抗疫+1:沒被看見的國家隊

新冠病毒研究拓荒者:太空衣下的實驗員

實驗室人員是疫苗、藥物研發的重要推手,他們必須身穿防護太空衣,與病毒近距離交戰。

時間倒回2020年1月21日,COVID-19(又稱武漢肺炎、新冠肺炎)最早入侵台灣的時刻,政府與全民,窮盡一切防疫手段,企圖把新型冠狀病毒阻絕在生活之外;卻有一群人,每一天都使上全身功夫,要把病毒「留存」下來──讓牠們現形、擴增、全面解析,為研製試劑、疫苗和藥物開路。

他們必須穿上防護太空衣、背上呼吸防護裝備,在高度密閉下的負壓P3實驗室裡奮戰,這群和病毒近距離接觸的人,是最難「被看見」的防疫陣線一員。《報導者》走訪分離全台第一株新冠病毒的台大團隊,及負責藥物、疫苗研發重要任務的國衛院團隊,記錄200多天來,他們幾乎以實驗室為家的抗疫人生。

3、4月中台灣疫情正熾,許多人為防疫在家工作,但實驗室的研究團隊形同「被隔離」在實驗室裡。台大醫學檢驗暨生物技術學系教授、台大醫院檢驗醫學部副主任張淑媛,工作兩頭燒,一邊要做病毒分離、培養,提供研究之用;另一方面,因為台大醫院P3實驗室是疾病管制署合約實驗室,還要負擔疑似病例的檢體檢測, 她提到「6月之前,光台大病毒室就做了約7、8千個篩檢」,顯見團隊工作負荷量之沉重。

張淑媛在台灣這次COVID-19之役中有重要貢獻。她領導的台大醫檢和P3實驗室團隊,在1月30日,成功從確診病例的檢體中,分離出首株台灣本土新冠病毒,讓台灣成為世界第四個達陣的國家。

分離病毒,台大力扛「台灣第一」的傳統壓力

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新冠病毒、研究、太空衣、P3實驗室、實驗人員
台大醫學檢驗暨生物技術學系教授兼台大醫院檢驗醫學部副主任張淑媛,很開心整個團隊可以一起努力突破難關。(攝影/余志偉)

張淑媛回憶,早在去年(2019)12月底、中國傳出不明原因肺炎時,國內幾位疾管署合約實驗室的專家就開始討論該如何因應,展開文獻收集工作,也討論如何用PCR(polymerase chain reaction,聚合酶連鎖反應)偵測、執行病毒分離和培養;1月23日過年期間,台大醫院確診該院第一名COVID-19患者後,團隊就進入全面警戒狀態。

張淑媛提到,那時每天腦袋想的都是今天、明天、下星期要做什麼實驗,「你說會不會累?那時候其實根本沒有時間想到累。」從1月到一直到6月初,張淑媛才終於有了第一個週末「休假」。

這樣的緊繃,除了疫情檢驗和研究開發的需求外,還來自台大P3實驗室在重大流行病破解病毒的「光榮傳統」。

21世紀三大世紀流行病,台大三度拔頭籌

17年前,張淑媛的老師、已退休的前台大醫檢部主任高全良,也成功分離出台灣首株SARS病毒、留名青史。「所以,開始時壓力滿大,我們有責任要把台大這些優良的歷史任務承接下去,」張淑媛說。2017年H7N9禽流感,張淑媛實驗室也分離出台灣第一個本土病毒株。21世紀三大世紀流行病,台大P3實驗室拿了3次「第一」,張淑媛完成其中重要的兩戰。

張淑媛解釋,「有活的病毒才能做後續的分析,」病毒的分離跟培養的重要性在於,不管是了解病毒致病性,或進行抗病毒藥物、疫苗研發、檢驗病人抗體,都可以作為良好研發材料。

但她坦言病毒沒有那麼好養,她要在P3實驗室內,將病人檢體「種在」細胞株上,觀察細胞是否產生病變。儘管大家知道這次新冠病毒(SARS-CoV-2)和SARS病毒都是冠狀病毒,「我們已經知道SARS病毒感染細胞大概長什麼樣子,可是新冠病毒的細胞病變長什麼樣子,沒有人知道,」得花上不少時間仔細觀察,搭配PCR反覆確認。「有時候你就會覺得,我是不是在自己嚇自己,這個是嗎?」張淑媛道出實驗室人員與病毒交手過程時「又期待又怕受傷害」的忐忑心情。

