王林发：盘点近25年来，“超级病毒”为何多数源于蝙蝠？

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在6月5日的第十二期直播中，我们邀请到了杜克—新加坡国立大学医学院教授、澳大利亚技术科学与工程院院士王林发为我们带来《回望新冠病毒和新发蝙蝠人畜共患病的25年》的主题分享。王教授为我们简明扼要的回顾了过去25年来病毒产生的新发传染病史，并为我们总结了我们从这些新发传染病里面学到了什么经验。同时，香港大学霍广文伉俪基金精准医学教授金冬雁担任主持人，李文辉、石正丽、苏立山等专家共同发问。以下分享的就是王林发教授的演讲全文。

（注：本文PPT图片由讲者提供，未经允许不得使用）

特别鸣谢 稿件整理：

李敏，中科院生物物理所博士生

郭丽洁，中科院生物物理所博士生

王林发：非常感谢金教授，感谢未来论坛给我这个机会，实际上我在新发传染病，尤其是蝙蝠来源的新发传染病领域整整工作了25年，正好是四分之一的世纪。今年新冠病毒发生的时候我在武汉，我和石正丽老师有长期的合作，尽管我这次没有到中国工作，但是回到新加坡以后，18日回到新加坡，23日我们第一个病例，所以我在新加坡新冠病毒的应对方面，主要的作用是在病毒学和血清学方面，所以今天稍微讲一点这方面的工作。主要是回顾一下这25年来，我们在了解病毒产生的新发传染病里面到底学到了什么样的经验。

我今天主要想讲一下新冠病毒和新发蝙蝠的人畜共患传染病的这25年的回顾。

上图是今天大概的提纲。首先把25年当中有哪些主要的新发传染病，当中一部分是已经有足够证据它们就是蝙蝠的病毒，还有一部分怀疑是蝙蝠病毒，包括新冠病毒。大家都在问，类似SARS、新冠病毒，这是偶发的还是可预测的？实际上我们可以看到它可以预测，但是不知道确切的时间和它的规模。第三我想讲这一次本人参与的，我在17年前SARS的时候是世界卫生组织专家委员会的委员，这一次我也参加了世界卫生组织的专家委员会，在新加坡我们也是在国家防控委员会里面。我在武汉回来之后在家里隔离了14天，那时候新加坡政府还没有隔离的政策，但是我自己觉得作为这个领域的专家，万一我在武汉被感染不太好，所以我自己关了14天，这14天我有机会看了很多东西，所以我写了一篇评论文章，其中一篇我写发表在柳叶刀上，我会介绍一下，新冠病毒给我们很多经验教训可以学习。现在大家关心的是病毒起源和早期传播，到底武汉是12月初还是11月就有了，这个病毒怎么来的，又怎么传播的，我们还不知道正确的答案，但是我想通过SARS让大家了解一下，这个领域的工作很重要，但是必须有耐心，科学家还是要花很多时间才能解决这个问题。接下来我们要做的工作有很多，我个人现在比较注重的是血清学，新冠接下来要走的过程中血清学要起很大的作用。最后回到蝙蝠的命题，蝙蝠对人类是有害的还是有益的，是朋友还是敌人？这是现在讨论比较多的。最后几分钟我会稍微介绍一下我们这方面的研究。

上图是25年的回顾。我是1990年到澳大利亚的一个动物健康研究所，现在仍然是世界上最大的P4实验室，就是生物安全等级的P4实验室，它是一个很大的实验室。我1990年去实验室以前是做生化和分子生物学的，不像金教授本来就是搞病毒的，我是半路出家，我是从生化和生物化学转向病毒。但是可以说比较幸运，我在病毒学界做了大概3年左右，在澳大利亚就发现了亨德拉病毒，现在回过头来看，这是近代病毒史上第一个从蝙蝠传给马、传给人，它的中间寄宿是马，我有幸为这个病毒命名。

我们发现了亨德拉病毒以后，是1994年，1998年到1995年，4到5年以后，在马来西亚和新加坡爆发了尼帕病毒，这个病毒的规模要比亨德拉大，但是它们两个病毒就像SARS和新冠一样，它们是属于同一种病毒，这是1998和1999年。这以后在孟加拉国和印度，现在尼帕病毒几乎每年都有发病。到2002、2003年爆发SARS，这个金教授也介绍了，我会在报告中也讲到但不会讲太多。爆发SARS时我还在澳大利亚，澳大利亚当时没有一个SARS病人，后来很荣幸我被世界卫生组织邀请参加溯源调查组，在那里我开始认识武汉病毒所石正丽老师，我们一起，到2005年的时候我们第一次发现类SARS病毒在蝙蝠里面。

到2012年发现了MERS中东呼吸综合症，我们知道直接传给人的动物是骆驼，但是不是蝙蝠起源的大家还有争议。埃博拉病毒是比较老的病毒，70年代我们就知道它，2014年的时候它有一次大规模爆发，这次爆发比较直接的证据，证明它是由蝙蝠传到人的，到2019年就是新冠病毒，我们现在不知道它起源在哪里？中间宿主是什么？多数认为很可能它也是起源于蝙蝠。

自从和石正丽老师她们一起合作，我们发现了大量的类SARS病毒在蝙蝠里面，我们一直就在预测，SARS不会只有一次大规模新发传染病的爆发，我们认为类SARS的冠状病毒还会爆发。这是过去10-15年一直在预测这个事情，我说我们说对了一半，等到2012年的时候，大家都问我，我经常报告，大家都问我SARS会不会回来？我的答案是，肯定会。这是大概2010年的时候，在蝙蝠里面发现的所有的冠状病毒，SARS在这里，SARS假如能够感染人致病，跟它很接近的这些病毒我们认为还是有可能会产生新的类SARS的爆发。世界卫生组织、新加坡政府问我，SARS会不会回来？我答案肯定是Yes，但是我说我不知道是同样一个病毒还是类似的病毒。所以当2012年MERS出现的时候，我们这个领域工作的人感到有点失望，我们当时的预测只对了一半，是一个蝙蝠的冠状病毒，但是它在另一个分支不在类SARS分支上。后来，2013年开始我作报告的时候我就说，可能下一次出现的蝙蝠的冠状病毒也许和SARS或者MERS有关。2013年在新加坡最大的海峡时报做了一个采访，要我作为专家来预测有没有可能爆发大规模的疾病。我说几乎可以肯定在未来十年当中还会有一个烈性的病毒从蝙蝠里面还会出现。这是2013年，去年2019年，作为科学家来说，假如你的预言是正确的应该高兴，但是这次新冠对我们来说，我们的预言是正确的，但是它的规模远远超过我们这个领域的科学家的预测，所以有点悲喜交加。

