復(fù)制峰值。大約6天后，病毒停止繁殖，并且在肺部消失。這意味著不能使用感染了1918年流感病毒并且在幾天后死于細(xì)菌性肺炎的患者的組織。他們的組織中不含任何病毒顆粒；相反，這些組織中充滿了通常在病毒感染后所產(chǎn)生的細(xì)菌。

因此，陶本伯格和他的團(tuán)隊(duì)必須找到在出現(xiàn)最初癥狀一周內(nèi)死亡的患者的樣本。在一個(gè)樣本中，來(lái)自該受害者的雙肺的組織顯示出略微不同的病理變化。研究人員在其中一個(gè)肺里發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌性肺炎，這在此項(xiàng)研究中毫無(wú)用處。但是另一個(gè)肺顯示出小支氣管壁的嚴(yán)重腫脹。這一發(fā)現(xiàn)意義重大，因?yàn)檫@種腫脹僅見(jiàn)于急性病毒性肺炎，這意味著陶本伯格發(fā)現(xiàn)了病理學(xué)家期待的確鑿證據(jù)：他知道雖然大多數(shù)受害者都死于流感病毒的并發(fā)癥，但這名受害者肯定死于直接由病毒引起的肺損傷。他將這名受害者命名為“1918案例1”。這個(gè)樣本將是確定1918年流感病毒基因組的關(guān)鍵。該樣本來(lái)自士兵羅斯科·沃恩。

1918年9月19日，在南卡羅來(lái)納州哥倫比亞附近的杰克遜營(yíng)地（Camp Jackson），士兵沃恩出現(xiàn)了發(fā)燒和發(fā)冷的癥狀。

他于一周后病逝。在尸檢之后，其肺部的小型標(biāo)本被保存起來(lái)并存放在蠟中，然后送到了位于華盛頓特區(qū)的陸軍醫(yī)學(xué)博物館——該博物館后來(lái)成為美國(guó)軍事病理學(xué)研究所的一個(gè)分支機(jī)構(gòu)。這些樣本在那里存放了將近80年，直到陶本伯格和他的團(tuán)隊(duì)在1994年發(fā)現(xiàn)了它們。

下一個(gè)目標(biāo)是重建在羅斯科肺中存在的少量病毒所包含的基因。但基因重建需要數(shù)百萬(wàn)份病毒，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于樣本中的病毒數(shù)量。因此，陶本伯格必須復(fù)制僅存的少量病毒基因——就像我們復(fù)印一張紙那樣。他的實(shí)驗(yàn)室能夠放大他們發(fā)現(xiàn)的一些基因片段的基因鏈。其中一個(gè)片段是編碼血凝素的基因，即我們?cè)诘?章中首次討論的流感血凝素。別忘了，血凝素是流感病毒的一個(gè)關(guān)鍵武器，因?yàn)樗尣《绢w粒能夠識(shí)別受害者的細(xì)胞，就像雷達(dá)捕獲目標(biāo)一樣。但血凝素的作用遠(yuǎn)超雷達(dá)。一旦病毒顆粒定位并附著在其目標(biāo)細(xì)胞上之后，血凝素便會(huì)破壞細(xì)胞膜，就像入侵軍隊(duì)攻擊城堡一樣。

陶本伯格和他的團(tuán)隊(duì)首先對(duì)僅有的活性病毒進(jìn)行復(fù)制。當(dāng)獲得足夠的材料進(jìn)行分析之后，他便確定了在1918年流感病毒表面構(gòu)建血凝素蛋白的遺傳密碼，并將其與其他流感病毒的基因進(jìn)行了對(duì)比。這一基因探查工作目前已成為常規(guī)性工作，但在20多年前首次開(kāi)展時(shí)卻具有開(kāi)創(chuàng)性意義，并解決了長(zhǎng)久以來(lái)關(guān)于1918年流感病毒起源的爭(zhēng)論。該病毒似乎與一種豬流感密切相關(guān)，雖然后來(lái)的研究表明它也有一些與禽流感類似的特征。Influenza A/South Carolina/1/18（H1N1）后來(lái)成為該病毒的官方名稱，因?yàn)椴《緲颖緛?lái)源于南卡羅來(lái)納州。

現(xiàn)在，對(duì)1918年流感病毒全部遺傳密碼的測(cè)序大約需要兩周時(shí)間，但在20世紀(jì)90年代，陶本伯格和他的實(shí)驗(yàn)室的工作人員花了5年的時(shí)間才確定了完整的基因組。在此過(guò)程中，了解流感病毒成了陶本伯格的職業(yè)專攻方向——而其最初的意圖只是將他的實(shí)驗(yàn)室從紐特·金里奇（Newt Gingrich）領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)會(huì)中拯救出來(lái)?！斑@完全是我們使的一個(gè)小花招，” 他說(shuō)，“我這輩子從未學(xué)過(guò)病毒學(xué)課程。”

