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复活 1918 年流感病毒|医学有故事 14

复活 1918 年流感病毒|医学有故事 14

科学

上一篇鸡胚,竟然解决了流感病毒培养大难题 | 医学有故事 13我们说到,当赫尔廷听到黑尔说假如能在北极的冻土中找到流感病死者的尸体,就有可能找到活的流感病毒,赫尔廷当时就如同被闪电击中,愣在原地。


他觉得黑尔这段话根本就是对自己说的。



本文内容来自读库文库本系列《人类与病》,已获得读库授权

差点被截胡的旅程


赫尔廷到过阿拉斯加,在阿拉斯加做过科研,他熟悉当地环境,知道哪里可以找到那些零零落落的居民点,他了解多年冻土,从冻土下面挖出过古生物化石。他确定黑尔说的不是科幻,倘若当时真的有人患流感,死后又迅速埋入多年冻土里,那就非常有可能保留着那种凶猛的病毒。而如果要去阿拉斯加寻找这样的样本,“整个屋子里没谁能比我赫尔廷更具备资格!”当然,挖掘需要获得村民同意,但这方面他也有信心。他跟随盖斯特教授到各个村子考察,跟村民建立了很好的关系,知道怎样才可能征得他们的同意。倘若自己说服力不够,他知道盖斯特教授绝对够。

二十五岁的赫尔廷就在这一瞬间下了决心,要到阿拉斯加去找 1918 年大流感病毒。

他跟系里提出自己的想法,指导老师很支持,同意把这个考察算作他在本系的研究工作,让他制定具体计划。赫尔廷立即给阿拉斯加的盖斯特教授写信,谈了自己的打算。他猜想阿拉斯加的传教士会保存居民生死记录,包括病死原因和殡葬地点,但不知道怎么跟这些传教士联系。

盖斯特迅速回信,告诉他阿拉斯加西部海岸的苏厄德半岛地区值得考虑,1918 年那里有几个村庄遭受流感侵袭,死亡惨重。盖斯特把各处传教士的通讯地址寄给赫尔廷,还告诉他,跟传教士联系的时候可以说我盖斯特是介绍人。这是个很大的人情,凭盖斯特在当地的声望,他肯作引荐,事情就好办多了。

位于阿拉斯加西部的苏厄德半岛
("Seward peninsula" by Mario1952 is  licensed under CC BY-SA 4.0.)

赫尔廷给各处的传教士发信询问合作的可能,等待回复的时候就开始研究阿拉斯加多年冻土的资料。碰巧,老板波特有个内兄是国会议员,跟军方关系密切,靠这层关系,赫尔廷拿到美国陆军保存的全国地理记录,其中包括阿拉斯加的,全年每个月的地面和空中温度都有数据。赫尔廷根据这些数据,在地图上标出多年冻土区域,再根据收到的传教士回信,筛选出三个最有希望的居民点。

接下来需要申请经费。1951 年 3 月,赫尔廷向美国国立卫生研究院(National Institute of Health, NIH)提交了申请。

美国国立卫生研究院
("NIH Clinical Research Center aerial" by NIH is marked with Public Domain Mark 1.0.)

几个月过去,一直都没回音,赫尔廷写信去问,回复内容总是一句套话:“有需要的部门很多,请耐心等待。”赫尔廷感觉不对劲,请波特帮忙找他内兄追问。一问之下他们大吃一惊,原来美国陆军部看到赫尔廷的申请,居然横插一杠,暗中成立自己的团队,拨款三十万美元,要抢在赫尔廷之前去阿拉斯加挖病毒。

这个事情听起来很不地道,不过,军方或许也有他们的理由。当时美苏冷战气氛很浓,双方都在暗中较劲,试图发展更尖端的武器系统,包括生物武器。听说赫尔廷的计划,陆军部觉得这想法并不是天方夜谭,而如果阿拉斯加有埋藏的病毒,西伯利亚也就可能有。倘若苏联人先找到 1918 年流感病毒,制成生物武器,对美国安全将是个巨大威胁。为防止被苏联人抢先,陆军部决定立即行动,还把这件事当作国家机密,都没跟赫尔廷打招呼。