張淑媛透露,團隊在得知這次病毒可能與SARS相關時,就找出當年團隊儲存在液態氮桶中、可以用來培養病毒的猴腎細胞,開始「解凍」備戰。儘管病毒順利分離出來,但要將病毒「放大」──即擴增病毒數量時──面臨病毒濃度養不高的瓶頸,她立即向老師高全良求助,請教SARS時細胞培養經驗,嘗試操作各種類的細胞株、調節條件後,才總算找到讓病毒長得較好的「配方」。

培養病毒,國衛院接下「不能失敗」的任務

台大P3團隊有著「不能第二」的自我期許。國衛院的P3團隊進行病毒培養,也有著「不能失敗」的壓力。

台灣出現本土疫情後,國衛院即擴大編組、成立15人的P3實驗室團隊,全面備戰COVID-19的病毒培養、疫苗與藥物的動物試驗和篩檢工作。這些平常分散在不同實驗單位的人員,多數是2、30歲的年輕人,自願「跳火坑」,參與既危險又充滿未知的研究工作,是台灣研究機構陣容最龐大的P3團隊。

P3實驗室是什麼?

依據病原微生物對個人及社區危害程度之不同,實驗室會分為P1到P4四種不同安全等級,「P」 為「Physical containment level」(物理收容等級)之意。P3實驗室裡研究與操作為嚴重影響人類健康之高危險性傳染病的病原,包括禽流感病毒(H5N1、H7N9、HPAI)、肺結核桿菌、愛滋病毒、漢他病毒、立克次體、SARS、MERS及此次的COVID-19新冠病毒。

P3實驗室又分為細胞實驗、動物實驗兩種。目前P3細胞實驗室部分,通過疾管署認證的P3實驗室包括:官部門的疾管署昆陽實驗室、食藥署、農委會;研究機構的中研院、國衛院,教育單位及醫事機構的台大、長庚、中國醫藥大學附醫、成大、高醫、三總、高榮等12間。

至於,可以進行動物實驗的P3實驗室,只有預醫所、家畜試驗所、國衛院和中研院4處。

研究如接力,養出病毒是關鍵第一棒

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國衛院感染症與疫苗研究所博士後研究員曾才騰,接下國衛院培養病毒及培訓人才的重責大任。(攝影/余志偉)

34歲的國衛院感染症與疫苗研究所博士後研究員曾才騰,是團隊的實驗室調度者、也是該團隊資深的P3實驗室人員,2017年爆發H7N9禽流感疫情時,已取得P3實驗室操作的資格,有高風險病原培養的經驗。他也是此次國衛院第一個「接觸」新冠病毒的人。

「我記得是228連假前夕,接到疾管署通知,可以分讓病毒株給國衛院,為了可以快點拿到病毒,雖然連假回南投老家過節,還是趕著連假寫好申請文件,我把表格傳出去後,疾管署立即回覆過來,原來他們也一樣,假日還是有人在工作。」

「大家(研究團隊)都等著我的病毒做分析!」曾才騰遇到的一個關卡,就是要把從疾管署領回的病毒株「養」起來。因為沒有活的病毒,試劑、疫苗、藥物開發的效果,都無法獲得實際驗證,研究根本沒辦法進行。

養起足夠供未來各式研究使用的病毒,是沒有失敗空間的任務。

提起3月初,完成相關文件申請、與同仁前往疾管署拿病毒,曾才騰對每個細節都記憶猶新:拿到的病毒經過3層包覆,約0.5毫升的冷凍檢體先放在試管中,放到專屬的運送罐固定好,最後再放到手提箱中,「一回到國衛院,我就直接往P3實驗室衝了。」不過分配到的病毒只有一管,萬一失敗了,所有的相關程序都得重來,意味著,疫苗、篩劑、藥物的開發時程都要往後延,實驗室裡的第一棒不上壘,後面研究人員是無法得分。

「第一天觀察,病毒好像長得不太好,心裡真的滿緊張的。」好在實驗執行的第二天,觀察到病毒成功養起來,他才能鬆了口氣,目前已經培養到將近400管病毒,「病毒也不是隨意培養、使用的,每一管裡都有活的病毒,所以養了多少管、使用在哪裡,進出都要向疾管署逐日通報,」曾才騰解釋,新冠病毒是被「嚴格控管」的病原。