在2016年的我和武汉病毒研究所的周鹏研究员一起有一个科研合作，新加坡和中国的合作，我们的题目就是Combating the next SARS-or MERS-like emerging infectious disease outbreak by improving active surveillance，我们就一致认为类SARS、MERS的新发传染病肯定还会发生，所以我们必须要做平时的流行病学的调查，尤其是在蝙蝠里面。

然后我在去年，在Current Opinion in Virology杂志上发了一篇综述文章，当时编辑要我们一定要说接下来你认为最危险的是哪一类病毒？病毒学家现在还是比较统一的，认为大规模爆发的还是流感病毒，流感对人类的危害肯定是最大的。我们有过H5N1、H7N9，2009年的时候还有H1N1，流感病毒每几年肯定会有一次爆发。第一是流感。第二我认为是蝙蝠的冠状病毒。这是去年的7、8月份的文章，几个月以后就有了新冠病毒。这一次应对新冠病毒的时候，我参与了不同的组织，也参与了不同的应对方面的工作。

有一次在世界卫生组织开会的时候有位专家提醒我，林发你是唯一一个到现在为止还在新发蝙蝠传染病领域工作，他说从25年前亨德拉发病的时候，到现在你从过去亨德拉病毒爆发一直到这次新冠爆发始终奋战在第一线。25年来，我参加了几乎所有大规模的暴发。我和石正丽老师她们实验室有长期合作，在1月14日和18日我去了武汉（这不是为了新冠病毒到武汉去的，我一年到武汉大概三四次，我机票大概去年11月份就订好了），正好去武汉的那个星期也是很关键的一个星期，因为我走了以后，钟南山他们去了武汉以后就宣布人传人，14号到18号的时候我们还不知道人传人。

刚才说我回到新加坡时候尽管政府没有要求我隔离，我自己就自觉隔离。在这期间世界卫生组织和世界动物健康组织都邀请我参加了5个专家委员会，比较重要的是世界卫生组织的IHR紧急委员会，这个委员会当时要决定是不是把新冠作为世界卫生组织突发事件和国际关注事件，还有到最后是不是能够把它作为一种流感大流行，这个委员会有16个成员，我是其中之一。

在新加坡的时候，我18日回来，22日新加坡政府要求我们这些专家和医生开了会，要求提前做准备。开会以后，24小时之内新加坡第一例病人，从武汉来旅游的人到新加坡，所以从此以后我一直在做病毒和血清学的工作。还有一点对中国学者来说也许非常重要，我的幻灯片我也对海外学者说，我说我有很多的长处，第一个就是我是现在唯一的25年中从亨德拉到COVID-19在第一线的。我在家里待了17天，隔离17天。还有一个很重要的因素，我中英文两边都非常关注，那17天足够的时间翻看中文和英文的报道。两边都看的话，相对来说不管是科学、政治、外交，这个了解就完全不一样了。

这里看两张照片来强调1月20日宣布人传人是有多么重要。左边这张是武汉直飞新加坡的航班，1月18日我飞的航班，没有人戴口罩，飞机上工作人员和乘客都不戴口罩。但是后来我们在新加坡做的时候我们发现，新加坡有一个病人实际上是那一天飞机上一起飞过来飞到新加坡。1月30日，也就是不到两周后，新加坡政府当时决定要停掉航班，最后一架从武汉飞新加坡，百分之百的戴口罩。

上图我在家里工作的地方，我在世界卫生组织的所有会议都是这样参加，这是我家的客厅我在写《柳叶刀》的评论文章，这是《柳叶刀》在2月11日发的一篇评论文章。这次新冠病毒给我们提了很多挑战。第一个我认为最重要的一点，今天我想强调的一点，现在世界上都在讨论，当时1月份的时候是不是中国的科学家慢了一点，然后向世界卫生组织报告。我觉得这是不公平的评论。为什么？到现在为止我们还是在遵循科赫假说，这是100多年前的事情，100多年前设的规定，新发传染病出现的时候，第一要有病人群体，第二要从病人里面分到病原，第三要从体内能够长这个病原，第四能够放回去它也要能够致同样的病。这是100多年前定的规矩，现在包括新冠病毒，我们还是在遵循这个规则，尽管有了高通量测序，但是我们的通过系统，等到你看到序列的时候，一般来说每个国家的政府都不会马上去申报就是它了，还是要等申报病原，还是要做病原学的调查。我认为这不是一个国家，不是中国的问题，不是新加坡的问题，不是泰国的问题，而是整个世界。

所以从世界卫生组织到每个国家的卫生部，也许通过新冠病毒以后我们要考虑是不是仍然按照旧的方法来证明病原，然后才来举报。还是可以通过高通量测序，举报的不一定是确定的病原，可以是怀疑的病原，这可能是非常大的一个转折点。

第二点，在中国的媒体报道特别多，在海外媒体不太多，关于科学家发文章和疫情应对，这里面怎么平衡，今天我不作太多的评论，但这肯定是一个挑战。

第三个挑战，尽管这个病是对人体有害，而且好多人死亡了，但这个病是人畜共患病，我们对待这种病的时候，以后还要共同参与，不仅仅是人医、兽医，动物学家、搞环境的、搞人类学的都要一起参与，这一次我们做的仍然不行。

