18 世紀的英國,在工業(yè)革命的時代洪流下,農(nóng)業(yè)的變革也走上了快車道,人們發(fā)現(xiàn),利用近親繁殖可以快速改良牲畜的品種。但這一開拓之舉同樣帶來了副作用 —— 羊瘙癢癥,患病的羊會不停地撓癢,表現(xiàn)出精神錯亂的癥狀并且很快死去。
20 世紀 50 年代初,科學家在巴布亞新幾內(nèi)亞發(fā)現(xiàn)了一種奇怪的病,當?shù)厝朔Q之為「庫魯病」(kuru),意為「令人顫抖」。病人的腦部會發(fā)生病變,走路搖搖晃晃,身體不停地顫抖,最終在大笑中死亡。
1977 年,一種名為「克雅氏病」人類腦部疾病困擾了無數(shù)神經(jīng)病學家。一位克雅氏病患者使用完腦部電極探測設(shè)備以后,經(jīng)過規(guī)范消毒的電極設(shè)備竟然導致 2 位癲癇患者也感染上了「克雅氏病」 ......
這幾種看似毫不相干的疾病,背后的病原體都是一種不含有核酸,卻極具感染性的蛋白質(zhì) —— 朊病毒,這可能是這顆星球上最為致命的物質(zhì)之一。
感染朊病毒的組織切片|圖片來源:維基百科
1976 年和 1997 年,有關(guān)朊病毒的研究兩度奪得諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。但時至今日,朊病毒仍然有著太多的謎團沒有得到解答。由于對朊病毒缺乏深刻認知,科學家們在研究過程中往往面臨著極大的風險。
2021 年 7 月 27 日,因為一場發(fā)生在 11 年前的實驗室朊病毒感染事故,5 所頂級科研機構(gòu)宣布暫停朊病毒研究 3 個月。
法國公共研究實驗室臨時停工|圖片來源:inrae.fr
在朊病毒這個細分領(lǐng)域,全世界僅有約 1000 人從事著相關(guān)研究,這次停業(yè)整頓直接導致整個領(lǐng)域面臨著停滯不前的窘境。
潛伏 7 年的病原體
2010 年 5 月 31 日,在法國國家農(nóng)業(yè)、食品與環(huán)境研究院(INARE)的一間實驗室里,24 歲的助理員工 émilie Jaumain 像往常一樣,正在清潔一臺冷凍切片機。突然,一把尖銳的彎頭鑷子穿透兩層乳膠手套,刺傷了她的大拇指,鮮血瞬間涌了出來。
Jaumain 生前在實驗室工作的樣子|圖片來源:Science
Jaumain 所在的病毒學和免疫學實驗室,主要通過分析感染了瘋牛病小鼠的冰凍大腦切片來研究朊病毒。好巧不巧的是,剛剛正在被清潔的冷凍切片機就切了感染病毒小鼠的大腦切片。
冷凍切片機|圖片來源:維基百科
出于科研人的警覺性,Jaumain 在被鑷子刺傷后立刻前往醫(yī)院就診,因為非常擔心自己會感染朊病毒,所以她前前后后看過很多醫(yī)生。然而受制于醫(yī)療水平,醫(yī)生們當時并沒有檢查出什么大礙,大家漸漸也就忘記了這件事兒。
可這不過是場遲到 7 年的漫長死亡罷了。
瘋牛病的潛伏期相當長,染病的牛平均需要 5 年才會出現(xiàn)癥狀,而 Jaumain 是在 7 年后才開始出現(xiàn)癥狀的。
2017 年 11 月,Jaumain 先是出現(xiàn)右側(cè)肩膀和頸部灼燒樣疼痛的癥狀,在接下來半年中,疼痛范圍不斷擴大,逐步蔓延至整個右半身。到了 2018 年 8 月,她已經(jīng)痛地完全無法行走了。
但醫(yī)生們對疾病的診斷卻犯了難。在長達 19 個月的治療期間,Jaumain 接受了腦脊液分析、磁共振成像(MRI)等多種檢查,直到 2019 年 3 月才被診斷為疑似朊病毒感染,然而此時距離她去世只剩下 3 個月時間。
異常朊蛋白的檢測結(jié)果和尸檢結(jié)果|圖片來源:NEJM
與朊病毒有關(guān)的疾病都有一個類似現(xiàn)象,即細胞中的朊蛋白折疊異常,最終呈現(xiàn)為淀粉樣纖維或斑塊,而這類蛋白最為豐富的部分就是大腦,所以被朊病毒感染后出現(xiàn)的神經(jīng)退行性病變是無比痛苦的。
2019 年 1 月,Jaumain 開始出現(xiàn)抑郁、焦慮、記憶損傷和幻視等癥狀。被這些精神疾病癥狀折磨長達半年以后,已經(jīng)完全失去了語言能力和行動能力的 Jaumain 在痛苦中離開了世界,離開了熱愛的科研事業(yè),年僅 33 歲。
醫(yī)生隨后對 Jaumain 進行了尸檢,證實了她是由于那場實驗室事故而感染了朊病毒。這份詳細的病例報告最終發(fā)表在了醫(yī)學頂刊 NEJM 之上,向世人警示實驗室事故的殘酷。
圖片來源:NEJM
一場集體反思
Jaumain 去世后,她的家人們立即對法國國家農(nóng)業(yè)、食品與環(huán)境研究院(INARE)發(fā)起訴訟,指控其實驗室存在管理不當。
比如 Jaumain 出事前沒有接受過處理朊病毒的訓練,也根本不了解事故的應對方案 ——她清理儀器時,沒有按照安全規(guī)范穿戴金屬防割手套和外科手套;她受傷后,也沒有立即將傷口浸泡在消毒劑中讓朊病毒失活。
