俄罗斯实验室人员死亡引发鼠疫担忧,专家解读事件究竟发生了什么

图片来源:unsplash/National Cancer Institute

一支破裂的试管、洒出的液体,以及容器外出现的潜在危险细菌,这样的场景足以让人感到不安。但对于专门研究和处理高风险传染性病原体的实验室而言,安全防护本就不应只依赖单一环节。

俄罗斯伊尔库茨克一家防疫研究机构一名工作人员死亡后,外界开始关注这起事件是否可能与实验室事故有关。由于该机构涉及鼠疫杆菌等病原体的研究,有报道称事故可能与一支破裂的试管有关。不过,目前公开信息并没有独立证实鼠疫感染或实验室泄漏确实发生。

俄罗斯方面则表示,这名工作人员患的是原因尚未明确的肺炎,并否认其死亡与工作中接触的病原体存在关联。路透社10月6日报道称,当局对与死者有接触的人员进行了相关监测,目前没有发现鼠疫病例。

之所以引发如此大的关注,与肺鼠疫本身的危险性有关。肺鼠疫如果没有得到及时治疗,病情可能在较短时间内迅速恶化,甚至危及生命。伦敦卫生与热带医学院教授布伦丹·雷恩此前向ScienceAlert表示,这是一种发展速度非常快、具有致命风险的感染,严重情况下可能在24小时内造成死亡。

世界卫生组织指出,鼠疫在早期接受适当抗生素治疗的情况下通常可以得到控制。雷恩强调的也是肺鼠疫可能具有的严重程度,并不能据此推断此次死亡事件中的工作人员已经被确诊为鼠疫患者。

对于调查人员而言,一支试管破裂本身并不能证明发生了感染。伯明翰大学病毒免疫学副教授、三级防护实验室学术负责人Zania Stamataki表示,在高等级生物安全实验室中,容器破裂首先意味着一起事故,但并不等同于人员已经发生暴露。

在这类设施中,涉及活病原体的开放操作通常需要在生物安全柜内完成。柜内气流经过控制,空气经过过滤后排出,从而降低感染性物质形成气溶胶并扩散到操作人员周围的可能性。如果容器在正常运行的安全柜中破裂,理论上相关污染物仍应处于第一道控制范围之内。

与此同时,实验材料从一个设备转移到另一个设备时,一般还会使用密封的二次容器进行运输。也就是说,即便内部试管发生破损,外部保护层仍应继续承担隔离作用。实验室所在房间通常还会维持负压状态,配合通风系统、个人防护装备、操作规程和人员培训,共同构成多层防护。

Stamataki将这种体系形容为一组相互嵌套的盒子,而不是依靠某一道单独的防线。正因为存在多重保护措施,实验室获得性感染总体上并不常见,真正造成感染往往意味着多个环节同时出现问题。

因此,调查重点不会仅仅停留在“试管为什么会破裂”这一点上。调查人员需要弄清楚事故究竟发生在哪里,破裂容器里装的是什么,相关材料当时是否具有感染性,以及破裂过程是否可能形成能够被吸入的微小颗粒。

实验室的通风系统记录、设备维护情况、安全检查结果以及工作人员是否按照既定操作流程开展工作,也都可能成为关键证据。除此之外,来自患者本人的医学样本可能提供更直接的信息。

如果能够从患者身上分离出致病微生物,研究人员可以进一步对其进行基因测序,并与实验室保存的特定菌株进行比对。Stamataki指出,如果缺乏这样的基因组证据,那么时间上的先后关系本身并不能证明实验室工作与疾病之间存在因果联系。

当然,即使发现菌株之间存在相似性,调查人员仍然需要结合接触史、暴露环境以及具体工作流程进行综合判断。伊尔库茨克相关机构并非只处理鼠疫一种病原体,因此,单凭工作人员在相关实验室工作这一事实,也无法确定其死亡原因。

人们之所以对实验室通风和防护系统格外敏感,也与苏联时期发生的一起重大事件有关。1979年,苏联斯维尔德洛夫斯克(现叶卡捷琳堡)曾发生严重的炭疽疫情。1994年发表于《科学》杂志的一项研究显示,患者主要集中在一处军事微生物设施的下风向区域,这一分布特征支持炭疽孢子曾通过空气释放的解释。

随后发表的研究还讨论了相关设施在维护过程中安全空气过滤系统遭到破坏的情况,并引用了当地资料。这些研究为理解当年事件提供了重要线索。不过,那次事件涉及的是炭疽,而非鼠疫,所处年代、设施条件和具体事故背景也与今天的伊尔库茨克事件不同。因此,它能够说明实验室遏制系统一旦出现严重故障可能产生的后果,却不能作为伊尔库茨克发生类似事故的证据。

另一个容易引发误解的问题,是当局为何需要对大约200名相关人员进行监测。这样的监测规模并不能直接说明已经有多少人感染,更不能反向证明死者就是鼠疫患者。

Stamataki认为,对相关人员进行监控主要体现的是预防性和谨慎原则。换句话说,采取监测措施意味着有关方面需要排除潜在风险,而不是意味着已经确认存在大规模感染。

即使所有接触者检测结果均为阴性,也不能单独确定最初患者究竟患有什么疾病。相反,如果肺鼠疫能够在早期被发现并进行隔离,同时对可能接触者采取适当措施,继发传播完全可能被阻断。同样的监测流程也可能用于最终被证实与鼠疫无关的病例。

鼠疫由鼠疫杆菌引起。尽管这种病原体已经存在了非常漫长的进化历史,但它至今仍然是公共卫生领域需要关注的疾病之一。鼠疫存在不同临床类型,其中肺鼠疫主要累及呼吸系统,在特定情况下可以通过呼吸道分泌物和空气中的感染性颗粒传播。

不过,肺鼠疫虽然具有传播能力,其人与人之间的传播效率并不意味着可以与新冠等高度传播性的呼吸道病毒相提并论。雷恩也指出,肺鼠疫可以经呼吸道传播,但其传染性相对有限,远低于SARS等病毒。

实验室之所以开展鼠疫相关研究,主要是为了进一步认识这种疾病,并推动诊断方法、治疗手段和疫苗等方面的研发。研究人员接触这些病原体,并不意味着工作人员患病后就一定能够追溯到实验室操作。

对于伊尔库茨克这起事件而言,真正能够厘清事实的仍然是后续调查。工作人员的临床诊断、实验室检测结果、病原体基因序列、工作记录、设备运行状况以及接触者监测结果,都需要放在同一个证据链中进行分析。

在这些关键证据公布之前,将这起死亡事件直接认定为“实验室鼠疫感染”仍然缺乏足够依据。眼下能够确认的,只是相关死亡事件引发了对实验室安全和潜在鼠疫暴露的关注,而最终原因仍有待进一步调查。

原文:sciencealert