陶本伯格原創(chuàng)性的研究發(fā)現(xiàn)了合成血凝素（HA）基因部分的4個(gè)片段。像所有的基因一樣，它們僅由4個(gè)核苷酸構(gòu)成，分別用字母A、G、C和T表示。1918年流感病毒的結(jié)構(gòu)單元就是在其中一個(gè)片段中發(fā)現(xiàn)的，展開(kāi)結(jié)構(gòu)如下：

AGTACTCGAAAAGAATGTGACCGTGACACAC

正是這僅在8個(gè)不同基因上重復(fù)了數(shù)千次的4個(gè)字母序列，把1918年流感病毒變成了殺人機(jī)器。1918年的流感病毒由不同的部分組成，每個(gè)部分都有特定的作用。一些部分能使病毒進(jìn)入肺細(xì)胞；其他部分則使被劫持的細(xì)胞能夠復(fù)制病毒，隨后釋放，讓它感染更多的受害者。當(dāng)它們結(jié)合在一起時(shí)，病毒就會(huì)具有致命性。

H1N1 virus

陶本伯格和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成功地發(fā)現(xiàn)并解碼了1918年流感病毒的基因組成，后期將使用更快捷的新技術(shù)來(lái)驗(yàn)證他們的發(fā)現(xiàn)。但他們擁有的原始肺部資料太少，這讓他們的努力受到了限制。他們需要更多的標(biāo)本來(lái)確認(rèn)他們的工作，但是他們已經(jīng)在美國(guó)軍事病理學(xué)研究所塵封的玻片中窮盡了搜索。然而，最意想不到的消息給他們帶來(lái)了幫助：一位瑞典病理學(xué)家在幾十年前曾經(jīng)試圖找到這種病毒，卻遭遇了失敗。

約翰·哈爾丁的探險(xiǎn)

在1949年，約翰·哈爾?。↗ohan Hultin）以訪問(wèn)醫(yī)學(xué)學(xué)生的身份從瑞典來(lái)到美國(guó)。他在20多歲時(shí)對(duì)流感非常著迷，特地參與了烏普薩拉大學(xué)醫(yī)學(xué)院一個(gè)允許學(xué)生出國(guó)學(xué)習(xí)的項(xiàng)目。哈爾丁選擇前往愛(ài)荷華大學(xué)，因?yàn)檫@所學(xué)校的聲譽(yù)以及學(xué)校所在地居住著大量的瑞典移民。他打算在那里研究身體對(duì)流感的反應(yīng)。1950年1月，哈爾丁有幸結(jié)識(shí)了從布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（Brookhaven National Laboratory）來(lái)訪的知名病毒學(xué)家羅杰·黑爾（Roger Hale）。黑爾知道這個(gè)瑞典人對(duì)流感研究感興趣，他告訴哈爾丁，為了推進(jìn)該領(lǐng)域的發(fā)展，他需要1918年病毒的實(shí)際標(biāo)本?！拔覀冎皇遣恢朗鞘裁丛?qū)е铝四菆?chǎng)流感，”黑爾告訴他，“應(yīng)該有人前往地球的北部，盡力尋找埋在永久凍土中的1918年流感大流行的受害者。受害者很可能自1918年以來(lái)就一直處于冰凍狀態(tài)，你可以嘗試還原那種病毒?！?/p>

談話很快轉(zhuǎn)移到其他話題上，但這句話給哈爾丁留下了深刻的印象。他立即詢問(wèn)他的導(dǎo)師是否可以更改他博士論文的主題?，F(xiàn)在，他不想在實(shí)驗(yàn)室里研究流感，而是想出去尋找病毒本身。他想找到一個(gè)埋藏的、保存完好的標(biāo)本，然后進(jìn)行分析，試圖揭示1918年流感病毒如此致命的原因。

哈爾丁為在永久凍土搜索標(biāo)本做了特別的準(zhǔn)備。他喜歡旅行，在進(jìn)入愛(ài)荷華大學(xué)之前，他曾在阿拉斯加的費(fèi)爾班克斯為德國(guó)古生物學(xué)家?jiàn)W托·蓋斯特（Otto Geist）工作。蓋斯特免費(fèi)為他提供食宿，作為幫助他在北極地區(qū)挖掘猛犸象牙的回報(bào)。現(xiàn)在，哈爾丁想要回到阿拉斯加，在1918年流感大流行中死去的人的尸體被埋在了那里的永久凍土中。他寫信給蓋斯特，詢問(wèn)這位古生物學(xué)家能否把他介紹給當(dāng)?shù)氐囊蚣~特人和在那里工作的傳教士。也許蓋斯特可以問(wèn)問(wèn)那些傳教士是否他們還有1918年流行病毒受害者的記錄以及他們被埋葬的地方。哈爾丁只對(duì)埋在永久凍土中的尸體感興趣，因?yàn)樗麄兊姆尾勘４嬗型暾牟《?。為此，他還向愛(ài)荷華大學(xué)申請(qǐng)了1萬(wàn)美元的資助，相當(dāng)于現(xiàn)在的10萬(wàn)美元。對(duì)于一個(gè)來(lái)訪的外國(guó)學(xué)生來(lái)說(shuō)，這可是筆不小的投資。但是，這所大學(xué)接受了這個(gè)瘋狂的計(jì)劃。