第一站出师不利


赫尔廷有一种被人出卖的感觉,老师们也很同情他,波特更是决定尽力帮助赫尔廷。他从一个大学科研基金会争取到一万美元。赫尔廷知道军方可以坐专机直飞阿拉斯加,一天都不敢耽误,拿到资金立即购买必需的设备,几天之后,他跟自己的指导教授麦基(Albert McKee)和另一位病毒学教授莱顿(Jack Layton)登上民航,经西雅图飞往阿拉斯加的费尔班克斯。

一万美元实在不多,好在这时候是 6 月,学校已经放假,赫尔廷重施故伎,带着两位老师到学校去住五十美分一晚的学生宿舍。

按照计划,年轻的赫尔廷先到三个备选地点侦查,如果发现保存足够完好的尸体,就打电话通知老师过来,大家正式开始挖掘和采集样本。

阿拉斯加没有出租车,很多地方根本就不通公路,每个居民点之间的距离动辄上百公里,来往都是靠小飞机。当地白人居民有些人有飞行驾照,能自己开飞机,赫尔廷他们就只能花钱聘请当地的“荒野飞行员”。这些飞行员开飞机跟城里人骑自行车一样熟练,善于在海滩临时找到一小片平地起飞降落,所以有这样的头衔。

1951年,停靠在阿拉斯加海滩上的飞机
("Meeting plane on beach Nygren" by NOAA Photolibrary is marked with Public Domain Mark 1.0.)

不巧的是,他们三人刚到费尔班克斯,老天立即开始下雨。雨天的海滩松软塌陷,荒野飞行员能耐再大也不可能在这种地方着陆。他们只好耐心等待。

雨下个不停,阿拉斯加的苔原变成了沼泽。他们闷了几天,忽然想到一个问题:带来的设备里,最重要的东西是几个装着干冰的保温瓶。如果能从墓地里找到冷冻的人体组织,必须立即转移到保温瓶里,否则几个小时之内病毒的核酸就要分解破坏。但干冰非常容易挥发,这么些天过去,损失已经过半。等到开始挖掘,就算能找到理想的样本也无法安全带回艾奥瓦。而阿拉斯加到处是荒原,没地方买干冰。

大家想了一个上午,苦无良策。最后赫尔廷灵机一动,忽然想起来,现今美国流行的灭火器,里面灌的就是干冰。阿拉斯加买不到干冰,可是,或许可以买到灭火器?

他们立即跑到消防站,打听到最近的一家商店,买来六个灭火器,其中一个是超大号的,有十四公斤重。现在他们感觉有了保障。

那场雨下了两个星期,终于停下来,荒野飞行员把赫尔廷带到诺姆(Nome)。根据传教士记录,这是阿拉斯加最早被流感侵袭的居民点,那里有个路德传教使团,保留了很完整的记录。根据记录,诺姆有一个群葬坑,埋在多年冻土下两米,这个深度下,即使是夏季,土质也会处于冰冻状态。

可是到现场勘探之后,赫尔廷发现情况不对。墓地附近有一条河。本来距离很远,没想到三十多年过去,这条河有明显的改道,河岸离群葬坑的边缘已经不足两米,这就非常可能破坏保温效果。赫尔廷用工具从河岸挖了一个测试钻孔,果然,挖出来的土样已经解冻。

河道边解冻的冻土
("National Park Service Thawing permafrost" by Thawing permafrost is  licensed under CC BY 2.0.)

这样的条件,土层温度随季节变化,生物细胞冷冻再解冻,形成的冰晶会戳破细胞膜,毁掉组织结构,也会毁掉里面的病毒结构。

赫尔廷只能放弃这个地点,转向下一处。

到达布瑞维格


威尔士(Wales)是阿拉斯加最西端的村落。那场流感袭击诺姆之后,又随着一位用狗拉雪橇送邮件的邮递员来到威尔士,一个星期之内,三百九十六名村民有一百七十八人患流感死亡。当年的群葬坑确实深挖两米,但位置处于一个悬崖边上,俯瞰海岸线。赫尔廷到实地查看,发现这个墓坑跟诺姆那个有类似的问题。群葬坑贴着悬崖的那一面厚度不足,又恰好向南,常年面对阳光。赫尔廷拿出工具往悬崖壁上挖了一下就知道不行,土质很松软,已经不再是冻土。

三个备选地点现在只剩下最后一个:布瑞维格 (Brevig)。

布瑞维格
("brevig" by brevigmissionschool is licensed under CC BY-NC-SA 2.0.)

