一名考古人的抗“疫”日记
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发布时间:2020-04-13   动态浏览次数:1132

这是一名考古人在疫情期间的工作日记。作者文少卿,复旦大学生物人类学博士,在复旦大学生命科学学院现代人类学教育部重点实验室从事博士后工作期间,主攻的是分子考古。20199月入职复旦大学科技考古研究院后,他主要从事古代遗址出土人骨和动物骨骼的生物考古工作。2020年元月,他在去荆州釆集用于古DNA研究的熊家冢墓地出土人骨的过程中,与武汉的疫情不期而遇。随后,他利用自己的专业特长,主动参与到抗击新冠肺炎疫情的战斗中。

  


 2020
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汉口站到了啊,换一下票啊,大江大河大武汉啊。我迷迷糊糊睁开了眼睛,瞟了一眼下铺戴着口罩的上海小哥,不由得心里嘀咕了一句矫情。这里距2019新型冠状病毒的扩张源头——华南海鲜市场,步行仅11分钟;距中科院武汉病毒所获取新冠病毒全序仅过了2天;7个小时后香港特区政府将启动新型传染病严重应变级别。下了火车,我优哉游哉地吃了一碗热干面。六点多的武汉已经苏醒了,人来人往。我又坐上了去荆州的高铁,继续我的行程,下一站熊家冢墓地。

从武汉转车过来的?

是啊,不然到荆州就下午了,我还要急着赶回上海去处理随州曾国墓地的样本呢。

你们复旦科技考古研究院怎么样?

领导好。

熊家冢的样本怎么样了?

南方的样本有点难,保存不太好……”

别说那么多,出去时间长了,都没了湖北人的豪爽劲,好好干就是了。有空经常回来。

  

202016

   荆州返回上海的火车,我再次幸运地与新冠病毒擦身而过。

  

2020111

   复旦大学张永振教授团队在《病毒学组织》网站(virological.org)上发布了新型冠状病毒的全基因组序列。生命科学圈子里开始转发预警信息,我非常担忧地拨打了亲朋好友的电话。没事,又不传人,大街上谁戴口罩啊。

  

2020123

  “儿子,别回来了,夏天再回来吧。当日上午十点武汉封城。

  

2020126

   这个季节本来就是流感易发的时期。一些不知真假的视频开始刷屏,大量的发热和疑似病人冲向了武汉的一些三甲医院。由于没有核酸检测而不能确诊,病人只能来回奔波于医院和社区,存在极其严重的交叉感染的风险。当晚终于拨通了五姨的电话,她从ICU调到了发热门诊,连续的加班已让她筋疲力尽。她只说了一句:病人太多了。

  

2020127

晚八点,武汉市人民在家中高唱国歌。和我们一起做烈士遗骸鉴定项目的军事医学研究院的小伙伴们,也装备着他们刚刚研发的新冠病毒核酸检测箱,逆行去了武汉。但是,核酸检测试剂和设备不足的情况开始日益凸显。我开始焦躁不安起来。

  

  

新冠病毒(2019-nCoV)的高清电镜照片

(出处:美国国家过敏和传染病研究所落基山实验室(NIAIDRML)

