第一期

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关于Biosafety and Health

Biosafety and Health《生物安全与健康(英文)》杂志是目前我国生物安全领域唯一获得国家新闻出版署正式批准的英文季刊,采用国际通用的同行评议、开放获取的出版形式。本刊由中华医学会主办,爱思唯尔公司出版,主要发表生物安全与健康领域具有创新性、高水平的研究成果及最新动态,重点涵盖新发突发传染病的病原学、流行病学、临床诊疗及基础研究;生物安全与健康领域相关的新技术、新产品的研发,相关政策、法律、法规和标准的制定等。

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2020

第一期文章导读

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Information

新型冠状病毒实验室生物安全指南(第二版)

解读:

为保障新型冠状病毒感染的肺炎防控工作期间实验室生物安全,国家卫生健康委组织制定了新型冠状病毒实验室生物安全指南,指导各地规范开展新型冠状病毒相关实验活动。本指南明确了新型冠状病毒暂按照病原微生物危害程度分类中第二类病原微生物进行管理;在病毒培养、动物感染实验、未经培养的感染性材料的操作、灭活材料的操作等实验活动方面,对实验项目、实验室等级、防护水平等提出了具体要求;在病原体及样本国内、国际运输和管理方面,对运输包装、运输相关手续和安全管理等提出了具体要求;在废弃物管理方面,对废弃物安全管理、废弃物处理具体措施等提出了具体要求;在实验室生物安全操作失误或意外的处理方面,对消毒方法提出了具体要求。本方案将根据疫情形势的变化和评估结果,及时更新。

https://doi.org/10.1016/j.bsheal.2020.01.001

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新型冠状病毒感染的肺炎实验室检测技术指南(第三版)

解读:

为做好全国新型冠状病毒感染的肺炎防控工作,切实维护人民群众身体健康和生命安全,根据当前疫情形势和研究进展,国家卫生健康委组织制定了新型冠状病毒感染的实验室检测技术指南,用于指导各级疾病预防控制中心及相关主体单位开展新型冠状病毒检测工作,以促进及时发现和报告新型冠状病毒感染的肺炎病例。本指南在标本采集对象、采集要求、采集种类、采集方法、标本包装、标本保存、标本送检等方面对新型冠状病毒的标本采集提出了具体要求;明确了实验室检测方法和阳性病例确认条件;明确了实时荧光RT-PCR方法检测新型冠状病毒核酸的目的、范围、职责、样本接收和准备方法及检测项目;在病毒培养、动物感染实验、未经培养的感染性材料的操作、灭活材料的操作、无感染性材料的操作等方面对病原生物安全实验活动提出了具体要求。本方案将根据疫情形势的变化和评估结果,及时更新。

Editorial

预防未来类似新型冠状病毒(SARS-CoV-2)流行病的策略

作者:Peter Daszak*, Kevin J. Olival, Hongying Li

单位:* EcoHealth Alliance, 460 West 34th Street, New York, NY 10001, USA

摘要:

一种可能起源于蝙蝠的新型冠状病毒于2019年12月出现在中国武汉,并持续在中国乃至世界范围内传播。在撰写本文时,全球已经采取了大规模的应对措施来控制该疾病在人与人之间的传播。然而,导致重症急性呼吸综合征冠状病毒(SARS-CoV)和当前新型冠状病毒(SARS-CoV-2)出现的高风险因素,及人与野生动物之间不同方式的相互作用,依然广泛存在于全球各新兴疾病的热点地区。为了预防下一次大规模流行性疾病的出现,我们呼吁在三个领域进行研究和投入:1)监测和发现野生动物携带的高风险病原体;2)监测和发现与野生动物密切接触的人群中存在的早期病毒外溢事件;3)提高野生动物贸易和动物市场的生物安全。由于任何地方出现的新型病毒都能通过如今高度联结的网络造成全球性的影响,科学家之间的国际合作对于应对这些风险和预防下一次大规模流行性疾病至关重要。

Short Report

替加环素耐药基因tet(X3)在迁徙鸟类中的发现

作者:Jian Cao, Jun Wang, Yanan Wang, Liang Wang, Yuhai Bi, Baoli Zhu, George Fu Gao*

单位:* CAS Key Laboratory of Pathogenic Microbiology and Immunology, Institute of Microbiology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100052, China; National Institute for Communicable Disease Control and Prevention, Chinese Center for Disease Control and Prevention, Beijing 102206, China.