1951年，哈爾丁在阿拉斯加見(jiàn)到了蓋斯特，他們一起前往費(fèi)爾班克斯，然后又向西走了500英里，到達(dá)白令海岸邊的諾姆。一到那里，他們就發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)氐囊粭l河流已經(jīng)改變了流向，河水流經(jīng)過(guò)程中融化了永久凍土。沒(méi)有軟組織留下，沒(méi)有肺被保存，因此也不會(huì)有病毒標(biāo)本。

哈爾丁并沒(méi)有因此灰心喪氣。他雇了一名飛行員把他帶到另一個(gè)地點(diǎn)，這次是更北的地方：威爾士村。居住在那里的400名居民中有近一半人在1918年的流行病中死亡。有一個(gè)巨大的墳?zāi)梗厦媪⒅粋€(gè)大十字架，墳?zāi)估锩姘卜胖鞲惺芎φ叩倪z體。但他再一次發(fā)現(xiàn)永久凍土沒(méi)有那么永久。哈爾丁說(shuō)服飛行員帶他飛到布雷維格（Brevig Mission），這是白令海岸邊的一個(gè)小村莊，在那里80名居民中有72人死于1918年流感大流行。但是布雷維格沒(méi)有飛機(jī)著陸帶，所以他在一個(gè)鄰近村莊的海灘上著陸，乘一艘捕鯨船穿越開(kāi)闊的水面，然后穿過(guò)潮濕的苔原走了6英里，最終到達(dá)布雷維格。

他堅(jiān)持不懈的努力獲得了回報(bào)。在布雷維格，永久凍土的深度足以完好地保存掩埋在那里的尸體。此外，哈爾丁還發(fā)現(xiàn)了1918年流感大流行的3名幸存者，他們給予了大力的支持。哈爾丁要求他們向其他村民描述在這場(chǎng)流行病中幸存下來(lái)的感受，以及在1918年11月可怕的一周內(nèi)目睹幾乎所有人死亡時(shí)的感受，然后哈爾丁向村民們解釋說(shuō)，獲得那種病毒標(biāo)本可以制造疫苗，防止其再次暴發(fā)。在村民和村委會(huì)的支持下，他獲得了繼續(xù)開(kāi)展工作的許可。

起初，哈爾丁獨(dú)自挖掘。他用鶴嘴鋤挖開(kāi)表層土，直至挖到凍土。他點(diǎn)燃了從海灘上收集來(lái)的浮木，用來(lái)融化冰凍層。到第二天結(jié)束時(shí)，他已經(jīng)挖了4英尺。在那里，他發(fā)現(xiàn)了一具12歲左右的女孩的尸體。那具尸體保存得很好，這促使他挖得更深，以便找到更好的標(biāo)本。不久，他的病理學(xué)家導(dǎo)師、古生物學(xué)家?jiàn)W托·蓋斯特也加入進(jìn)來(lái)。在6英尺深處，他們發(fā)現(xiàn)了另外3具尸體。肺部的尸檢顯示它們保存完好，很可能含有1918年的病毒。

他們總共挖出了5具尸體，進(jìn)行解剖，并從保存下來(lái)的肺組織中提取了小塊的立方標(biāo)本。他們只戴著手套和手術(shù)口罩進(jìn)行保護(hù)。在今天看來(lái)，這似乎是一項(xiàng)瘋狂而魯莽的舉動(dòng)。這些標(biāo)本被放在干冰上運(yùn)送回愛(ài)荷華州，哈爾丁在那里將它們的混合物注入含有正在發(fā)育的小雞胚胎的羊水中，這是流感病毒的理想培養(yǎng)基。令人失望的是，病毒沒(méi)有繁殖成功。

哈爾丁繼續(xù)研究活體動(dòng)物——老鼠、豚鼠和雪貂，但它們中任何一個(gè)都沒(méi)有成功感染流感。

似乎導(dǎo)致那么多人死亡的病毒已經(jīng)不復(fù)存在了。它已經(jīng)被時(shí)間和大自然的極端條件摧毀了。最后哈爾丁用完了所有的組織標(biāo)本，沒(méi)法再繼續(xù)研究了。這次探險(xiǎn)以科學(xué)上的失敗而告終。哈爾丁沒(méi)能取得博士學(xué)位。然而，幾十年后，他會(huì)獲得救贖的機(jī)會(huì)。

約翰·哈爾丁的第二次探險(xiǎn)

在接下來(lái)的46年里，約翰·哈爾丁的探險(xiǎn)活動(dòng)一直被人們所遺忘。他成了一名病理學(xué)家，專注于自己的事業(yè)，并繼續(xù)與他的妻子一起旅行。他在冰島重建了一座古老的石頭迷宮，在英國(guó)和土耳其徒步旅行?！暗任依先サ臅r(shí)候，我會(huì)安定下來(lái)的，”他告訴記者，“我現(xiàn)在必須做這些事。我擔(dān)心現(xiàn)在不做以后就沒(méi)機(jī)會(huì)了?！?/p>