新型冠状病毒(2019-nCov)是一种单链正链RNA病毒。病毒核素的检测方法主要分为:核酸检测法和免疫检测法。
  免疫学方法,操作简单方便,最快15分钟内出结果,可以在基层实验室完成。但试剂灵敏度和特异性还比较有限,适用于大量疑似病例和无症状感染者检测。该方法需要一定的研发周期,新冠病毒的抗原和单克隆抗体根本不可能在短时间内量产。
核酸检测的是病毒RNA,是病毒存在的直接证据。相比免疫学方法和CT临床诊断,核酸检测可以更早期地发现病毒感染。因此,荧光定量核酸检测也是新冠肺炎诊疗方案中确认感染的金标准。比如,军科院和华大基因的小伙伴们就是采用的这个技术。这个方式针对性强,检测新冠病毒上的2~3个特有基因,就好比用鱼叉只捉新冠病毒这条鱼。但是在采样、存储、检测过程发生中稍有偏差,会导致PCR检测效率降低,甚至漏检,造成假阴性,而且新冠病毒的多样性未知,检测区域一旦发生变异,就会发生脱靶现象。通俗地讲,就是病毒在自己的特征区域稍加打扮,就容易蒙混过关。
  另外一种核酸检测法叫做测序法。该方法通过病例标本全基因组测序,将序列与新冠病毒的序列进行同源性分析而确认。目前应用最广泛的叫宏基因组法。宏基因组测序就类似于用一张大网将池塘中所有的鱼一网捞尽,把样本中人类的基因、病毒基因和其他微生物的基因都识别出来。这样的话,宏基因组法不仅可以确诊是否为新冠,对于多重感染,如肺炎患者可能还同时感染甲型、乙型流感、支原体、鼻病毒等,也能同时检测出来,为医生分诊提供了确切依据。但是这个方法存在技术操作复杂、仪器设备较大、检测周期长等缺陷,绝大多数医院无法独立运用此技术开展常规检测工作。
新冠病毒来势汹汹。这就好比灭火,时间不等人,各种试剂盒、十八般武艺都仓促上阵。

  

2020129

  全国31个省份全部启动突发公共卫生事件一级响应。武汉市疾控部门的同学告诉我,有些PCR检测试剂盒的假阴性确实很高,最为突出的是临床症状等多项指标均指向新冠感染的疑似病例,核酸检测却为阴性,造成重复检测以及确诊延迟的问题。他们也是叫苦不迭。
 “
你这么专业,做一个灵敏度更高的盒子吧。
 “
不要有顾虑,好好干就是了。
与其说我的研究专业是分子考古,不如说我从事的是痕量核酸研究。考古遗址出土的人骨遗骸中人源DNA较少(1‰以下),绝大部分是菌源DNA污染,如何高效地富集人源DNA,是古DNA研究的前提条件。新冠患者样本的核酸提取物中也面临着类似的问题:病毒RNA较少(1‰以下),绝大部分是人源RNA污染。反过来,如何千方百计地去除人的核酸分子,保留病毒的片段是我们的目的。古DNA研究在近年来也完成了由常规PCR技术向下一代测序技术转变的过程,主要原因包括:高通量测序避免了对古代样本中获取的DNA进行直接PCR,而是将提取物用于构建可以测序或者杂交捕获的DNA文库。因此,可以检出率和检测通量会显著提高。
  目前,各地CDC和科研机构采取的方法是宏基因组测序法。这些方法获取的总数据量中绝大部分是人源RNA污染,病毒RNA数据量较低。类似于古DNA研究中的shotgun测序技术,成本高、目的性不强。古DNA研究中常用的探针捕获技术,可以更加有效地富集病毒RNA,灵敏度极高,并将检测窗口期提前。就好比宏基因组法是一网打尽,我们是有选择地一网打尽,比如我们只关心冠状病毒,那么不管它怎么易容化妆,我们都能只要轮廓像的,都捕获了再慢慢分析。基于长期积累的痕量、降解核酸的处理经验(杨官寨遗址人骨DNA和血池遗址马骨DNA的成功捕获),我们决定不惜成本,研发针对新型冠状病毒的捕获试剂盒。

  

202025

  新型冠状病毒捕获试剂盒缺少的最后一个核心部件”——捕获探针合成完毕,我们根据已公开的全部50多个新冠病毒核酸序列,针对参考序列互补链,采用2X叠瓦设计,设计了共503条经生物素修饰的120nt ssDNA探针。该探针体系可以灵活整合,比如后期发现了新的品系,将新设计的探针混入即可。这一天,由武汉华大基因公司建设,中交二航局负责施工的火眼实验室交付使用,武汉市病毒检测通量大幅提升。