最后一个命名，在文献和媒体当中也有很多报道。现在新发传染病，其他传染病也很头痛，命名也牵扯到科学、外交、政治等等很复杂的。文章里面还没有谈到一个问题，就是关于社交网络，社交网络是一个双刃剑，我们可以从中知道很多东西，但是现在假消息实在太多，不仅仅是一般的老百姓可以到社交网络上发表言论，连科学家严谨的态度都是不够，很多东西发出来非常不严谨，然后造成恐慌。

还有一个，这些是蝙蝠带的病毒，但肯定不是蝙蝠的错。蝙蝠在地球要比人类早很多年，大概有6500万年，它肯定比我们老、比我们早，所以它们在地球上和病毒的共生关系已经是非常平衡了，所以由于人类近期的活动造成了不平衡的，所以我们看到更多的蝙蝠病毒外泄，传到人身上。

最后一个教训，每次新发传染病的时候我们总觉得我们备战不够，就像SARS一样，SARS已经是足够大的新发传染病，但是SARS以后，科研经费马上没有了，重视程度也没有了，我们今天讨论的最多的问题就是关于新冠病毒到底能不能有一个马上上市的疫苗，能不能对人有保护作用。假如SARS爆发以后的非疫情时期，我们不停地全力以赴的做这个工作的话，也许这一次新冠来的时候我们的平台已经有了，我们的经验也有了，所以无疫情时期一定要引起重视，所有的科研也好、政策也好、举报系统也好、备战也好，这些工作如果停下来，再下一次战争来的时候，再次暴发新发传染病的时候，我们会犯同样的错。

关于病毒起源现在争执也很多，我个人感到非常沮丧的是关于病毒起源政治参与太厉害。石正丽老师武汉病毒所的工作到现在为止是最有说服力的，蝙蝠里有一个病毒96%和新冠病毒是同源的，蝙蝠起源的可能性很大，当然我们还有很多工作要做。对于蝙蝠的病毒来说，尽管有可能直接从蝙蝠传给人。但是因为蝙蝠和病毒之间的平衡很好，所以一般的蝙蝠病毒带的病毒量不是很高，它传给其他动物和人的概率很低。一般来说，小概率事件一定要通过中间宿主来放大，这个中间宿主在澳大利亚的亨德拉是马，SARS是果子狸，新冠病毒我们还不知道，前一阵子有的人说是穿山甲，我觉得蛇的可能性很小，穿山甲还是有可能，我个人认为肯定是哺乳动物。但是穿山甲这方面的工作我们肯定还要做，等会儿会讲到。

从去年开始穿山甲和新冠病毒有几篇文章，今年文章就上到不同高度了。首先是港大管轶他们的Nature文章，最近华南农大的沈永义他们的文章。

主要的论点就是图中这些红点就是从穿山甲来的类新冠病毒，和COVID-19有关的病毒。但是和人的，和石正丽老师发现的蝙蝠病毒来说，它们相对来说同源性要低一点，整体基因组的同源性在90%左右。很有意思的，很有意思的就是，他们关键的受体结合的位点即受体结合结构域反而同源性很高。我个人认为，我是比较注重血清学的，我个人认为这两篇文章的弱点就在于它们都做了分子的鉴定、病毒的分离，但是血清学，华南农大的文章有一点就是没有做中和实验，港大就没有血清学，我认为血清学在这个领域还要加强。

上图网上传的比较多的，在武汉海鲜批发市场的价目表，很有意思，大家现在都认为穿山甲是头号怀疑对象。看一下当时市场的价目表里倒是没有穿山甲。当年SARS的时候，果子狸起了很大作用，在这个市场上活的果子狸在卖，果子狸肉也有卖。接下来的工作里面，穿山甲肯定要做，但是还有很多其他野生动物，包括果子狸肯定不能放弃，尤其是血清学调查，我觉得可以做大规模的调查。

谈到起源的问题。我想回顾一下当时SARS时候关于动物起源的研究，它和新冠有点不一样，当时SARS暴发以后，港大管轶他们组马上去了广东，不同的活体动物市场，野生动物市场去采了很多样。SARS在2002年11月开始暴发，2003年3、4月份达到高潮，4、5月份时管轶就去了那里采样。

5月份就发了上图这篇影响很大的Science文章，他们发现果子狸最有可能是它的中间和放大的寄主，所以和新冠不一样，首先发现的是直接传给人的动物的宿主。然后世界卫生组织和中国各方面的防御和控制很好，7月份的时候世界卫生组织宣布SARS得到控制。但那时候我们还不知道果子狸到底是一个中间宿主还是自然宿主。后来我参加了世界卫生组织，从此结识了武汉病毒所的石正丽、胡志红她们，我们一起5个研究所3个国家（2个中国的，2个澳大利亚的，1个美国的）通过一年半到两年的时间，我们有血清学和基因序列的证据，就是说蝙蝠里面可以找到类似于SARS的冠状病毒。我要提醒大家，这个工作做了两年，已经算很快了。但是我们当时石老师一起找到最同源的病毒是92%的同源性。所以我说现在媒体都觉得我们很慢，我觉得这个已经很了不起，武汉病毒所几个星期之内他们就发了Nature文章，蝙蝠里面发现了一个病毒96%的同源性。所以这篇Science文章在2005年发了，很显然有几个不是很理想的，第一，同源性92%，第二，没有分到活病毒，第三，用它的刺突蛋白做成假病毒的话，不能用人的ACE2作为受体，所以类SARS病毒和SARS还是有很大的区别。

石老师他们研究所从2003年以后，不停的去云南采样，直到2013年，8年终于分到一个病毒，这是Nature文章，不仅仅是有活病毒，而且活病毒是可以通过ACE2进入人的细胞。我想强调的一点，这个国际合作已经是非常有效、非常成功，也是十年的工作。现在新冠病毒还不到半年，整个世界闹的沸沸扬扬，总觉得好像起源的问题永远解决不了了。我昨天今天都有这个采访，我一直跟他们说，还是不够耐心。