哈爾丁一直在冒險(xiǎn)的旅途上。1997年，他發(fā)現(xiàn)了一項(xiàng)新的任務(wù)。這項(xiàng)任務(wù)可以完成他近50年前就開(kāi)始的流感病毒搜尋工作。他退休后居住在舊金山，偶然讀到了一本關(guān)于陶本伯格從美國(guó)軍事病理學(xué)研究所塵封的檔案中發(fā)現(xiàn)了1918年病毒基因序列的著作。哈爾丁很好奇，寫信給陶本伯格并告訴他自己1951年的探險(xiǎn)和令人失望的結(jié)果。陶本伯格建議哈爾丁飛回布雷維格并嘗試重新還原流感病毒。哈爾丁將自己出資并獨(dú)自完成這項(xiàng)任務(wù)。

哈爾丁有了一些競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。大約在同一時(shí)間，多倫多大學(xué)的一位32歲的地理學(xué)家柯斯蒂·鄧肯（Kirsty Duncan）正在計(jì)劃她自己的一次規(guī)模更大、資金更充足的探險(xiǎn)。鄧肯最初對(duì)流感和氣候之間的關(guān)系很感興趣，但她也想拿到1918年病毒本身的標(biāo)本，以便更好地了解是什么讓它變得如此致命。她顯然是獨(dú)立于哈爾丁而提出了前往阿拉斯加探險(xiǎn)的想法，但她無(wú)法將搜索范圍縮小到任何已知的受害者身上。鄧肯把注意力轉(zhuǎn)移到了位于挪威和格陵蘭之間寒冷海域的斯瓦爾巴群島（Svallbard），鄧肯發(fā)現(xiàn)，在1918年10月，有7名礦工在到達(dá)一個(gè)名為朗伊爾賓（Longyearbyen）的前哨站工作之后不久就死于流感。如果永久凍土真的發(fā)揮了作用，他們的尸體連同1918年的流感病毒都將會(huì)得以保存。

鄧肯隨后組建了一支國(guó)際團(tuán)隊(duì)，包括美國(guó)疾病控制與預(yù)防中心的流感科主任，來(lái)自加拿大的兒科醫(yī)生和地質(zhì)學(xué)家，美國(guó)病毒學(xué)家，以及來(lái)自倫敦的約翰·奧斯佛博士。奧斯佛博士是一位對(duì)流感病毒有著長(zhǎng)期興趣的病毒學(xué)家。他曾提出一種觀點(diǎn)，認(rèn)為1918年的流感暴發(fā)起源于法國(guó)北部。就在鄧肯做準(zhǔn)備的時(shí)候，杰夫·陶本伯格和他的同事發(fā)表了他們的論文，詳細(xì)描述了在羅斯科士兵身上發(fā)現(xiàn)流感病毒的經(jīng)過(guò)。鄧肯和陶本伯格并不了解彼此的工作，他們?cè)趤喬靥m大召開(kāi)的一個(gè)研討會(huì)上相遇。這個(gè)研討會(huì)是為了討論陶本伯格重建1918年病毒基因密碼的問(wèn)題。陶本伯格提出要分析鄧肯從斯瓦爾巴群島礦工的尸體中獲得的一些標(biāo)本。但在陶本伯格的論文發(fā)表后，鄧肯的計(jì)劃是否仍有執(zhí)行的必要？一方面，該計(jì)劃會(huì)有費(fèi)用問(wèn)題，以及挖掘尸體可能會(huì)使探險(xiǎn)隊(duì)和世界其他地方遭受感染的風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，科學(xué)界擔(dān)心羅斯科·沃恩的肺標(biāo)本長(zhǎng)時(shí)間浸泡在甲醛中會(huì)發(fā)生改變。如果出現(xiàn)這種情況，獲取其他的病毒標(biāo)本并將其與陶本伯格擁有的病毒進(jìn)行比較，就顯得非常重要。美國(guó)疾病控制與預(yù)防中心的科學(xué)家曾經(jīng)為這次探險(xiǎn)提供資金支持，但現(xiàn)在他們對(duì)這次探險(xiǎn)的目的提出了質(zhì)疑。由于財(cái)政緊張，他們退出了該項(xiàng)目，并帶走了其提供的資金。鄧肯的團(tuán)隊(duì)仍然得到了美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院的支持，并獲得了制藥巨頭羅氏的資助。在聯(lián)邦撥款15 萬(wàn)美元的支持下，他們決定前往斯瓦爾巴群島。在那里，他們將使用探測(cè)雷達(dá)來(lái)確定尸體的位置，并在墳?zāi)股洗罱ㄒ豁敯踩臏p少生物危害的帳篷，以便將風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

