各國實驗室趨於寂靜,科學家做準備應對疫情長期干擾
2020年03月21日08:18

  來源 | ScienceAAAS

  撰文 | Kelly Servick等

  密歇根州立大學的進化生物學家Richard Lenski花了很多時間來思考微生物是怎樣生長和繁殖的。他的研究團隊自從1988年以來,在實驗室環境下觀察了超過73000代大腸杆菌的生長和演化。所以,當新冠肺炎(COVID-19)這種由冠狀病毒SARS-CoV-2引發的疾病開始出現在美國時,他就預料到感染規模會呈指數型增長——這些初始病例只是預示了將要發生的事情。

  這周,由於世界各地的研究機構都在忙於為新冠肺炎疫情做準備,並且還考慮到實驗室的職員和學生們在延緩病毒的傳播中所扮演的角色,Lenski決定冷凍他的細菌並暫停這項進行了32年的研究實驗。

  他說:“我不想讓那些負責這項日常工作(維持細菌)的人在可能感覺身體不舒服的時候還倍感壓力。” 對於這項實驗計劃來說,這隻是一個 “細微的干擾”,只需要把細菌解凍就能恢復實驗。但這項實驗的中斷只是整個科研環境中的冰山一角。有難以計數的不同領域的實驗室正在重新調整和規劃它們的實驗項目,而且還有很多實驗項目是沒辦法通過簡簡單單地把樣本放進冰櫃里就可以中斷的。

  控製病毒傳播的措施因大學而異,並且往往反映了當地疫情暴發的嚴重程度。許多研究人員告訴ScienceInsider,跟人類瘟疫的流行造成的可怕後果相比,他們實驗中斷的損失根本算不上什麼。

  有些科研機構在儘量減少大樓里聚集人群的同時還是允許研究人員進入實驗室,但是其他的一些科研機構則不支援所有的實驗室內的實驗活動。哈佛大學藝術與科學學院的標準在3月12日這天從前者改變成了後者。該學院院長呼籲在3月18日之前“減少研究活動”並在隨後的6-8周內“禁止進入實驗室”。

  對許多研究人員來說,一個最大的問題就是該如何在疫情暴發並且出現動物保護團隊人手短缺的情況下維持小鼠的數量。進化生物學家Hopi Hoekstra 懷疑她將不得不減少半數的小鼠(幾百隻小鼠),並且這可能要求她殺掉這些小鼠。

  她研究團隊中許多品種的小鼠都是從野外捕捉過來的,並且由於它們獨特的行為而被研究。她表示,雖然實驗室中許多種類的小鼠在疫情結束之後可以在大型供應商那裡得到補充,但是,“如果發生了什麼事情,或者它們得不到長期的照顧,我們如此大量地減少鼠群數量,會導致我們無法維持它們的運轉,甚至於那些獨特的老鼠會永遠消失。”

  在米蘭,像這樣的大學校園都被下令關閉。這些大學的實驗室也必須服從這一規定 | AP PHOTO/LUCA BRUNO

  由於無法提供治療,研究人員只能希望出現最好的結果

  那些依靠國際旅行進行項目研究的研究人員已經開始放棄一些科研計劃了。傳染性疾病基金會和抗愛滋病組織的流行病學家Camila González-Beiras原本預期在二月底飛往巴布亞新幾內亞完成一項大約由5萬人參與的試驗,這項試驗旨在比較使用阿奇黴素治療潰瘍性皮膚雅司病的兩種策略。

  他所在的科研團隊已經發現了一些初步證據,證明三劑給藥比目前推薦使用的單劑給藥能提供更長久的保護,並且試驗的返回主要是出於一些倫理方面的原因:給那些對照組的單劑給藥病人提供額外一劑藥,並尋找潛在的抗藥性病例。

  但是就在上週,巴布亞新幾內亞衛生部建議González-Beiras和她的團隊取消這次旅行計劃。衛生部和世界衛生組織對於該項目的資助已經不確定是否能發放,而且原本合作參與此項目的國家衛生官員們已經被重新分配到機場參與新冠肺炎的篩查任務。

  雖然González-Beiras已經從菲律賓渡假歸來回到巴布亞新幾內亞了,但是她團隊中其他五名成員可能要從西班牙趕回來,而那裡現在已經有超過4000例新冠肺炎確診病例了。她說,他們前往巴布亞新幾內亞的旅行“將是非常不負責任的”,巴布亞新幾內亞目前還沒有病例記錄。

  目前她正在試圖訂機票回家,而且她樂觀地認為與他們團隊合作進行試驗的社區現在已經有能力自行確診和管理新發的雅司病病例,即使這個項目無法按計劃結束。那些沒有獲得額外給藥的病例仍然應該受到兩年或更長時間的保護,她說:“我覺得應該沒問題。”接著她又補充道:“我希望沒問題。”

  幾近成功的科考船任務被延誤

  北極星號科考船被冰面凍住了,在北極地區緩緩移動。他們原本正在參與為期一年的馬賽克任務,此項任務的目的在於探究氣候變化對北極的影響。而在新冠肺炎期間被困在這裏將是非常糟糕的。

  最近,由於原計劃要登上科考飛機蒐集大氣數據的一名成員被檢測出SARS-CoV-2新冠病毒呈陽性,這艘科考船錯失了一項幾近成功的任務。這名團隊成員曾於3月5日在德國不萊梅參與了一項籌備會議。為了以防萬一,參與了會議的所有人都接受了病毒檢測。目前有20多名與會者被隔離在家至少2周。