2020210

  今天我体验了当逆行者的巨大难度。首先要和家里人好好商量。然后要和院里领导说明情况。
 “
你的东西能发挥多大作用?
 “
从我个人角度是不希望你去的,但是如果你要去,我也不能拦着你。
 “
我的父老乡亲、亲朋好友都在湖北。
 “
科学理智,尽力而为。
  我的内心无比感动。
  晚些时候,研发团队和实验人员都通过志愿者车队陆陆续续在上海集中。
  感谢龙越慈善基金会的小伙伴们。
 “
我们全国的志愿者团队都愿意去湖北,但是根据之前汶川地震等救援经验,现在需要的是懂专业的志愿者,统一指挥,否则容易添乱,不过有需要我们都愿意去。

  

2020211

  除了提供物资支援,武汉疾控那边已经进不去了。紧急和杭州市、广州市公安局的小伙伴们联系协商后,总算和广东省公共卫生研究院联系好,可以去测试。

  

2020214

  “这个样本编号20SF014,取自患者的肺泡灌洗液。测试的是病毒分离后的毒株,稀释了1000倍。

  

2020218

  凌晨三点的广州实验室依旧灯火通明。

 “你们自动化组优化的全自动提取仪性能不错啊。
 “
你们很拼啊,这些实验员每天工作到两三点。
 “
因为大家都希望能够去武汉帮帮忙。
 “
你们胆子真大,预实验都没有,实验步骤简化成这样,结果居然做成了。
 “
还不错,获取了病毒全序列,测序深度两万层,Q30大于85%,有效数据量大于85%
 “
你们用的什么平台?
 “
华大平台。国之重器,必须支持。现在我们所有的试剂,包括司法领域和古DNA试剂的研发,必须基于国产平台。华大做得不好,我们就来挑毛病。但是你知不知道,现在生物领域、医疗领域、法医等公共安全领域,我们对于进口试剂的依赖有多大。
 “
你们做考古的都能发挥作用,真是想不到。
 “
考古学是一门开放的学科,能够做到跨学科思考。如何开发的好是工科的事情,如何量化并获取数据需要理科的帮助,如何提出问题、阐述问题需要很好的文科思维训练,考古要求还蛮高的。
 “
这样看来我们学科反而保守了。

  

2020223

 “现在你们做一下单盲测试,36个样本里面有些是弱阳性的,我们之前用其他测序手段(宏基因组测序和Nanopore测序)均无法得到满意的结果,你们试试。

  

202033

  广东省公共卫生研究院。
 “
这批样本里有27个阴性样本、1个空白对照和8个弱阳性。新冠病毒全长序列基本被捕获(覆盖度98%以上)。
 “
你们的数据真漂亮。我们愿意和你们展开合作,现阶段把重心放在特殊病例,即那些临床确诊但核酸检测结果模棱两可的弱阳性病例、无症状患者、超长潜伏期患者等病例的确诊。另外,对病毒株是否发生变异进行监控,防范潜在的风险。





后记
  

一位参与核酸检测试剂研发的老者告诉我:现在的国家处于非常时期,你们一定要尽心、细心、尽力地做事情,做到位、不越位、不错位。是啊,一个国家这么多人口,非常考验大家的心气。齐心协力、万众一心太重要了。通过各种渠道,我们也可以看见不同的表现、不同的声音,但是整体上人民的心气是向上的,批评的声音也是客观、理智的。这次抗疫过程中,一线医护人员非常辛苦,全国人民八方支援也非常令人感动。身边的很多朋友抱怨自己的专业对于疫情没有帮助,只能蹲守在家,苦中作乐,不然我相信会有更多的逆行者。我们生活在一个好的时代,享受着岁月静好的生活,但是危难之中,大家可以清晰地感受到集体的力量,可以感觉到这是一个乐观向上的民族,有着千千万万深爱着自己国家的人民,每个人都想付出自己的力量。顺便说一句,网上博物馆展览项目让大众足不出户体验祖国的人文之美,非常赞。

武大的早樱,悄然开放、绚烂美丽。虽然阴霾还没去完全褪去,它们仍然努力绽放,就像武汉这座英雄的城市,勇敢顽强。疫情在全国人民的努力下,正一点点地消散。相信不久的将来,我就能重回武汉和亲朋好友们把酒言欢,重新回到熊家冢和屈家岭的考古工地上默默地研究写在祖先骨骸里的故事,享受岁月静好的日子。