摘要:

抗生素耐药性已经对全球人体健康构成严重威胁。在临床上,替加环素可以对多数耐药细菌有效。但是随着科学家从猪,鸡,人和环境样品中分离出的细菌中鉴定出由质粒介导的tet(X3)和tet(X4)可能会将限制替加环素的使用。过去的研究已经表明迁徙鸟类肠道微生物组是抗生素耐药基因的储存库。这些鸟类可以从环境中获得耐药基因,并在迁徙期间将它们沿迁徙路线传播到各大洲。但是关于tet(X3)和tet(X4)基因在迁徙候鸟类肠道的存在还研究甚少。我们从中国不同地区采集了10种迁徙候鸟类总共103份粪便样本,利用宏基因组测序揭示其肠道微生物tet(X3)和tet(X4)耐药基因的存在。虽然在我们的样品中未鉴定出tet(X4)基因,但在鸟类粪便样品发现了tet(X3)基因,其氨基酸序列与已知序列具有100%的相似性。由于此时tet(X3)分离株的基因组数据有限,因此我们担心tet(X3)基因可能流行于不同的生态环境。因此迫切需要进一步研究来表征tet(X3)基因在不同生态环境中的储存和潜在传播途径。

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Fig. BLAST alignments of amino acid sequences of four tigecycline-resistant tet(X) variants and two genes in fecal samples examined using clustal 2.1 and ESPript 3.0

Review

中国高等级生物安全实验室人员防护与设施防护装备发展概况

作者:Zongxing Zhang, Jinhui Wu, Limei Hao, Ying Yi, Jiancheng Qi*

单位:*Institute of Medical Service Technology, Academy of Military Science PLA China, Tianjin 300161, China.

摘要:

实验室生物安全防护装备是高等级生物安全实验室从事高风险生物因子研究的关键防护屏障,这些生物因子可引起严重的甚至致死性传染病。本文较详细分析了中国高等级生物安全实验室多种关键防护装备的发展情况。结果表明,经过十余年的快速发展,中国在高等级生物安全实验室关键防护装备研发方面成果显著,基本满足了中国高等级生物安全实验室的建设需求。此外,根据当前全球传染病防控形势和防护装备技术发展水平,本文提出了针对性建议,并指出中国仍需要加大科研投入,进一步为构建人类生物安全命运共同体提供技术和装备支撑。

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Fig. HEPA filtration devices: Note: (a) Bag-in/bag-out box-type HEPA filtration device; (b) Tuyere-type HEPA filtration devices with scanning leak test system (shown in black frame); (c) Vertical-type HEPA filtration devices with efficiency leak test system (shown in black frame).

结核菌耐药与毒力的相关性的研究进展及分析

作者:Lingjun Zhan, Jie Wang, Liang Wang, Chuan Qin*

单位:* Institute of Laboratory Animal Science, Chinese Academy of Medical Sciences (CAMS), Beijing 100021, China.

摘要:

多耐药结核(multidrug-resistant tuberculosis, MDR-TB) 和广泛性耐药结核(extensively drug-resistant TB,XDR-TB)的治疗成功率较低,分别为55% 和 34%,其低治疗成功率导致MDR/XDR-TB成为WHO公认的严重公共卫生威胁。结核菌耐药与毒力的关联目前研究和总结的较少,不能为结核病的防控提供具体的指导,本综述主要从不同方面分析和阐述MDR/XDR-TB的耐药与毒力或生长适应性的相关性,围绕以下5个方面内容展开论述和分析:(1)介绍影响MDR/XDR-Mtb的毒力的因子,以及结核菌的生长适应性和毒力的关系,即从广义上讲,细菌的生长适应性是菌的生存、繁殖和传播的能力,从某种程度代表细菌的毒力;(2)从理论上分析耐药结核的毒力规律,重点阐述耐药后是否毒力增强:通常来讲,细菌产生耐药,会以生长适应性为成本,因此毒力通常减弱,但是是否存在结核菌耐药后毒力增强的情况,本文从耐药基因突变、整体调控因子和sigma因子等其他因素角度来进行阐述和分析;(3)具体分析和总结每种耐药基因突变与生长适应性的关系:耐药基因突变是结核菌耐药的主要原因,基因突变后生长适应性增强减弱并未呈现统一的规律,本文针对每种药物的每种突变分别总结了突变及回补突变与生长适应性的关系,为突变预判耐药结核的生长适应性提供依据;(4)分析影响结核菌耐药突变株的生长适应性的其他因子,包括整体反应的相关因子,比如二元调控系统、sigma因子、SOS反应及细菌的持留细胞等;(5)举例介绍耐药与生长适应性相关性分析的实验室、临床和生信分析,为大量耐药株毒力变化提供了候选分析方法。因此,我们分析总结了与整体反应相关的基因导致的耐药和生长适应性的关系,以及耐药突变所致的耐药和生长适应性的关系,展望未来耐药结核防控问题,本文为耐药结核尤其是毒力增强的耐药结核防控提供重要的针对性的指导。