上图这里讲到动物命名，我们在柳叶刀的文章也提到。好像现在新发传染病，尤其是蝙蝠里面来的病毒，命名总是不能一次到位。在澳大利亚的时候，这个病毒首先出现的我们叫它马的麻疹病毒，麻疹病毒是一个病毒属，它是类似于麻疹病毒，所以叫做马的麻疹病毒。后来我做了全基因序列以后，我觉得它肯定不是麻疹病毒，所以我把它改成亨德拉病毒，在马来西亚它第一次发现的时候，是马来西亚和美国CDC合作，因为它和Hendra最为接近，所以就叫类亨德拉病毒。一位马来西亚华人教授，他发现这个病毒不满意，他觉得是澳大利亚，他觉得要有一个马来西亚的名字就叫了尼帕病毒。我们知道SARS刚上来的时候叫非典，后来世界卫生组织把它叫做SARS。MERS一开始就叫人的冠状病毒，后来荷兰的EMC把它改成MER病毒。这次更糟糕了，首先叫它COVID-19-nCoV，现在出了两个名字，疾病叫COVID-19，病毒就叫SARS-CoV-2。所以有的时候开玩笑说，也许是我的错，我是第一个改名的人，马的麻疹病毒改成亨德拉，从此以后好像这个传统就没有变过，每次发现一个病毒我们都要重新命名，这也是很糟糕的。

现在我想讲的是What’s next？COVID-19已经不大可能结局是SARS了，SARS当时尽管传到了20几个国家，8000多人，也死了700多人，但到最后还是通过隔离和诊断的方法，最终把这个疾病在全球控制住了。COVID-19，这种可能性有没有？不是不可能，但是可能性已经很小了。这个情况下，血清学会起很大作用。一般来说，血清学在新发的人畜共患传染病中会起到很大的作用，包括诊断，包括流行病学，一直到病理也好，整个疫苗产生制造也好，还有动物。我们做亨德拉病毒的时候，包括我们做SARS，都用的血清学。对新冠病毒来说，诊断这一块，急性期诊断，我估计血清学不会起很大作用。现在它的抗体一般要7天到14天产生，抗体能够比较灵敏的检测，这样的话我觉得还是PCR诊断可能更加准确。新冠病毒不像SARS，通过隔离的方式把它根除的可能性很小了。现在面临很多问题，大的挑战有几个。

第一个就是群体免疫。第二个是怎么样确定新冠感染过的人是安全的，能够回去工作的，获得免疫通行证。还有一个讨论比较多的就是，即使得了新冠病毒以后是否能够有保护性免疫，有多强，还有就是现在康复的血浆治疗大家都在用，中国、新加坡也在用，用的期间怎么样的血浆，不是每个病人的血浆都是可以用的。

这牵扯到用血清学来做的话，上面这五个我们现在急需解决的问题，都是和中和抗体有关，光测到抗体还不能证明它以后的效果，还要测中和抗体。现在要找自然宿主或者中间动物宿主，或者从反向的人畜病毒传播，从人传到动物的话，牵扯到的动物种类已经很大了，我们在澳大利亚做亨德拉病毒查自然宿主的时候，查了42个不同的野生动物。设想一下假如说血清学诊断，每一个都是要做血清学的话，这个工作量就很大了。现在血清学现在有两个很大的挑战，第一个要是中和抗体检测，第二个是不依赖于物种的血清学研究，也就是不管什么动物种，同一个血清学的方法都可以测抗体。

等一下我会介绍我们现在有一个发明，已经申请专利，有个新的血清学方法。

在讲这个方法之前，我现在重复一下多数人已经熟悉的，新冠病毒由计算机成像的图片（上图左上角），这个图大家看的很多，右边这个图大家看到的也很多，冠状病毒的名字就是这么来的，把病毒做成一个切面有点像皇冠一样的，冠的上面就是刺突蛋白。这（上图下方）就是它的基因组，在新冠病毒里面，基因组里面有一万多个氨基酸蛋白，然后病毒感染任何人或者动物的话会产生成千上万不同的抗体。在这里面真正能够起到所谓的中和抗体，具有保护作用的抗体是非常少的。我们知道它的保护抗体是S蛋白有关，上图绿的编码的是S蛋白，但是S蛋白本身也有1153个氨基酸，在这里面真正起作用的就是刚才说的，首先产生的抗体有两种，结合抗体还有中和抗体，中和抗体占的比例非常小，1%-3%。冠状病毒里的中和抗体就集中在受体结合结构域，它直接和受体结合域有关。我做新冠病毒也做了十几年，当时我一直想我们现在用的血清学的方法，我们测他的中和抗体，现在金标准是用活病毒做，就要P3实验室。工作量非常大，中和实验要3到5天，安全实验室，而且要非常有经验的科学家来操作。我在想，我们能不能改良这个方法，就在体外做，不用活病毒做，就像做酶标一样的实验。这个灵感就来自于金标准。

中和实验是这样来的，上图左上是病毒来了，病毒和受体ACE2结合，通过不同的构象变化也好内吞作用也好，最后进到细胞里面了，然后开始感染，然后致病。我们在做血清中和实验的时候，就把抗体先跟病毒孵育，然后把复合物放到细胞表面，假如用中和抗体的话，肯定可以阻断和受体的结合。中和抗体还可以阻断其他的部位，但是多数就是第一步，不让它跟受体结合。优点刚才已经说了，是金标准，没有其他方法能够跟它比，因为它是最最自然的方法，来检测中和抗体。但是有很多缺点，我刚才已经讲了。还有一点是要求非常高的P3实验室，还要求非常有经验的，一般不经常在实验室工作的人，这两个图片（上图下）给你看的话很难看出来，左边是阴性的没有中和抗体，右边是阳性有中和抗体。这本身是非常艰巨的工作。

3月10日的时候我和我的研究生一起讨论，我们是不是可以试一下模拟的抗体的测试方法。模拟的方法主要是解决这两大挑战。第一是我们要在不用活病毒测中和抗体。第二我们模拟出来的方法，应该和动物种类无关，任何动物、任何人都可以用的。