成績背後,實驗人員不為人知的辛勞

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國衛院副院長司徒惠康道出實驗人員的辛苦一面。(攝影/余志偉)

國衛院副院長、中央疫情指揮中心研發組技術支援平台組長司徒惠康解釋,P3實驗室之所以重要,是因為它是藥物發展和疫苗開發最重要的步驟之一,「病毒的培養、操作、擴大,都要在這裡進行,國衛院還有台灣少有的動物級的P3實驗室,還可以進行病毒的動物攻毒實驗。」經歷台灣無數流行疫病的司徒惠康也直呼,「這次(COVID-19)從分離病毒到進入疫苗開發,是前所未有最快速的一次,研究團隊和實驗室人員,真的是日以繼夜在投入,讓人很感動。」

為什麼要限定在P3實驗室裡進行?因為新冠病毒是新興的病毒,一旦感染,沒有有效的藥物治療,進行相關的實驗要格外小心。司徒惠康指出,疫情爆發之初,台灣有12個與疾管署合作的P3實驗室,可以執行新冠病毒的病人檢體檢測工作,但要進行活體病毒細胞的培養和擴大,疾管署把關更嚴格,只開放台大、成大、長庚、中研院、國衛院5單位可以進行。

進P3實驗室每次4小時,不吃不喝不能如廁

進入P3實驗室,必須穿戴高規格太空防護衣、戴雙層手套,且2人一組同時進入,動線也是單向管制、層層防護;人員進出必須記錄體溫,鐵門之外也有螢幕即時監控實驗室內狀況。國衛院感疫所研究助理郭依萍說,每次實驗進入大約4小時,尤其操作的病原可能會有危害性,當然難免有點緊張,「衣服(防護太空衣)一穿上,就是不能吃也不能喝,」每次做實驗前,他們都要先填飽肚子、上好廁所。

由於病原體可能造成一定傷害,P3實驗室人員訓練十分嚴格,人員必須完成疾管署線上課程,也要從實際的操作來考核資格,新手都要由資深的人員帶著做起,從旁監督有沒有正確的風險評估的能力,像是實驗室環境裡的清潔擦拭、不要讓操作台靠身體太近等等,曾才騰就是國衛院P3團隊裡的「魔鬼教頭」,「因為不希望同仁們出事,那我會對不起他們,」他說。

有些新手第一次進P3時,前一晚甚至會緊急得睡不著。郭依萍就笑稱,起初覺得曾才騰的嚴厲「比COVID-19還可怕」,不過,自己實際進去P3實驗室操作後,才理解教練的心情,明白任一個人員若操作不當,都可能對所有人有所影響。

國衛院感疫所助技術師翁容淑,是P3實驗室管理人員,除了協助行政工作,為實驗動物張羅飼料、每天檢查這些小動物不能太瘦也不能太胖,以免影響未來動物實驗的精準度;也要照顧實驗室同事的心情。她笑說,實驗人員進去做實驗一定要「要保持愉悅的心情」,每一個動作都很重要,所以不時就會關心,「你最近心情不好?可以講一講、宣洩一下。」

燃燒小宇宙,最害怕牽連家人

投入病毒實驗工作,讓這些研究人員「自主隔離」,和公眾、家人儘可能保持距離。「我們會少搭大眾運輸工具,盡量騎車上班,減少和人群接觸。雖然一般人覺得實驗室裡很危險,但我們會很明確知道風險在哪裡;反而在公共場合中,我們不知道危險在哪裡,但我們若發燒、感冒,會很麻煩,」曾才騰說。

為了減少「不明接觸引發的風險」,原本在新竹租屋的曾才騰,4月中搬到苗栗竹南國衛院附近,騎車通勤只要約5分鐘,把和外人接觸的機會降到最小,也爭取多一些休息時間。

這些團隊燃燒小宇宙的能量,都來自家人,但也最害怕牽累家人。

「過年期間,我只有大年初二那早煮了一頓飯給爸媽吃,其他時間就只有回去吃飯,都是爸爸媽媽煮,覺得很不好意思,因為爸爸媽媽年紀都滿大了,」談起父母,張淑媛有女兒的愧疚。

張淑媛說,當時儘管成功培養出病毒,也會擔心自己是否不小心感染,而後傳染給家人,那陣子與家人相處時幾乎都帶著口罩。為了避免家人擔心,也絕口不提自己正在進行什麼實驗,「那時也婉拒了很多媒體的採訪啦,」就是不希望「被曝光」,讓親友擔心。後來成果還是發表出來,「結果連我先生也是看新聞才知道,我成功培養病毒。」