Original Research

单颗粒示踪埃博拉病毒通过脂筏进入宿主细胞

作者:Cong Jin, Bin Che, Zhengyuan Guo, Chuan Li,Yang Liu, Wei Wu, Shiwen Wang, Dexin Li, Zongqiang Cui, Mifang Liang

单位:* State Key Laboratory of Virology, Wuhan Institute of Virology, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China; Key Laboratory of Medical Virology and Viral Diseases, Ministry of Health of People's Republic of China, National Institute for Viral Disease Control and Prevention (IVDC), China CDC, Beijing 102206, China.

摘要:

埃博拉病毒是导致人类传染性出血热疾病的一种高致病性病原体。了解埃博拉病毒侵入宿主细胞的生物学机制对发展新型治疗策略具有重要推动。已有研究发现埃博拉病毒与宿主细胞表面的分子结合后以巨胞饮的方式进入细胞,然后通过细胞内转运机制进入早期内吞体和晚期内吞体。近来的研究提出埃博拉病毒进入宿主细胞需要借助胞膜的脂筏成分,脂筏功能的缺陷影响埃博拉病毒的内吞。本研究通过荧光标记重组的埃博拉病毒颗粒以及应用单颗粒示踪成像技术直接观察到病毒以巨胞饮方式进入细胞的过程中病毒颗粒与细胞膜脂筏成分的相互作用过程,通过实时动态的影像学证据证明细胞膜脂筏在埃博拉病毒内吞入细胞的过程中具有重要功能,为发展特异性阻断病毒感染的治疗策略提供新的靶点。

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Fig. Single particle tracking entry of Ebola VLPs. Real-time imaging of endocytic entries of EBOV-eGFP particles into Vero cells.

全基因组水平鉴定甲型流感病毒对于哺乳动物致病性的核苷酸分子标记物

作者:Yousong Peng1,Wenfei Zhu1,Zhaomin Feng,Zhaozhong Zhu,Zheng Zhang,Yongkun Chen,Suli Liu,Aiping Wu,Dayan Wang,Yuelong Shu,Taijiao Jiang

单位:* College of Biology, Hunan Provincial Key Laboratory of Medical Virology, Hunan University, Changsha 410082, China;School of Public Health (Shenzhen), Sun Yat-sen University, Shenzhen 510275, China;Center for Systems Medicine, Institute of Basic Medical Sciences, Chinese Academy of Medical Sciences & Peking Union Medical College, Beijing 100005, China

1 共同第一作者

摘要:

流感病毒的致病性受到多个基因的影响。目前对于流感病毒致病性分子标记物的研究主要是在氨基酸水平上进行,忽略了核苷酸突变对于该病毒致病性的影响。本研究收集整理了来自甲型流感病毒21种亚型的超过200株病毒,通过计算分析病毒对于哺乳动物的致病性与病毒基因组的关联性,在去除了数据采样偏差、密码子偏向性与氨基酸效应等因素影响后,鉴定出超过100个核苷酸位点可能影响到甲型流感病毒对于哺乳动物的致病性,其中50个核苷酸位点上只发生了同义突变。进一步选择其中三个与致病性关联较强的核苷酸位点(分别是PB1基因上的633,720和2031)进行体内实验表明,这三个位点上发生的同义突变能够显著增强部分甲一型流感病毒株对于小鼠的致病性。最后,我们整合氨基酸和核苷酸分子标记物建立了预测甲型流感病毒致病性的计算模型。本研究表明核苷酸突变特别是同义突变也对流感病毒的致病性产生影响,有助于理解流感病毒的致病性机制;此外,本研究找到的核苷酸分子标记物和建立的致病性预测模型为快速评估新发突发流感病毒的致病性提供了基础,有助于对流感病毒的预测预警。