與此同時(shí)，72歲的約翰·哈爾丁回到了阿拉斯加，再次進(jìn)行挖掘。布雷維格傳教區(qū)村里的長(zhǎng)老們不僅允許他挖掘尸體，而且還找了4個(gè)年輕人來(lái)幫助他。他們用鎬和鏟子挖掘，最終挖到了7英尺的深度。1997年8月，經(jīng)過(guò)3天的手工挖掘后，哈爾丁和4個(gè)村民發(fā)現(xiàn)了一具胖女人的尸體。出于對(duì)她的尊重以及她對(duì)科學(xué)可能做出的貢獻(xiàn)，他將這個(gè)女人取名為露西。照片顯示，哈爾丁跪在露西的遺體旁，穿著防水長(zhǎng)靴，戴著一副手術(shù)手套。當(dāng)永久凍土偶爾解凍時(shí)，她的身體脂肪使她的器官被隔離。因此，她的肺部完好無(wú)損。哈爾丁切除了它們，希望它們含有1918年的病毒，并使用三種不同的載體將標(biāo)本郵寄給陶本伯格，以盡量減少它們被丟失的風(fēng)險(xiǎn)。不到一周時(shí)間，實(shí)驗(yàn)室確認(rèn)在其中發(fā)現(xiàn)了1918年的流感病毒顆粒。與以往任何時(shí)候相比，有更多的肺組織可供研究，陶本伯格的實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)在可以重建1918年病毒的全部基因密碼了，而且是完整的密碼。

約翰·哈爾丁

1998年8月，陶本伯格宣布了約翰·哈爾丁第二次探險(xiǎn)的成功。此時(shí)，柯斯蒂·鄧肯和她的團(tuán)隊(duì)正前往斯瓦爾巴（Svalbard）和朗伊爾賓鎮(zhèn)（Longyeavbyen）。他們跪在地上，手持鞋盒大小的探測(cè)雷達(dá)，確定了遇難者可能被埋的地區(qū)。他們?cè)谶@個(gè)具有生物危險(xiǎn)性的帳篷里挖了8天，才挖到了一個(gè)棺材蓋。棺材的位置在永久凍土的上層，這意味著棺材里的尸體可能在某個(gè)時(shí)候已經(jīng)解凍，這沖淡了研究團(tuán)隊(duì)的興奮情緒。出于對(duì)死者的尊重，該團(tuán)隊(duì)從未公開(kāi)討論過(guò)這些尸體的狀況，盡管《紐約時(shí)報(bào)》報(bào)道稱，尸體被埋葬時(shí)沒(méi)有穿衣服，只裹著報(bào)紙。他們收集了幾個(gè)軟組織標(biāo)本，但沒(méi)有一個(gè)標(biāo)本具備提供病毒顆粒的條件。鄧肯從斯瓦爾巴空手而歸，盡管她后來(lái)聲名鵲起，在2015年成為加拿大首相賈斯汀·特魯多內(nèi)閣的科學(xué)部長(zhǎng)。朗伊爾賓鎮(zhèn)后來(lái)也名聲大噪。在2008年，它被選為全球種子庫(kù)的所在地，來(lái)自世界各地的種子被送到那里保存，以防全球農(nóng)業(yè)災(zāi)難發(fā)生。這個(gè)裝有超過(guò)25萬(wàn)種種子的種子庫(kù)被埋在永久凍土下500英尺深的地方，能夠承受核爆炸。朗伊爾賓曾經(jīng)目睹了那么多死亡，現(xiàn)在卻成了生存、忍耐和生存的紀(jì)念碑。

因此，多虧了約翰·哈爾丁的介入，陶本伯格的實(shí)驗(yàn)室成為1918年流感病毒樣本的唯一保管者。但是由于每個(gè)標(biāo)本可能只產(chǎn)生1918年流感病毒基因密碼的一部分，所以還需要更多的標(biāo)本。搜索范圍擴(kuò)大了，閱讀過(guò)陶本伯格原始數(shù)據(jù)的研究人員通過(guò)他們自己收集的標(biāo)本和玻片進(jìn)行搜索。成立于1740年的倫敦皇家醫(yī)院，其悠久的歷史確實(shí)足以證明1918年流感大流行的患者在此接受過(guò)治療。通過(guò)尸檢檔案的搜索，他們發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)保存的肺組織標(biāo)本，以及這些標(biāo)本所屬患者的臨床記錄和迄今為止一直缺失的臨床環(huán)境。它們描述了患者何時(shí)生病、病情如何發(fā)展以及患者死于病毒時(shí)的樣子。這些記錄還確保了所發(fā)現(xiàn)的組織標(biāo)本是從流感病毒本身的受害者身上提取的，而不是從一名因繼發(fā)性細(xì)菌感染而死亡的患者身上提取的。

當(dāng)陶本伯格比較所有標(biāo)本的基因指紋時(shí)，他發(fā)現(xiàn)了一些不同尋常的現(xiàn)象。雖然它們相隔7500英里（從布雷維格到倫敦的距離）、相隔幾個(gè)月（最早的標(biāo)本取自1918年9月，最晚的標(biāo)本取自1919年2月），但這些病毒的遺傳物質(zhì)有99%是相同的。這表明，在1918年流感暴發(fā)的早期，只有一種單一的流感毒株在傳播，并且在未來(lái)任何最致命的流感大流行浪潮中，只有一種特定的抗病毒藥物或疫苗可能有效。