用的方法也就是应用了活病毒的做法，比如图中的病毒就是冠状病毒，冠状病毒的S蛋白，它的受体是ACE2，和ACE2结合以后就进去了（上图左边），中和抗体和S蛋白，尤其是受体结合结构域结合的话，就阻断了它的入侵，就中和了，这个是活病毒。我们通过蛋白工程把蛋白做成这个样子以后，把蛋白表达了，蓝的是S蛋白，我们只表达它的RBD很小的一部分，ACE2我们把它的跨膜部分拿掉了，就表达这部分，这是ACE2。ACE2直接包板在在ELISA板上面，为了更方便，我们把酶标，把辣根氧化酶直接它的RBD化学偶联，等RBD和ACE2一结合，放上底物，就产生蓝色反应。中和抗体跟这类完全一样，先把中和抗体和RBD的HRP蛋白（现在是没有活病毒也没有细胞，全部在酶标孔里面做）先孵育，然后再放在板上ACE2，假如是中和抗体就不能结合，不能结合的话颜色反应就没有了或者降低了。

接下来有一些数据（上图）。我们当时用了三个蛋白，第一个是N蛋白（曲线中绿色），它是新冠病毒的内壳蛋白，是不结合受体的，所以不管浓度增加，它是没有反应的。S1蛋白（蓝色）能够结合，但不是很灵敏。用RBD以后，是最灵敏的，所以我们用RBD来做以后的工作，就是HRP-RBD，这是结合反应，量越大越上去，我们控制住两个比例，RBD和受体之间的比例，我们来试能不能中和。图右上我们用COVID-19的两个病人血清1、2，两个健康人的血清1、2，就很清楚了，在低浓度的时候，病人的血清可以很好的中和，这是抑制作用，到75%，逐渐稀释的话中和效应就下降，人的健康血清没有任何中和。

很重要的一点，新冠和SARS很接近，它们用同一个细胞受体ACE2。马上重复这个实验，用SARS的RBD，也是用HRP偶联以后这两个曲线差不多的（左下），SARS的RBD也是非常漂亮，我们用SARS血清，除了中国以外新加坡是亚洲病人比较多的一个国家，在东南亚，我们现在还有当时SARS存活下来的人，采血发现还是有中和抗体。SARS也是这样，它的中和效果有的到85%，健康人对照里面没有中和（右下）。

为了表明这个可以用来做动物的实验，我们不做任何修改，左边是COVID-19，用兔RBD做的免疫，然后结果表明1、2、3仍然有中和作用，阴性对照没有中和。右边是17年前在澳大利亚用雪貂做的实验，这是感染SARS产生的血清1、2，用SARS中和实验来做，也是非常漂亮。

根据上图结果可以看到，现在我们已经知道COVID-19可以感染猫、狗、虎，水貂、蝙蝠、穿山甲和果子狸是易感动物，我相信肯定会发现其它的一些动物也是易感的，现在试剂盒已经商品化了，不仅人可以用，好多动物也可以用。

我们文章里面当然要分析大量人的数据（数据见上图）。在新加坡我们做了75个COVID-19，这73是PCR阳性，没有做过血清学，然后75个是阴性对照。在中国南京有一个合作单位给我们分析了50个病人，50个阴性对照，大家可以看出，假如你把Cut-off值放到20%到30%的话，基本上没有假阳性，假阴性估计1%到5%。假阴性怎么来的？PCR阳性很多病人当中不能产生足够的中和抗体。在所有的病毒里面，只要感染的人多到一定程度是会出现这种现象的，有些病人的B细胞不是很强，T细胞足够强，所以没有很高的中和抗体，在中和抗体实验中呈现出来是阴性。所以可以说这个方法检测特异性是100%，但是灵敏度在95%-100%。

我们这个方法很多的优点，灵敏度超过活病毒，而且因为是生化反应，非常安全，不用活病毒，一个小时就可以完成，还可以自动化。现在很多仪器公司在做这个事情，把它做成自动化。现在对新冠病毒来说，动物的血清学调查中还有很多工作。最后一点，现在要测中和抗体的话必须用活病毒或者活细胞，即使用假病毒，要把Spike蛋白放在假病毒上要在P2实验室做，如果是新冠病毒的话要进P3实验室。即使用了假病毒，仍然要用活病毒的活细胞，所以现在为止不仅仅是新冠病毒和SARS病毒，其它所有假病毒测中和抗体的体系是不能用来商品化的。为什么？因为它的质量是无法保证的。我们比较自豪的是开发了全新的中和抗体的测定方法，不用活病毒，不用活细胞，完全是生化反应。

大家对蝙蝠很感兴趣，Nature、Science都想让我们综述。为什么都是蝙蝠来源，25年前从亨德拉以后，埃博拉、MERS，现在又是COVID-19。我们想讲一下，在哺乳动物里面，相对寿命最长的就是蝙蝠。什么叫相对寿命？哺乳动物的寿命和身体大小有关，身体越大寿命越长。世界纪录是7克，你做实验的小鼠就7克，小鼠一般活3年就老的不得了，7克的蝙蝠可以活43年。它不容易致癌。现在最热门的是蝙蝠有非常好的病毒基因组，病毒在蝙蝠里面蝙蝠不会发病，几乎是双赢的。蝙蝠在飞行的时候代谢率是基础代谢率的15-30倍，心跳可以加快到1000，体温可以上升到38-42度。假如人达到任何一个指标，长期处于这种压力下肯定会生病或者死亡，但是蝙蝠就可以抵抗，非常健康。

所以我们2013年的时候和华大基因组、石正丽老师、美国、澳大利亚有一个合作，我们当时第一个做了比较基因组学，把蝙蝠的基因组测出来。当时我们有两个很有意思的发现。第一，从比较生物学来说，蝙蝠对DNA损伤的修补特别敏感、特别有效。第二，它的炎症反应是抑制的。炎症应该是抗病毒的，但是我们现在知道，炎症平衡很重要，平衡的时候是有保护作用，过度就是致病的。现在大家已经没有争议了，蝙蝠是比人、小鼠、其他动物更健康，健康的原因是它能够达到保护和致病的一个平衡。一方面它比其他的哺乳动物，比如人、鼠的基础保护的基因表达量要高。另一方面，它的致病性到最高的表达水平有办法控制住，不让它达到致病的等级。