布瑞维格大致处于诺姆和威尔士的中间,距离威尔士八十公里。离开威尔士的那天天气恶劣,荒野飞行员在湿软的海滩上勘察一番,用树枝画出一条相对坚实的地皮,让赫尔廷坐到飞机后座,边发动引擎边解释:

“这个临时跑道拐弯比较多,我们升空的时候速度不一定够。万一不行,最糟糕的结局是掉进海里,然后那边的因纽特人会把我们捞起来。”说完就开始起飞。

飞行员技术不错,虽然飞机轮子几次蹭到海水,但最后终于开始爬升,把他们带到了布瑞维格。

这是最后一个有希望的居民点。如果这个墓地也毁掉,项目大概就泡汤了。赫尔廷忐忑不安地照着地图往前走,一眼看到群葬坑,就知道这次没白来。

这个墓坑大约九米长,两头立着木制十字架。地表坚实,周边没有任何可能破坏地下状况的变化。流感是1918年11月来到布瑞维格的,村里八十人有七十二人死亡。因为死人太多,存活的都是幼儿,尸体入葬便耽搁了两个月。1919年1月,疫情缓解之后,地方政府从诺姆请来金矿公司的挖掘队伍,用机器钻孔,再用蒸汽和热水灌注,一点一点化开冻土,挖出一个两米深的坑,掩埋了所有七十二具尸体。那是深冬季节,尸体虽然在地表停留两个月,却一直处于冰冻状态,那么尸体内的病毒很有可能保存完整。

1997年,赫尔廷重返布瑞维格
(Source: LEO Network)

赫尔廷找到村长,召开村民大会。赫尔廷告诉村民,当年流感杀死了全村八十人里的七十二个,那是一种病毒导致的惨剧。我们现在有研究病毒的技术,手里却没有导致那场流感的病毒,唯一可能找到病毒的地方,就是这些墓地里的尸体。惊动你们父辈的尸体,会让大家感情难受,但如果能找到当年的病毒,弄清楚它为什么那么毒,就有可能找到预防和治疗的办法。比如,可以制作针对这种病毒的疫苗,那么即使这个病毒以后再回来,我们大家,包括我们的孩子,就不会再有这么惨痛的遭遇。

有惊无险的挖掘


村民们只简短地商量了一下,就一致同意让赫尔廷挖开墓地。这让赫尔廷很高兴。不过,村民中没人表示愿意帮忙挖掘,他也觉得不好开口提这种要求,就自己一个人拿着十字镐和铲子开始挖。冻土不是脆如岩石,而是坚硬中带一点黏性,大致像夏天晒软了表面的柏油路。十字镐砸下去,只留下一个浅浅的小坑。这不是个办法,赫尔廷想了想,只能借助火,于是到海滩捡来枯木,生火烤,烤热之后能用铲子刮掉大约两寸厚的泥土。看来这个办法可行。很快他摸索出一个流程,在坑的一处挖掘时,就在另一处生火烤,不同地方交错进行,尽可能提高效率。

1951年,赫尔廷在布瑞维格挖掘现场
(Source: LEO Network)

坑越来越深,空气没法对流,坑里的大部分氧气被烧掉,赫尔廷开始觉得呼吸困难,柴火也因为缺氧而燃烧不全,黑烟熏得他不停咳嗽流泪,但赫尔廷喜欢挑战,工程越难,他干劲越足。阿拉斯加的夏天没有黑夜,他尽量利用日照,每天挖十六甚至十八个小时。第四天,坑已经有两米深,拨开一层化冻的泥土之后,他忽然看见了一缕头发。

这是一个小女孩的遗体,目测不到十岁,穿着灰色裙子,辫子上扎着一根红丝带。根据眼前看到的情况,赫尔廷感觉这具遗体状态不错,可能还能提取出“活”病毒。
现在该召集团队了。他到传教士那里给费尔班克斯打电话过去。两天之后,两位老师带着灭火器到达。休息一夜,第二天大家一起开始挖掘,把坑进一步扩大,一共发掘出五具尸体。他们觉得这已经足够取样,如果有病毒残留,最有希望的地方是肺部。他们戴上外科手套和口罩,动手剖开尸体肺部,提取一小团肺组织,放进保温瓶,然后立即用灭火器往瓶里喷满干冰,再迅速把瓶子盖好。