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Fig. Experimental validation for the influence of the synonymous mutations of PB1-A2031G, PB1-A633G and PB1-T720G on the in vivo features of IAV.

生物安全四级实验室正压防护服常见破损及修复

作者:Xin Li, Yujing Lin, Jinhui Wu

单位:* National Bio-protection Engineering Center, Tianjin 300161, China.

摘要:

正压防护服是正压服型生物安全四级实验室最重要的人员防护装备,是保证人员在实验室内避免病原微生物感染的直接屏障。在储存、使用、消毒、检查等过程中不可避免地将对正压防护服造成不同程度的破损,因此,对正压防护服破损的有效和合理修复是延长其使用寿命、确保防护安全性的重要途经。本文就生物安全四级实验室正压防护服使用过程中常见的破损进行分析,并给出破损修复方案,供正压防护服使用和维护者参考。

Case Report

2019年内蒙古自治区4例人间鼠疫病例流行病学分析

作者:Yilan Feng, Mengguang Fan, Yulong Gao, Jianyun Li, Dayu Zhang, Shuyi Wang, Wenrui Wang

单位:* General Center for Disease Control and Prevention of Inner Mongolia Autonomous Region, Erdos Road 50, Yuquan District, Hohhot 010031, Inner Mongolia Autonomous Region, China.

摘要:

本研究旨在探讨内蒙古自治区人间鼠疫流行态势,为调整鼠疫防控策略提供依据。2019年11月12日锡林郭勒盟苏尼特左旗2名牧民在北京被确诊为肺鼠疫患者。11月16日锡林郭勒盟镶黄旗1人在乌兰察布市化德县被确诊为腺鼠疫患者。11月27日四子王旗1名牧民被确诊为腺鼠疫患者。4例病例总计共78名密切接触者均已解除医学隔离,无续发病例。苏尼特左旗、镶黄旗、四子王旗2019年均有动物鼠疫疫情发生。苏尼特左旗2病例为关联病例,其余病例之间无流行病学关联。4例病例的发病可能均与染疫的啮齿动物(野兔)或染疫蚤类接触有关。此次疫情处置体现了早期发现治疗病例对于防止疫情进一步扩散蔓延的重要性,同时也显示了监测工作的重要性。即使疫情已经静息数十年,仍然需要进一步提升医务人员病例发现意识并提高公众鼠防知识知晓率。

2019年北京一例人患高致病性A(H5N6)禽流感的病例报告

作者:Lei Yang, Xiang Zhao, Xiyan Li, Hong Bo, Duo Li, Jia Liu, Dayan Wang

单位:* National Institute for Viral Disease Control and Prevention, Collaboration Innovation Center for Diagnosis and Treatment of Infectious Diseases, Chinese Center for Disease Control and Prevention, Key Laboratory for Medical Virology, National Health Commission, Beijing 102206, China.

摘要:

自2014年以来,高致病性A(H5N6)禽流感在禽间持续流行。在极少数情况下,高致病性A(H5N6)禽流感病毒会感染人类。截至2019年8月在北京报道此病例之前,所有报道的人病例都在中国南方地区。这是中国北方地区首例报道人感染高致病性A(H5N6)禽流感病例。通过实时RT-PCR检测证实了病毒感染,同时从临床样本中获得了病毒的全基因组序列。分析发现,该病毒的遗传特征与先前报道的A(H5N6)禽流感病毒类似。

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Fig. Phylogenetic trees of NA (A), PB2 (B), PB1 (C), PA (D), NP (E), MP (F) and NS (G) genes. The red stars indicate the sequences from the reported patient. Colors on the branches indicate the distinct lineages labeled besides.