对于中国科学家来说我们太容易理解了，整个中医学说就是阴阳平衡，所以我觉得西医上也是这个道理，达到健康就是达到平衡。假如我们不被病毒感染就没有防御机制，容易得病或者死亡。但是太过了也不行，导致自身免疫疾病。

生物是这样的，不管你怎么样进化，对每一个群体来说，还是要有一定的调节。但是我们现在看到，调节的幅度不同，人最后达到平衡，但是幅度比较大。蝙蝠也调节平衡，但是幅度比较小。这不是凭空想象的，是依靠数据。

我们现在用不同的基因做的（结果见上图），我就举个例子X、Y、Z这些基因。在左边是蝙蝠，右边是人和鼠。没有刺激的情况下已经表达了IND，用化学刺激或者病毒感染，表达会上去，但是幅度比较小。人不一样，在安全静止的状态下，我们基本不表达，但是我们看到敌人来了，不管是化学的还是病毒的，表达就很高。这个幅度就不一样，刚才的动画就是想证明这一点。今天我没有时间讲，我们已经发现一方面它能够提高它的防御和免疫的基因，另一方面它可以降低它的过度反应，这些不细讲。蝙蝠里面带的病毒肯定比其它物种要多，而且这些病毒在其他人和动物里面致死性很强。所以蝙蝠和其它哺乳动物是不是不一样？我们去年我们在Nature Medical发了文章，我们的合作者写了评论文章，总结就是几个曲线。

在哺乳动物里面可以找到好多规律（见上图）。比如我刚才讲到的寿命和身体大小关系，大象能够长寿，小鼠寿命很短，人也在曲线上，但蝙蝠就不一样，它的身体不大，但是寿命在这里。它的繁殖率和寿命是成反比的，所以蝙蝠也是在这条曲线上。除了这个指标，所有其他的指标蝙蝠都不在曲线上。我觉得这是非常漂亮的一篇评论文章，蝙蝠的进化是在6500万年以前，跟大陆上的哺乳动物已经分支了，6500万年适应性的进化使它的整个防御系统、免疫系统和其他哺乳动物有很大差异，这个差异也使得它能够成为很好的一个动物宿主。

总结一下，阴阳平衡非常重要，阴阳平衡不仅可以做到非常健康，而且可以和其他病菌共生。今天没有时间讲蝙蝠的长寿和它衰老的放慢也有关，它不容易得癌症，它是那么多病毒的宿主，但是不发病，包括和炎症有关的病、和自身免疫有关的病、和代谢有关的病等等，现在我们提倡把蝙蝠作为新的医学界的模型来研究。因为高血压、糖尿病也都可以在蝙蝠里面学到很多东西。

所以最后讲到蝙蝠对人类到底是好还是坏？西方文化里面，蝙蝠都是和比较负面的形象有关。中国人的“福”，是Fortune，不是有害的。

谢谢大家！

Q & A 直播间讨论及提问与解答

Q1 金冬雁：刚才王老师也讲到了蝙蝠是很多病毒进化上的天然宿主，但是Hendra、埃博拉、MERS都有明确的中间宿主，有多少蝙蝠直接传给人的先例呢？

王林发：从历史记载来说很少，假如蝙蝠里的病毒能够直接传染给人，也许人类就不存在了。蝙蝠带有很多能够杀人的病毒。截至目前，西非的埃博拉大规模爆发是比较明显的一个例子，但是还是有争议，蝙蝠是否可以直接传染是没有办法证明的。另外有些蝙蝠采集的人，比如澳大利亚有蝙蝠保护协会，这些人在蝙蝠生病以后会把蝙蝠保护起来，如果与蝙蝠紧密接触的话，可能蝙蝠直接把病传给人。所以总的来说，自然爆发的很少，除非你跟蝙蝠有一种特殊的接近。

Q2 金冬雁：有网友想了解，蝙蝠是很多人类致病性病毒的携带者，是否所有蝙蝠都带病毒？或者在一个蝙蝠群体里带病毒的比例有多少？

王林发：实际上所有哺乳动物都带病毒，蝙蝠也不例外，所有蝙蝠都带病毒，在菊头蝠里和SARS有关的冠状病毒是最集中的。不同的蝙蝠带有不同的病毒，有一定的专业性，当然跨种传播肯定是存在的。

Q3 金冬雁：在蝙蝠里多数病毒的感染都是无症状感染，也不产生炎症风暴，除了蝙蝠还有哪些动物是这样？为什么不产生炎症风暴？

王林发：这是非常大的命题，炎症风暴只是其中一个，我个人认为是和它的进化来适应飞行有关。我刚才已经说了，飞行的时候是一个压力非常大的过程，比如说心跳那么快、温度又那么高，然后代谢又升高。早期比如说6000万年前，代谢的次生物会使得细胞积累很多的能够损伤DNA的化学物质，DNA一旦损伤会产生很多免疫和应激反应，包括炎症反应，比如AN2，AN2分子能够和DNA结合然后激活炎症反应。在飞行早期，假如不改变感知和反应的通路，蝙蝠就很难存活，肯定要生病或死亡。所以我认为这几千万年下来的适应，就使得它会产生炎症反应，但不会过高。是否其它动物里面也有这种抑制？我还没有看到过这方面的报道。目前蝙蝠现在是特有的，我们现在有几篇文章在写综述，蝙蝠为了抑制炎症风暴已经进化出5个不同的机制，所以这5个保险使得它不产生炎症风暴。

搞医学的人都知道，不管你是心脏病也好、脑病也好、眼病也好、传染病也好，基本到50岁以后都是和炎症反应有关，这也是为什么蝙蝠长寿和健康，我们认为这是它一个重大不同点，这方面的研究还有很多可以做。简单回答就是说我们没有在其它哺乳动物看到类似的情况，蝙蝠里面我们认为它是为了适应飞行，没有这个就活不了多久。