實驗人員的光榮任務,實際上卻得低調進行。翁容淑說,在國院衛實驗室工作,在疫情發生時就會有點「敏感」,所以有告訴家人說,不要跟人家宣傳,以免引發恐慌,「我媽就說,講太多,到最後人家會亂傳,傳到最後就覺得很可怕。」

誰來接班?實驗室要永續,「國家隊」才不會斷層

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前台大醫檢部主任高全良(左)退休前最掛心台大實驗室能否有人接手,他感謝張淑媛(右)願意接棒,承擔起社會責任。(攝影/余志偉)

實驗室人生,面對的是密閉的空間、潛藏危機的病原,孤單而寂寞。為什麼選擇投入?「因為當時沒考上醫科呀、只考上醫技系,」內斂的張淑媛,少見地露出俏皮的笑容直率地說。

雖然不是最初的「第一志願」,但後來她赴美國哈佛大學念書,在一堂公衛課上,討論到某地在發生疫情後,因為檢驗方法能快速辨認病原體,使醫護人員及時對病人做處置,因而控制住疫情,預防更多人受害,「那是我第一次覺得,身為一個醫檢師,真的非常重要。」攻讀博士時,有個到非洲波札那(Botswana)協助成立HIV實驗室的機會,張淑媛自告奮勇參加,待了半年替當地訓練人才、建立實驗室運作。

「這是我生命中感受非常深切的一次經驗。當時非洲HIV感染十分嚴重,透過這樣的交流,讓當地人可以幫助他們的國家早點脫離疫情,拯救更多生命。」

投身做HIV的經驗,讓台大前醫檢部主任高全良一眼相中張淑媛「接班」。2012年時,高全良將退休,最讓他掛心的是,因為台大是疾管署特約的合約實驗室,要協助台北市附近地區做感染檢驗,這個工作是有勞無賞、對自己研究工作也沒有加分。高全良回憶,退休前很擔心沒有人願意接手,「張老師(張淑媛)本來是做HIV研究的,也有做過一般病毒,研究做得滿傑出,有很好基礎,好險她願意接手,找到她我覺得滿lucky(幸運)。」

至今仍常回台大實驗室給予協助的高全良說,當年參與2003年SARS一疫,分離出SARS病毒,對他而言,是40年醫檢生涯最重要的標記,雖然那年為了與SARS奮戰,經常做實驗做到半夜,甚至一下子瘦了5公斤,「作為一個醫檢師,能夠在國家危急之下,參與(2003年抗SARS)這樣的任務,替國家貢獻一點力量,雖然那段時間也辛苦而危險,但非常值得。」SARS疫情平緩後,台大進行院內血清檢測,高全良這位與SARS病毒最親密接觸者,是被抽血檢測的第一人,最終陰性的結果也證實,每一個實驗動作都符合標準。

「養兵千日」有成本,「用在一時」仍值得

張淑媛則笑稱,當時高全良告訴她,檢驗實驗室是台大的社會責任,她沒有辦法拒絕。面對未來可能突發的新興感染症,她也希望能有接班人持續維持檢驗能量,「未來真的要傳承時,這些人就熟悉這些操作,當疫情來時可以馬上上場。」

「我一個人不可能做那麼多的事情,」張淑媛相當感謝病毒室同仁及醫技系學生,願意在疫情下幫忙執行這麼多的任務,儘管有時候仍有一定的危險性,但團隊都還是願意不怕危險,認真做好應該做的事情。

高全良也強調,台大之所以能在這幾波疫情中,完成重要的病毒分離任務,其實很大的關鍵是P3實驗室一直都在維持運作,「很多機構的P3實驗室,在沒有重大疫情時就關閉了,因為它平常光是電費就十分驚人,而實驗室關閉,人才怎麼能培育起來呢?」

高全良也語重心長地說,對於P3實驗室來說,平常養兵備戰相當重要,能在任務來臨時發揮應有功能。國家布設好實驗室,並常常訓練人員技術,就不會在疫情爆發時手忙腳亂,或需要重新訓練。

索引
分離病毒,台大力扛「台灣第一」的傳統壓力
培養病毒,國衛院接下「不能失敗」的任務
成績背後,實驗人員不為人知的辛勞
誰來接班?實驗室要永續,「國家隊」才不會斷層

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