今年3月,陈化兰因对禽流感的病毒生物学研究,以及在禽流感疫苗的开发与应用上所做出的贡献,获颁“世界杰出女科学家成就奖”,成为第5位获得这一奖项的中国女性。只要稍微回顾一下历史,大家就会发现中国的禽流感疫情其实很少在秦岭——淮河一线以北出现,但中国对抗禽流感疫情的前线却在中国领土的最北端——哈尔滨,中国农业科学院哈尔滨兽医研究所研究员陈化兰领导的国家禽流感参考实验室就在这里。
20年前,当陈化兰在哈尔滨开始自己的研究生涯时,禽流感对于中国社会还是一个陌生的词汇,很少有人知道在人口不断集中的背景下,这种通常从家禽身上传染而来的病毒会带来怎样的影响。但过去20年,陈化兰在一个非常薄弱的基础上建构起禽流感病毒研究体系,这有效避免了数次严重的禽流感在中国社会引起巨大的恐慌,并促进了全球对禽流感的认识。
2016年3月,在法国巴黎索邦大学,陈化兰因为对禽流感的研究,获颁“世界杰出女科学家成就奖”。这个奖项由联合国教科文组织和欧莱雅集团于1998年联合设立,每年会从全球选出5位为科学进步做出卓越贡献的女性。陈化兰走过的是那一代中国科学家的典型成长轨迹。
在她的中学时代,那时的高考还是先填报志愿后公布分数,因为担心分数不足,出生在甘肃的她没能选择最喜欢的医学专业,而是在甘肃农业大学兽医专业开始了求学之路,之后又远赴千里之外的哈尔滨开启博士生涯。在那个家禽和家畜仍以散养为主的时代,几乎没人意识到兽医在未来社会中将要扮演的角色究竟有多重要。这个重要的转折很快就不期而至。
1997年,香港1名3岁男童成为第一个感染H5N1禽流感病毒的人,随后的17个类似病例中,有5人失去了生命,人们突然意识到这种通常都在禽类之间传播的病毒具有极强的致病能力,而当时人们对此知之甚少。流感命名一般根据病毒里两种蛋白质的性质——H代表红血球凝聚素,N代表神经氨酸酶,这两种蛋白质在流感传播过程中起着不同的作用。
目前,红血球凝聚素有18(H1~H18)种形态,神经氨酸酶有11(N1~N11)种形态。但由于不同物种在细胞和基因层面上的巨大差别,很多流感病毒对人类都是无害的,尽管它们总是可以造成禽类的大面积死亡。关于禽流感的好消息是,它在一定程度上是可以治疗的,达菲和瑞沙等药物都能降低禽流感发病的严重程度,前提是患者必须在出现临床症状24小时内接受治疗。
此外,禽流感在一定程度上也是能预防的,依靠科学家的努力和现代工业强大的疫苗制备能力,每一份鸡禽流感疫苗的成本已经降到了几分钱,这意味着人类能以相对较低的成本预防禽流感。关于禽流感的坏消息是,流感病毒的变异极其迅速,每次流行期间总有新变种的出现;其次,对于这种病毒怎样进行跨越物种传播,科学家还是缺乏清晰的认识。
《自然》杂志曾提及,1918年那场造成4 000万人死亡的“西班牙流感”可能就是人类感染了禽流感所致。陈化兰说:“我们不能排除禽流感病毒在人和人之间传播的可能,尽管获得这一能力尚需多步突变。”这决定了陈化兰的工作:如果恐惧源自对威胁的无知,她的工作就是用科学化解恐惧。
无论如何,在本世纪的最初几年时间里,中国似乎一夜之间就意识到了开展禽流感研究的重要性,这为陈化兰的科学之路提供了最初但也是最重要的舞台。“如果留在国外,我就是庞大实验室中的一个环节。”在回忆自己从美国回到哈尔滨从事禽流感研究的决定时,陈化兰说:“但回到国内,我可以按照自己的想法开展研究,可以从小到大建设一个科研机构。”对于科学家来说,中国确实有很多可以让他们施展平生所学的舞台。
因为在走向现代化国家的道路上,中国需要增强公共政策的科学性。但要争取到这些舞台,从来都不是一件简单的事情。那些有志于此的科学家必须能够直面这个国家在发展过程中突然出现的挑战,并通过建立一套行之有效的方案来获得社会各界的认同。他们需要应对漫长的等待、持续的需求和稍纵即逝的机遇,任何疏漏都有可能导致公众对科学的误解和对政策的排斥。