Q4 金冬雁：网友们想请您阐述一下蝙蝠的高体温和这些特性有什么关系？

王林发：前面有过一篇综述文章，在新发传染病杂志上发过，所谓的发热假设，什么意思？蝙蝠为什么那么成功能够带病毒不发病？就像人一样，人感冒也好，新冠也好，多数病人是发热。为什么发热？大家普遍认为发热就是抗病毒的一个机制。在飞行的时候，蝙蝠体温达到38-42度，这就是它健康的原因。也许它只有一小部分作用，不是主要作用。主要作用还是它的基因和免疫方面。为什么这样说？我们事实上做过这个实验，我在澳大利亚的时候在P4生物安全实验室养过蝙蝠，把怀孕的母蝙蝠从野外带到实验室让它产小蝙蝠，产了以后，从来没有飞过，体温没有到过40度，从来没有被其它的病菌感染过，所以不能像打过疫苗或者其他方法，然后我们把Hendra放进去，照样没有病变。从这个角度来讲，每天的体温变化也许对抗病毒起一点点作用，但主要的作用还是它的进化、遗传学和免疫学决定了蝙蝠有先天的能力使得它能够感染病毒不发病。

Q5 金冬雁：有网友想请教王老师，如果说新冠病毒和蝙蝠、穿山甲的病毒有一定的关系，蝙蝠的病毒和穿山甲的病毒可能有一定的关系，蝙蝠的病毒和穿山甲的病毒怎样交换遗传信息，是通过重组还是什么机制来完成的？请您分析一下这个问题。

王林发：我个人认为，现在媒体上把什么事情都说的太简单了。首先，石正丽老师的文章出来以后，蝙蝠病毒是96%同源相似性，大家都觉得这个同源性最高。然后又出来了一个穿山甲病毒，尽管同源性90%，但是它的RBD更接近新冠病毒，所以马上有人断定新冠病毒要么是人造的，要么是自然界重组的，重组的方式就是把穿山甲的病毒RBD放到蝙蝠的病毒spike上面。我个人认为，我们研究蝙蝠冠状病毒的人都不会这么想。为什么？在蝙蝠里面还有很多的冠状病毒没有被发现，即使有重组的可能性，重组也不会是一个蝙蝠病毒和穿山甲病毒之间的重组，而是蝙蝠病毒自己的重组。石正丽老师在两年前发过一篇文章就已经证明了这一点，在云南的一个山洞里面，她们经过8年的采样，发现和SARS类似所有的基因序列可以在几十种不同的冠状病毒里面体现出来。假如在全世界采样，我想整个冠状病毒的多源性肯定远远超过现在所谓穿山甲病毒RBD ，所以我个人认为石老师现在这个工作要在世界和中国范围内继续做5到10年的话，我们会找到问题的答案。

Q6 石正丽：我这边有一个问题想和您探讨，现在穿山甲里发现了两株新冠病毒，一株是跟新冠稍微近一点的，也就是RBD相似性更高一点。还有一株是85%的，也就是在穿山甲里面发现的这一类病毒已经出现了多源性了，按照这个考虑，你觉得穿山甲到底是这一类病毒的自然宿主还是由蝙蝠传给它的？

王林发：这个问题实际上和骆驼与MERS的关系是同一种，有人挑战我们说，中间宿主和自然宿主的区分在哪里？一般我们说自然宿主的定义，第一，它是共生的。第二，它肯定是不发病的。现在穿山甲这两个故事，讲的不是很完全。尤其这次华南农大的这篇文章，他们已经分离到病毒了，而且前面有些是有病理的，他们从死亡的动物里做测序。我认为现在必须解决的一个问题，这些冠状病毒，在穿山甲里面是不是致病？假如是致病的话，它肯定不是自然宿主，但可能是中间宿主。所以我觉得这个问题应该这么来考虑，第一我们不知道他们在穿山甲里共存了多长时间。第二不知道是不是致病。第三是不知道阳性率，分布有多广。所以我一直说，我对这两篇Nature文章都不是很满意，就是他们没有做血清学研究。比如我们当时Hendra找到蝙蝠以后第一就做血清学，阳性率是15%到45%，这就增加了我们的信心，它是自然宿主。这个工作下去大家还可以做。穿山甲是比较热门的一个动物，已经发现最起码两种COVID-19的病毒，所以这个工作肯定要做。我个人认为我们已经建立了血清学研究方法了，到时候我们共享。而且肯定不能只限制在穿山甲，我们肯定要做其它的种类。

Q7 李文辉：和其它哺乳动物如人类相比，蝙蝠的Endgenous viral elements从种类到数量方面有无明显不同？谢谢。

王林发：蝙蝠作为一种很古老的哺乳动物，而且有那么多的病毒，如果能够共生的话，理论来讲病毒跟宿主共生以后，序列会整合到宿主的基因组里面，有些整合进去不表达病毒基因，有些是所谓的已经死掉的，还有一些有些是活的，也能够表达病毒某个基因的或者基因片段的。所以这些统称为Endogenous viral elements，即内源性的病毒元件。这是一个很好的问题，我们已经研究了十年，做了很多工作，结果发现蝙蝠里面的并不是说Endogenous viral elements大于其它哺乳动物。所以这是有点矛盾的。但反过来我们发现，蝙蝠的进化过程中一个最大的特征是它对DNA的损伤和修复特别有效。这个是没法证明的。因为这是6500万年的进化，但是现在理论上就是这样，它那么老的哺乳动物，又在那么多的病毒，理论上来说它的Endogenous viral elements应该高，但是反过来它在进化上必须有很强的DNA修复机制，又使得它的整合概率下降，所以它的Endogenous viral elements不是很多。现在在上海巴斯德研究所的崔杰专门跟我们做过这个工作，也发过文章。除了反转录病毒以外，其它的病毒的片段没有明显不同。李老师的问题很好，我们现在只是一个假设，但是没法证明。