  馬賽克探險隊隊長Markus Rex是阿爾弗雷德·韋格納研究所亥姆霍茲極地和海洋研究中心的大氣科學家。他向我們介紹說,這個科研飛行團隊原計劃在3月11日起飛,所以隔離措施意味著飛行計劃將要被推遲。Rex說,雖然被感染的隊員並沒有按計劃登船,但他可能感染了挪威斯瓦爾巴特群島(Svalbard)集結地點的工作人員。

  之後的科考成員,包括飛行小組和預定4月份前往該船的小組成員,將接受兩次測試,一次是在離家之前,另一次是在集結地點。他接著說,雖然這個船有能力隔離病人,但是COVID-19新冠肺炎感染 “是我們希望盡一切努力去避免的事。”

  旅行限製成為了阻礙

  旅行限製曾兩次惹惱了Michael Clark,他是普渡大學的一名天體物理學家以及博士後。他在位於意大利地底下的格蘭薩索國家實驗室從事XENON探測器方面的工作,該探測器正在尋找猜想中的的暗物質粒子。

  Clark在今年二月到達那裡,協助安裝了最新、最大版本的探測器。他原本打算短暫回到普渡大學並在三月初返回意大利,但當他所在的大學宣佈對來自意大利旅客的旅行禁令之後,為了避免被困在美國,他決定留在意大利。

  隨後在3月11日,美國總統唐納德·特朗普(Donald Trump)宣佈禁止非美國國民從歐洲飛往美國,因此作為加拿大人的Clark認為,他不得不在實驗一切順利的時候回家。於是他花了2220美元買了一張週五飛往芝加哥的機票。Clark說,無論如何,這個實驗室似乎也打算關閉了。

  由160名成員組成的XENON小組已經完成了新探測器精緻的內部結構的安裝,並且正在加緊關閉外部容器。他說:“目前這項工作正在緊急開展,以確保我們可以讓探測器處於安全的狀況。”他將面臨14天的自我隔離,他說他將利用這14天來分析之前版本XENON的數據。

  長期的封閉措施或將改變研究重點

  在意大利受新冠疫情最嚴重的倫巴第地區,結構生物學家Federico Forneris擔心長達幾個月的封閉措施可能會永久性地改變他的研究方向。他在帕維亞大學的實驗室研究突觸的形成和膠質的產生,以及它們在癌症轉移中的潛在意義。

  從本週一開始,他的大學只允許教職工和技術人員進入實驗室,而不允許博士生和博士後進入,並且進入人員只允許從事一些必要的工作,比如維持細胞系或實驗動物的生存。由於Forneris沒有技術人員,所以他敦促他的大學派一名學生或博士後來幫助他培養細胞。

  他說:“大部分實驗室的工作都被叫停了。”他的實驗室的成員們目前都在家工作,閱讀論文或是分析數據。如果封閉措施持續的時間過長,他可能會把他的研究重點轉移到計算生物學上,因為這個領域允許他遠程辦公。

  在笨拙的工作環境中升級大型強子對撞機

  不斷傳播的病毒放慢了世界上最大的核粒子加速器的速度,這個大型強子對撞機 (LHC)坐落於靠近瑞士日內瓦的地方。2018年12月至今,這個27公里長的加速器已經被關閉長達2年之久,以升級它和4個巨型粒子探測器。

  石溪大學的粒子物理學家John Hobbs告訴我們:“相比於當初運行的時候,現在這架機器更需要物理學家進入其內部。”但是歐洲核子研究委員會(CERN),作為歐洲粒子實驗室和大型強子對撞機的總部,已經限製了關鍵人員的進入。

  這項工作的進度受到了影響。Hobbs以及大約5000名來自遙遠地方的從事巨大的ATLAS粒子探測器工作的研究人員,努力與在現場的規模小得多的團隊進行遠程協作。Hobbs說:“過去24小時里我幾乎用了3個小時在Skype(網絡通話軟件)上遠程指導一名工作人員安裝我們的電子設備。”通常來說,這類安裝工作只需要花費一個小時。“他說點什麼,然後把鏡頭對準我們正在看的東西,之後我們又要再聊一會兒

  他表示,在不知道歐洲核子研究委員會的禁令將持續多久的情況下,他也無法判斷整個大型強子對撞機的升級工作是否會被延誤。

  淚水和急於保存的樣本——癌症實驗室的疏散

  癌症遺傳學家Alberto Bardelli在3月7日收到來自他所在研究所的科研主管和總幹事的郵件,他只有48小時的時間來關閉位於意大利都靈大學的實驗室。當他將實驗室即將關閉的消息告知25名實驗室成員時,有些成員流下了眼淚。他說:“實驗室是我們的第二個家。”

  研究人員們倉促地冷凍好病人的樣本,但是他們並不知道這些樣本在解凍之後還能否繼續使用。一名人員被獲準每天進入實驗室來檢查關鍵設備是否運行良好,但是用來支援臨床試驗的組織樣本的收集和分析工作被叫停了。

  Bardelli目前正擔心他將無法在他實驗室的幾個國家級和歐洲資助項目中履行承諾。他說:“我希望我們能有機會延長髮佈報告和交付研究成果的最後期限。”同時,他對於他們機構開展的其他實驗項目的中斷感到惋惜,其中還包括開發一種針對新型冠狀病毒的診斷測試。

  對於失去機會的焦慮正在蔓延開來。當Lenski的大腸杆菌實驗安全地被凍結之後,他開始與其他研究小組分享他的實驗減緩計劃,並且他還加入到科學家的倡議行列,敦促同事們抵製以在社區內傳播病毒為代價來完成實驗室工作的衝動。

  他說:“這對科學事業的打擊是破壞性,但是它同時也提醒我們,我們還有平凡的生活要過,同時還有需要我們保護的人在等著我們。”

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