2004年1月27日,农业部宣布,确诊广西隆安县丁当镇的禽只死亡为H5N1高致病性禽流感病毒所致。第二天,中央就明确要求要依靠科学阻断疫情传播。这是中国社会第一次感受到禽流感带来的恐惧:不但鸡肉销量直线下滑,甚至各地的花鸟市场都受到严重冲击。由于相信可以在最初发现地有效控制禽流感病毒的传播,中国并没有实施严格的防控政策,最初的政策只要求对爆发疫情的地区实行禽类扑杀,为风险地区的家禽接种疫苗。
但随着禽流感疫情相继在湖北黄冈、吉林白城和湖南郴州出现,大家终于意识到,这种只在发生过疫情的高风险地区实施免疫的做法可能已经失效,扑杀和免疫的范围都必须扩大。全国范围内对鸡的强制免疫也从那时开始,但这依然不够。陈化兰注意到了鸭子:中国饲养着全世界75%的鸭子,粗放的散养对禽流感防控带来了巨大挑战。
由于80%以上的鸭子对禽流感无免疫力,它们又与野鸟共享水源和食物,因此很容易感染禽流感,陈化兰团队的研究也表明,“在野鸟中出现的病毒过段时间就会出现在鸭子中,如若控制不当,还会感染鸡和人类”。2009年,陈化兰领导的研究团队开始启动鸭用禽流感疫苗的研制。不时出现的疫情需要陈化兰和她的团队不断工作,她说无法量化这个团队这些年来开展的工作,只是觉得“很多很多”。
他们不断分析病毒株,不断通过科学但偶尔也略带争议的办法完善对病毒的了解,不断培养对科学工作的直觉,“只要有基本的设备,科研工作的成功就完全取决于我们对这项工作的思考”,而陈化兰对自己的思考能力一直很有信心。
和陈化兰一同获得“世界杰出女科学家成就奖”的还有德国生物学专家埃玛努埃勒·沙彭蒂耶(Emmanuelle Charpentier)、美国生物学家珍妮弗·道德纳(Jennifer Doudna)、南非女性健康专家卡拉伊莎·卡里姆(Quarraisha Karim)和阿根廷病毒学家安德里亚·加马尔尼克(Andrea Gamarnik)。与其他几位女科学家不同,陈化兰不喜欢过多谈论自己。
她强调自己的成功归因于国家赋予的使命,她对“投身科学的女性拥有改变世界的力量”深信不疑,更认为禽流感研究应得到政府部门的大力支持。从某种意义上来说,陈化兰的判断是正确的。
她生在一个中国向城镇化高速发展的历史时期,面对着中国的家畜和家禽养殖从零散喂养到集中化不断迈进的现实,感受着这片广阔土地由于科学知识的欠缺、迅速变化的生活、极度复杂的环境而生长出的对未知的恐惧,这些时代特色要求中国政府必须资助科学界回答这些问题、化解这些恐惧、预防这些疾病。这些来自政府的支持对陈化兰和她领导的庞大团队非常重要。
包括全职人员和在读研究生在内,远在哈尔滨的国家禽流感参考实验室现在有80多名研究人员,中国对禽流感逐渐增加的认识几乎都出自这里。这里的成长也令人瞩目:20年前,当陈化兰在这里开始研究时,“我们对禽流感的研究基础几乎是一无所有”,现在,这里已经成为全世界最优秀的禽流感实验室之一。2013年,与禽流感病毒针锋相对的战斗最终让陈化兰团队名声大震。
在成功战胜疫情的同时,陈化兰团队在基础研究领域获得了多个重要突破:当年4月,她们发现新型H7N9流感病毒与同期活禽市场上的H7N9病毒高度同源,从而首次揭示了新型H7N9流感病毒的来源;5月,他们又发现H5N1病毒确有可能通过与人流感病毒的基因重配,获得在哺乳动物之间通过空气高效传播的能力,从而具备引起人际大流行的能力,这是对全球公共卫生体系的现实威胁。
同时,他们提出的取消活禽交易的政策也开始得到越来越多的讨论和支持。而在那之前的一年,陈化兰团队耗时3年研发的鸭禽流感疫苗也告成功,实验室中所有的测试结果都表明,这是一种免疫效果极其出色的疫苗品种,它的接种成本也完全可以接受,“大规模生产后,这种疫苗每单位的成本只有一两分钱,因而具备广泛接种的可能”。即便陈化兰所说的疫苗至今还未投向市场,那波疫情也已经决定了陈化兰团队随后的成长轨迹。
在那波疫情给中国家禽养殖部门造成了超过数十亿元的经济损失后,国家主席习近平发出号召,要求严格控制感染源,加大活禽检查力量,保证发布消息的准确性。同时,习近平主席要求科研人员要加快相关疫苗的研发,帮助各级政府更好地控制疫情。毋庸置疑,所有这些都与陈化兰的工作息息相关。未来,她和继任者们必须对这些要求做出科学的回应,这同样是这个国家和这个时代赋予她们这代科学家的使命,而使命从来都无法回避。