Q8 金冬雁：病毒学界很多专家都已经讲过新冠病毒不可能是人工制造的，关于这一点希望您给观众再解释一下。

王林发：对我来说这很简单，首先是两个命题，观众要知道。现在讨论的最多的就是RBD。RBD的改造可以使本来不能感染人的病毒感染人，这是事实。包括前面讲的穿山甲的RBD和新冠比较接近，大家以为只要把穿山甲的RBD放到蝙蝠的病毒载体上就形成了新冠病毒。实际上不是那么简单。RBD只是入侵的一个机制，但是病毒进去以后还面临和宿主免疫之间的抗性，所以我们发现有些ORF现在还不知道功能，但是ORF7、ORF8、ORF10在新冠里面，这些分子也是起作用的。RBD只是进得了，进得了以后能不能复制，能不能致病，这些都是关键的问题。包括前面整个基因组的三分之二，这个和复制转录有关的也是非常重要的，所以说真的要成功从一个病毒到另外一个病毒，每一个基因的碱基有可能都会起作用，但是怎么才能造出来，肯定要随机了，试这个不成功再试下一个。我要讲一个数字，石老师发现的病毒和新冠病毒的同源性是96%，也就是还有4%的差异。这个概念是什么？3万个碱基对里，4%的差异就是1200个。我刚才已经说了，每一个碱基在病毒里都有可能使得这个病毒不能在人里面复制或者不能在人里面致病。假如要一个一个去试，随机的制造一个COVID-19又能传播、又能入侵、又能致病的病毒，概率就是1/4的1200次方。我跟华东师范生物系的同学做到这个报告，居然有一个学生在他的计算机上算，算到一半，他说王老师不行，计算机要爆了，因为一般的科学用的计算机都不能计算1200次方，也就是说这个概率几乎是0。

Q9 苏立山：在蝙蝠里面，每个蝙蝠个体如果做病毒基因组学，它平均病毒比其它动物要多还是少？

王林发：多。这个Endogenous viral elements比例差不多，外源会高一点。

Q10 苏立山：为什么多？你说它的抗病毒基因的病毒表达比小鼠高，对大部分的病毒有一定的抗体。

王林发：对，它的病毒量低了，但是它不被清除，我一直认为它是共存，是抗疾病，而不是抗病毒。

Q11 苏立山：所以说是每个病毒都有，但是每个病毒的量都相对少一点。第二个问题，现在美国人在讲immunity passport，这是肯定没有道理的，你这个是很好，进了一大步，但是你们是否做过预测，有多高量的RBD 阻断抗体才起到免疫保护作用？

王林发：现在在人里面没法做，在动物里面我还没有做过，因为没有那么大的动物量可以产生不同的中和抗体，而且我觉得动物实验对我来说都是浪费时间，做了一个人家都说动物和人不一样。但是我们都是病毒学家，假如真的政府要有一个指标的话，现在中和抗体是唯一一个可以大规模测试的指标。大家知道新加坡前期做的很好，控制的很好，但是后来我们在国外来的劳工的宿舍里面有大量感染，基本都是年轻人，他们感染发病，但不是重症。政府现在当然很担心，世界卫生组织都说不能发Immunity passport，但是也不能把病人一直关在里面。现在的指标第一要康复，第二要核酸检测阴性，第三有足够高的中和抗体。这个可以做，因为我们已经做了很多人的康复血清。我现在和世界卫生组织正好在做这个项目，把所有人的康复血清用这个virus neutralization和surrogate neutralization做检测，发现相关性非常好，达到90%以上。我把人的康复血清分成10个等级，不管你有没有保护，最起码你在Top50%的话，我估计受保护的概率很高，除非中和抗体很低，那我就不能保证。现在我和世界卫生组织也在讨论这个问题，我觉得近期不可能解决这个问题。

既然问到这个问题了，我还想延伸一下，现在最热门的话题就是能不能产生一个真正有效的抗新冠的疫苗。今天陈薇他们出来的文章提出达到免疫指标。虽然测了T细胞，但主要是中和抗体。mRNA这个公司发了一个I期实验报告，做的很漂亮，只有4个人，每一个组只公布了4个人有中和血清，而且这个血清是和康复的差不多。一方面大家都在说中和血清不代表Protection，但是所有疫苗公司宣布好消息的时候，又说我们有中和抗体。这个东西就是现在世界卫生组织很头痛，一方面不能讲中和抗体就是Protection，一方面又找不到另外一个生物指标。所以我觉得比较实际的做法就是我这个做法，把中和抗体分成等级，然后让政府自己来评判，我在Top50%应该怎么样，我在Bottom10%应该怎么样，这是唯一能够做的一些工作。谢谢。

Q12 苏立山：我同意，你这个体系非常漂亮。现在你能定量一下，人过了哪个量是有保护的，没有到这个量是不是说明他没有受保护或者有T细胞？

王林发：现在大家都在问我，我这个试剂盒什么时候最有用。最有用的时候是疫苗在人里面大量投入的时候。为什么？因为这个新冠病毒比较复杂，假如我自己打疫苗，我肯定要测抗体。在我们这个领域，所有做蝙蝠病毒的人，所有的科研人员必须打狂犬病的疫苗，因为这是唯一能够防蝙蝠病的。蝙蝠带有那么多病毒，但是没有疫苗，所以OITS规定必须打这个疫苗，一个月后回去测中和抗体。狂犬疫苗现在已经有世界的国际单位，一定要达到某个有效价才可以，我打了3针还达不到，后来又回去打2针，第二次测抗体说你过关了。我估计新冠以后也是走这个路。这个标准是世界卫生组织来定，但是测试和国际单位标准会马上统一，在世界卫生组织已经开始讨论这个问题。我觉得这是唯一出路。谢谢。

金冬雁：我们非常今天非常感谢王林发老师的分享，也谢谢各位网友的聆听和发问。

王林发：谢谢金教授，谢谢大家，非常感谢，再见！

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