現(xiàn)在，杰夫·陶本伯格還在繼續(xù)尋找1918年病毒標(biāo)本，這些標(biāo)本可能被保存在世界各地收集的病理學(xué)標(biāo)本中。到目前為止，他還沒(méi)有成功，但他仍然保持著一貫的樂(lè)觀態(tài)度。畢竟，更多的標(biāo)本可以進(jìn)一步解決1918年是否有不止一種流感病毒株傳播的問(wèn)題，并闡明這種致命病毒是如何進(jìn)化的。但是對(duì)它的基因編碼進(jìn)行測(cè)序本身并不能幫助我們理解為什么1918年的病毒如此致命。它沒(méi)有告訴我們病毒傳染時(shí)是如何起作用的，也沒(méi)有告訴我們?yōu)槭裁此鼈鞑サ萌绱酥?。要回答這些問(wèn)題，科學(xué)家們需要建立一個(gè)全新的、功能齊全的已滅絕病毒的復(fù)制品。

復(fù)活1918年的流感病毒

為復(fù)活1918年的流感病毒，美國(guó)疾病控制與預(yù)防中心、紐約西奈山醫(yī)學(xué)院、馬里蘭州軍事病理研究所和美國(guó)農(nóng)業(yè)部的科學(xué)家合作了數(shù)年。在亞特蘭大的一個(gè)疾病控制與預(yù)防中心生物安全實(shí)驗(yàn)室里，科學(xué)家們戴著呼吸罩進(jìn)行了病毒的實(shí)際構(gòu)建。雖然流感病毒一直以來(lái)很容易在人與人之間傳播，但要引起疾病，必須吸入流感病毒。呼吸罩能起到保護(hù)作用。此外，人們認(rèn)為科學(xué)家們對(duì)1918年的流感病毒有一定程度的免疫力，盡管每年秋季和冬季流感病毒的后代都在傳播。至少，這是他們所希望的?？梢钥隙ǖ氖?，那些直接與該病毒打交道的人事先服用了預(yù)防病毒感染的藥物。

在2005年，研究團(tuán)隊(duì)宣布他們已經(jīng)構(gòu)建出幾種版本的1918年病毒。第一種是一個(gè)完全有效的克隆體，含有1918年流感病毒的所有8個(gè)原始基因。它能夠感染被試驗(yàn)的動(dòng)物（和人類）。該研究團(tuán)隊(duì)還重建了僅包含8種原始基因中的1種或3種或5種的病毒版本，以作對(duì)照。為了測(cè)試該病毒在哺乳動(dòng)物中的致命程度，他們將1918年流感病毒噴灑到小鼠的鼻子上。許多小鼠在3天內(nèi)就死了。這些小鼠的肺部所含病毒的數(shù)量幾乎是被感染對(duì)照版小鼠肺部所含病毒量的4萬(wàn)倍。如果這還不夠可怕的話，有效的8個(gè)基因克隆體的死亡率證明比5個(gè)基因版本克隆體的死亡率至少高出100倍。隨著更多的檢測(cè)工作，很明顯這種渦輪增壓毒力的原因是編碼血凝素的基因，血凝素是位于病毒表面并將其附著在我們的細(xì)胞上的關(guān)鍵蛋白質(zhì)?？茖W(xué)家們現(xiàn)在至少對(duì)1918年的流感病毒為何如此致命已經(jīng)有了部分答案，但還有更多的東西需要學(xué)習(xí)和研究。1918年流感大流行的臨床特征之一是一種帶血的咳嗽，隨著肺部黏膜被侵蝕，這種引起咳嗽的病毒在患者體內(nèi)迅速發(fā)展。通過(guò)觀察受感染小鼠的肺部標(biāo)本，很明顯地看到，復(fù)活的1918年病毒能夠吸引名為中性粒細(xì)胞的特殊白細(xì)胞。這些細(xì)胞被募集作為抵抗病毒的免疫反應(yīng)的一部分，但當(dāng)它們攻擊人體時(shí)，會(huì)對(duì)健康的肺組織本身產(chǎn)生大量的附帶損傷，從而導(dǎo)致繼發(fā)性細(xì)菌性肺炎的發(fā)生。長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直認(rèn)為1918年的一些人的死亡是由“細(xì)胞因子風(fēng)暴”造成的。細(xì)胞因子風(fēng)暴是一種過(guò)量的蛋白質(zhì)，它在我們的免疫系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用?，F(xiàn)在，有史以來(lái)第一次有證據(jù)支持這一理論。還有一個(gè)秘密是1918年的病毒在其復(fù)活的狀態(tài)中消失了。該病毒制造的蛋白質(zhì)之一，幾乎與禽流感病毒制造的蛋白質(zhì)相同。這表明1918年的病毒不是由于它的一些基因與禽流感病毒的基因交換了位置的基因重組而產(chǎn)生的。相反，1918年的病毒似乎是一種以某種方式適應(yīng)人類的鳥(niǎo)類病毒。它似乎也在哺乳動(dòng)物宿主體內(nèi)存活了一段時(shí)間，盡管我們還不知道是哪種宿主。1918年的病毒與這種哺乳動(dòng)物交換了一些基因，直到它演變成一種極強(qiáng)的殺手病毒。它的表面只有足夠的、我們的免疫系統(tǒng)無(wú)法識(shí)別的新蛋白質(zhì)。其中一種蛋白質(zhì)HA來(lái)自一種鳥(niǎo)類病毒，它導(dǎo)致人體產(chǎn)生無(wú)法控制的炎癥反應(yīng)，在這個(gè)過(guò)程中破壞肺組織。而且，這種病毒一般在它感染肺部幾天后才使患者喪命，使它有時(shí)間在新的受害者體內(nèi)復(fù)制，然后傳染給其他人。