這些被忽略的實驗室安全細節(jié)疊加在一起,最終導致了一場不可挽回的事故。
訴訟的過程是漫長的,在經(jīng)過一輪又一輪的調(diào)查和扯皮后,政府部門愕然發(fā)現(xiàn),Jaumain 的悲劇竟然不過是冰山一角罷了。
法國僅有 100 名左右的學者在從事朊病毒研究,這個小小的領(lǐng)域卻在過去 10 年里發(fā)生了高達 17 起事故,其中 5 人被受污染的針頭或刀具刺傷。Jaumain 的一位同事在 2005 年就曾被刺傷過,只是目前還沒有出現(xiàn)問題。
圖片來源:Science
頻頻發(fā)生的安全事故沒有得到應有的重視,有關(guān)科研機構(gòu)仍舊一副躺平姿勢,就這么任由事故一次又一次地重復上演。
但紙終究是包不住火的,在多方的壓力下,這些馬虎大意慣了的科研機構(gòu)最終承認 Jaumain 的悲劇是由實驗室事故導致的,并開始接受「停業(yè)整頓」,同時他們還將起草一份朊病毒研究操作指南用以規(guī)范未來的實驗室管理。
針對被朊病毒污染的實驗器械的消毒處理,WHO 就曾出過一份操作手冊
圖片來源:WHO
希望法國科學界的這次集體反思,也能為我們敲響警鐘,實驗安全絕對是不容忽視的話題。
警鐘長鳴
一直以來,實驗室都是事故頻發(fā)的重災區(qū)。作為生物或者化學領(lǐng)域的科研工作者,我們要時刻牢記「安全第一、實驗第二」,無數(shù)的血淚教訓都在提醒著我們實驗事故的下場多么慘痛。
2019 年 9 月 16 日,俄羅斯國家病毒學和生物技術(shù)研究中心因天然氣爆炸發(fā)生火災,這是全球僅有的 2 個存有活體天花病毒和埃博拉病毒樣本的實驗室之一?;馂淖寣嶒炇蚁萑肓瞬《拘孤兜目只女斨校迷谧罱K沒有危險物泄露。
圖片來源:今日俄羅斯
1978 年,伯明翰大學天花研究實驗室發(fā)生病毒泄漏,造成一人感染天花,這是人類歷史上最后一例天花死亡病例,好在疫情沒有進一步擴散造成更大傷亡。但令人唏噓的是,伯明翰大學微生物系負責人 Henry Bedson 教授因此次泄露事件,引咎自殺。
由于研究的特殊性,這些實驗事故可能會給人類社會帶來巨大的危害。雖然我們不一定接觸得到這么重大的實驗,但這并不意味著我們就可以存在僥幸心理了,因為再小的事故,都會對實驗人造成不可挽回的損失。
? 有同學剛做實驗時,不慎把培養(yǎng)瓶拍碎了,百萬密度的人源宮頸癌細胞隨著瓶渣刺穿手套進了傷口,當時被嚇得魂飛魄散,趕緊拼命擠血;
? 有同學測蛋白含量時,濃硫酸濺了一滴到眼皮上。然后一著急,弄了一堆到手上,此痛苦令人終生難忘;
? 有同學做細胞爬片時,浸著二甲苯的針頭一不留神扎進手指,第二天起床感覺頭痛無力、行走困難,癥狀基本吻合二甲苯輕度中毒......
? ......
如此令人后怕的事故不勝枚舉,想必也是無數(shù)科研汪們共同的心酸回憶了。
這些實驗室安全事故歸根到底都是「人禍」。在生物學霸此前的統(tǒng)計中,造成事故的人為原因包括違反操作規(guī)程、操作不當、操作不慎或使用不當,合計達到事故總數(shù)的一半。
圖片來源:生物學霸
所以,在血的教訓面前,我們應當從實驗的每一步做起,按規(guī)范實驗,不讓自己為自己的不當操作買單。
在 Jaumain 去世后,她的家人和朋友以她的名義成立了協(xié)會,全稱「實驗室防護和安全協(xié)會」,他們希望通過協(xié)會的力量,幫助科研界進一步加強實驗安全方面的培訓教育和監(jiān)督管理。
圖片來源:association-emilys.com
是啊,平平安安做好每一場實驗,是科研人最樸素,也最重要的訴求了!
【參考文獻】(上下滑動)
[1] https://www.science.org/news/2021/07/france-issues-moratorium-prion-research-after-fatal-brain-disease-strikes-two-lab
[2] https://www.inrae.fr/actualites/suspension-provisoire-travaux-prions-laboratoires-recherche-publics-francais
[3] https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMc2000687
[4] https://www.linkresearcher.com/information/3ac8d945-9aa4-4042-b184-e48d6f717f04
[5] https://apps.who.int/iris/handle/10665/42656
[6]https://mp.weixin.qq.com/s/TE3rKboUoSlaTMe635kWBA
題圖來源:圖蟲創(chuàng)意
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