随后他们把墓地重新填平,告别村民,三人回到诺姆,坐短途航班到安克雷奇,然后从安克雷奇换乘一架道格拉斯 DC-3 客机回家。

一路上,赫尔廷始终在担心保温瓶的温度。干冰很容易挥发,常温常压下一小时能挥发掉一百克左右,即便有保温瓶捂着,里面的干冰还是会逐渐气化逃逸。好在那时候 DC-3 还比较原始,中途会有几次着陆加油。每次飞机加油的时候,赫尔廷就赶紧把所有的保温瓶拿出来,用灭火器往瓶子里补充干冰。但这个动作有点可疑,为避免机组人员盘问,他还得躲到加油站房子后面去干这件事。

也算他运气好,这么鬼鬼祟祟的动作居然一直没引起注意,一行人平安回到艾奥瓦州立大学。

令人失望的结局


几个星期之后,他们听到消息。陆军部的研究团队也去了诺姆,比赫尔廷晚十天抵达。他们坐的是专用运输机,带着有柴油发电机驱动的冰箱,有舒适的营地帐篷,但他们挖到的只是骸骨。回暖的土地让所有尸体早已腐败降解。

陆军部团队没去其他地方,阿拉斯加有群葬坑的地点里,只有诺姆的机场跑道能让他们的运输机降落。

军方的行动没有结果,艾奥瓦州立大学这边,赫尔廷开始他的实验室工作,试图从带回来的组织样本里复活 1918 年流感病毒。

他把样本取出一小块,磨碎,用生理盐水稀释成混悬液,去掉杂质之后,用注射器接种到孵化十天的鸡蛋里。他接种了几百枚鸡蛋,每天一早起来就冲到实验室查看,但所有的鸡蛋尿囊液保持清亮,血凝测试也没出现凝血块,显然没有病毒繁殖。他转而用莱德劳小组的技术,把混悬液滴进雪貂鼻子,但雪貂活蹦乱跳的,没有任何感染迹象。

将流感病毒接种于鸡蛋中
("Flu Vaccine Technologies" by The U.S. Food and Drug Administration is marked with Public Domain Mark 1.0.)

他尝试了所有能想到的招数,没用。这些组织里肯定没有“活的” 1918 年流感病毒。阿拉斯加的冻土温度确实很低,但还是没能阻止病毒核酸降解。核酸是基因载体,是一切生命活动的根基,它降解了,病毒就不再能繁殖。

事后回顾起来,赫尔廷他们的阿拉斯加考察,从理论上说有个潜在的风险:倘若那些尸体里真的还保存着 “活的”(也就是说,还能感染人的)病毒,他们在没有特别防护手段的情况下挖开墓地,提取尸体样本,这些极度凶险的病毒就可能被释放出来,重新传播开去。

若是按照今天的规范,要想做这样的挖掘,必须把整个墓地封闭,用三级生物安全防护标准控制所有操作,杜绝一切病毒溢出的可能。而 1951 年,医学界还没有建立这样的生物安全标准,研究病毒的人都只能用自己的生物学知识来指导行动。赫尔廷和他的两位老师都认为,这些尸体从内到外深度冷冻,即便真的还有病毒 “存活”,也是处于蛰伏状态,不可能感染人。所以他们更操心的是如何防范自己身上的“现世”病毒污染样本,完全没去担心自己或是围观的村民会不会被尸体里的病毒感染。

在三级生物安全防护标准实验室中,检查重建的1918年大流行性流感病毒的实验员
("Influenza virus research" by James Gathany is marked with Public Domain Mark 1.0.)

也不知道是不幸还是幸运,幸运的是,没有发生病毒泄漏,因为那些病毒早已失去了感染能力。但不幸的是,正因为没有活病毒,他们这次费劲千辛万苦的行动失败了,他们没能复活 1918 年的流感病毒。

讲到这里你可能以为我们这这个复活病毒的故事最终要以令人失望的结局收尾,但真实的世界往往比电影还有戏剧性。

这个故事没有结束,1918 年的流感病毒最终被成功地复活了,要想知道后来又发生了什么峰回路转的故事,我们下一篇接着说。

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