當(dāng)這種復(fù)活病毒在2005 年10 月的《科學(xué)》雜志上被披露時(shí)，科學(xué)家們感到震驚和擔(dān)心。發(fā)表的論文對(duì)復(fù)活病毒過(guò)程的描述是否過(guò)于詳細(xì)？科學(xué)家分享他們的實(shí)驗(yàn)和結(jié)果是標(biāo)準(zhǔn)做法：這使得其他人可以復(fù)制和驗(yàn)證最初的實(shí)驗(yàn)，并提高了作者的聲譽(yù)。但是，如果致命病毒落入壞人手中，有關(guān)如何復(fù)活這種病毒的信息難道不會(huì)很危險(xiǎn)嗎？

復(fù)活1918年病毒再次引發(fā)了關(guān)于信息“雙重用途”的爭(zhēng)論。這些流感新發(fā)現(xiàn)可用于制造疫苗和治療流感，防止流感重復(fù)暴發(fā)，并提高我們的文明和健康程度。但它們也可能被用于邪惡的目的：敵對(duì)政府或恐怖組織可能將流感武器化。

大量的科學(xué)信息是有雙重用途的，這意味著它可以用于為善或作惡。當(dāng)物理學(xué)家在1939年第一次分裂原子時(shí)，他們意識(shí)到核能既可以用來(lái)給一座城市供電（用一個(gè)發(fā)電廠），也可以用來(lái)摧毀一座城市（用一顆炸彈）。

在復(fù)活流感大流行病毒之前，2002年開(kāi)始出現(xiàn)另一場(chǎng)雙重用途的爭(zhēng)議。石溪大學(xué)（Stony Brook University）的科學(xué)家們宣布，他們利用網(wǎng)上可用的病毒圖譜，通過(guò)郵購(gòu)公司購(gòu)買了這種化學(xué)構(gòu)成物質(zhì)，從零開(kāi)始制造出一種脊髓灰質(zhì)炎病毒。

但是，這些信息是否也能讓狂熱分子在無(wú)法獲得自然病毒的情況下復(fù)制脊髓灰質(zhì)炎病毒？如果恐怖分子利用這種方法制造出一種高度傳染性的病毒，比如埃博拉病毒，怎么辦？

埃博拉病毒

2005年，美國(guó)國(guó)家科學(xué)院任命了一個(gè)委員會(huì)來(lái)著手解決“雙重用途”問(wèn)題。在經(jīng)過(guò)大量的審議和一份名為《恐怖主義時(shí)代的生物技術(shù)研究》的報(bào)告之后，該委員會(huì)建議科學(xué)界自行監(jiān)管。在這個(gè)全球信息共享的時(shí)代，僅僅對(duì)在美國(guó)發(fā)表的論文進(jìn)行監(jiān)管幾乎沒(méi)有什么意義，因?yàn)樽髡邥?huì)在規(guī)定不太嚴(yán)格的國(guó)家的期刊上發(fā)表。為了幫助科學(xué)家完成自我監(jiān)管的任務(wù)，委員會(huì)還建議任命一個(gè)國(guó)家生物安全科學(xué)咨詢委員會(huì)（National Science Advisory Board for Biosecurity），負(fù)責(zé)向科學(xué)家提供建議和指導(dǎo)。

2005年，《科學(xué)》雜志編輯唐納德·肯尼迪（Donald Kennedy）不得不努力解決論文發(fā)表所帶來(lái)的影響。關(guān)于如何制造病毒的說(shuō)明，是否會(huì)落入壞人手中，并導(dǎo)致在橄欖球比賽、商場(chǎng)或地鐵中的人群中大規(guī)模傳播？1918年病毒的復(fù)活會(huì)導(dǎo)致1918年病毒大流行的重演嗎？

在文章發(fā)表之前，他征求了美國(guó)疾病控制與預(yù)防中心和國(guó)立衛(wèi)生研究院的官員的意見(jiàn)。他們都支持發(fā)表。在第11個(gè)小時(shí)，美國(guó)衛(wèi)生和公共服務(wù)部的部長(zhǎng)邁克爾·萊維特（Michael Leavitt）堅(jiān)持要求該文章必須獲得國(guó)家生物安全科學(xué)咨詢委員會(huì)的批準(zhǔn)。該論文在未經(jīng)批準(zhǔn)的情況下發(fā)布了。肯尼迪堅(jiān)持他的決定１，并指出政府“不能僅僅因?yàn)樗麄冋J(rèn)為這些發(fā)現(xiàn)是敏感的，就下令禁止論文發(fā)表。”

科學(xué)家是一群好奇的人?，F(xiàn)在，他們有一個(gè)1918年的病毒標(biāo)本來(lái)修補(bǔ)。如果他們添加一種流感基因或者移除另一種流感基因，會(huì)發(fā)生什么？這種病毒會(huì)變得更致命還是較不致命？在接下來(lái)的幾年里，科學(xué)界不僅繼續(xù)研究1918年的病毒，還研究了其他幾種流感大流行病毒。例如，H5N1病毒沒(méi)有通過(guò)飛沫在人體內(nèi)自然傳播的能力，但它肯定可以通過(guò)在野外發(fā)生的基因重組的自然過(guò)程進(jìn)化出這種能力。然后病毒會(huì)發(fā)生什么？它會(huì)像預(yù)期的那樣變得更加致命嗎？或者病毒內(nèi)部是否存在一種意想不到的基因相互作用，使其危險(xiǎn)性降低？

只有一種方法可以找到答案。在2012年，一個(gè)國(guó)際組織對(duì)H5N1病毒進(jìn)行了基因改造，并用它感染了雪貂。該病毒很快發(fā)生了變異，可在空氣中傳播，但令所有人驚訝的是，它變得不那么致命了。在另一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，威斯康星大學(xué)的研究人員采集了一種類似于1918年流感病毒的禽流感病毒，并對(duì)其基因進(jìn)行了一點(diǎn)修補(bǔ)。當(dāng)這種病毒在小白鼠身上進(jìn)行測(cè)試時(shí)，實(shí)驗(yàn)證明它比最初的禽流感病毒更致命。

所有這些修補(bǔ)工作都是為了創(chuàng)造出實(shí)驗(yàn)室之外不存在的超級(jí)病毒，并且可能更容易在不同物種之間傳播，或者毒性更強(qiáng)，或?qū)θ魏瘟鞲幸呙绺叩挚沽?。大多?shù)研究人員堅(jiān)持認(rèn)為，這些“功能獲得”研究是為了更好地了解流感病毒是如何演變的，但聯(lián)邦政府對(duì)此看法不同。這些實(shí)驗(yàn)存在安全風(fēng)險(xiǎn)。

2014年10月，白宮以評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)和收益為由，暫停了聯(lián)邦政府對(duì)功能獲得性實(shí)驗(yàn)的資助。1918年流感病毒及其后代的許多基因?qū)嶒?yàn)，都因科學(xué)界對(duì)繼續(xù)進(jìn)行下去是否明智存在爭(zhēng)論而中止了。疫苗研究員彼得·黑爾（Peter Hale）認(rèn)為暫停是明智的?！罢K于看到了光明，”他說(shuō)，“這是我們一直在等待和爭(zhēng)取的。今晚我會(huì)好好睡一覺(jué)?！?/p>

其他人認(rèn)為暫停是不必要的，這會(huì)阻礙重要研究的進(jìn)行。這種情況一直持續(xù)到2017年1月，當(dāng)時(shí)白宮發(fā)布了新的研究指南。任何涉及創(chuàng)造新病毒的實(shí)驗(yàn)都需要一個(gè)外部專家小組的審核，并由研究人員進(jìn)行辯護(hù)。但是這些指導(dǎo)方針并沒(méi)有得到實(shí)施，因此對(duì)功能獲得性研究的禁令仍然存在。隨后，政府在2017年12月解除了該禁令，此舉令許多人感到意外。政府發(fā)布了一套全新的規(guī)定，指導(dǎo)有關(guān)流感、SARS、埃博拉和其他危險(xiǎn)病毒研究的資助決策。新規(guī)定也包括對(duì)具有功能增益的病毒研究。隨著這些規(guī)定的發(fā)布，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院立即取消了對(duì)資助這類研究的禁令。因?yàn)榧s翰·哈爾丁和杰夫·陶本伯格，我們現(xiàn)在知道了1918年流感病毒的詳細(xì)信息，包括它的基因構(gòu)建模塊的序列。然而，陶本伯格認(rèn)為我們還有很長(zhǎng)的路要走。他指出，我們?nèi)匀徊恢罏槭裁从行┎溉閯?dòng)物會(huì)受流感病毒株的影響而有些哺乳動(dòng)物不會(huì)影響。我們?nèi)匀徊恢?918年流感病毒是一種變得突然致命的已有流感病毒的重組，還是一種不知從何而來(lái)的新型病毒。我們?nèi)匀徊恢罏槭裁?918年的流感病毒對(duì)于年輕人特別致命，而年輕人通常是對(duì)流感最有抵抗力的群體。我們?nèi)匀徊恢?918年流感大流行后的幾年里流感病毒發(fā)生了什么——它去了哪里，以及為什么它變得不那么致命。盡管有很多的新發(fā)現(xiàn)，但也有如此多的未知。

“20年來(lái)，我一直在認(rèn)真思考有關(guān)流感的問(wèn)題，”陶本伯格說(shuō)，“我一無(wú)所知?！钡?，他對(duì)流感的了解，比任何人都多。

（本文摘自杰里米·布朗著《致命流感：百年治療史》，王晨瑜譯，社會(huì)科學(xué)文獻(xiàn)出版社，2020年3月。）