从基础科研到制定标准再到大众科普，来看看孟颂东团队是如何做闭环科研
发布时间：2022-11-28
由新型冠状病毒(SARS-CoV-2)引起的2019冠状病毒病(COVID-19)已造成全球健康危机和巨大的社会和经济困境[1]。既往研究报告新冠病毒主要通过呼吸道飞沫或气溶胶颗粒在人与人之间传播[2,3]。然而，冷链从业人员也可能通过接触受污染的冷链食品而被感染，这些冷链食品包装的新冠病毒核酸检测呈阳性[4]。新冠病毒在21℃–23℃下的塑料和不锈钢上，可存活长达72小时[5]。在4℃和–20℃条件下，食物表面的新冠病毒即使在21天后仍具有传染性[6]。中国疾病预防控制中心曾报道，新冠病毒从冷链食品传播给人类[7]。因此，如何阻断新冠病毒潜在的冷链传播成为全球面临的挑战。
疫情当前，使命在肩，中国科学院微生物研究所孟颂东研究员带领课题组投入大量科研力量，在病毒灭活和快速检测方面开展科研攻关，为遏制疫情蔓延提供了科技支撑。科研团队的同志们不忘初心、勇挑重担、冲锋在前，在疫情危难时刻，急国家之所急，毅然放弃假期，加班加点奋斗在生物安全3级实验室，以忘我的拼搏精神攻坚克难，体现出强烈的爱国主义和使命担当精神。
▲孟颂东研究员在疫情期间仍奋斗在科研前线▲
自疫情爆发以来，孟颂东团队紧抓时事热点，心系国家大是，为消除病毒贡献自己微薄之力。该团队前期研究发现，将高滴度新冠病毒在冷链温度下暴露于电子束辐射，证明2 kGy的辐射剂量可以将病毒滴度(以中位组织培养感染剂量TCID50计算)从104.5 TCID50/mL降低到0。接下来，使用人类冠状病毒OC43 (HCoV-OC43)作为新冠病毒的替代品，发现3 kGy的高能电子束辐射可使常见的包装材料(不锈钢、滤纸和塑料)上的病毒效价降低超过4 log单位。采用实时定量PCR (RT-qPCR)对新冠病毒E、N和ORF1ab基因进行检测，发现病毒的TCID50与RT-qPCR检测具有很强的相关性。然而，检测新冠病毒核酸无法区分辐射灭活和未经辐照病毒的活性，这提示我们基于细胞的病毒分析对评估病毒的失活效率至关重要。由于有效灭活新冠病毒的辐射剂量远远低于食品加工的安全上限(10 kGy)，我们的研究结果为设计基于辐射的方法去除冷链食品中的新冠病毒提供了基础[8]。上述研究成果于2022年10月在Virologica Sinica期刊上发表文章Quantitative determination of the electron beam radiation dose for SARS-CoV-2 inactivation to decontaminate frozen food packaging，中国科学院微生物研究所博士研究生王子豪为第一作者，中国科学院微生物研究所孟颂东研究员为通讯作者。该研究得到了国家原子能机构项目、国家自然科学基金、中国科学院项目、佛山中国科学院产业技术研究院产业化创新团队项目、佛山市高水平医院建设“登峰计划”、广东省生物医学创新平台建设项目“肿瘤免疫生物治疗”项目资助。
近期，中国科学院微生物研究所孟颂东研究员和中国同位素与辐射行业协会共同制定《冷链食品表面的新型冠状病毒辐照灭活剂量要求》团体标准，该标准于2022年9月21日在中国同位素与辐射行业协会官方网站发布，12月1日起实施[9]。未来，孟颂东团队将继续开展新冠病毒辐射消杀研究，推动冷链食品新冠病毒防控辐射消杀工业化示范应用，为冷链食品消毒提供一种便捷、无害的技术手段。▲《冷链食品表面的新型冠状病毒辐照灭活剂量要求》团体标准▲孟颂东团队一直致力于将科研成果转化为实际应用，以团队前期的科研成果为基础，与同方威视合作进行冷链食品新冠病毒专用辐照消毒工厂设计及关键环节自动化硬件的研究、开发与制造。目前的辐照场所主要通过人工装卸辐照产品，难以避免人员暴露。现计划研究以高度自动化出发，包括：自动拆垛、码放的机械臂系统，质量厚度检测系统，配合条码识别的智能货物判断系统，以及机械臂的控制和机械的实现，传感器及软件的研制，智能传输线的设计及工艺实现。为国内外首次研发，具有自主知识产权，其实现的功能与现有辐照加工相同，但使用更加便捷、操作更加智能化，能够满足各种大量快速自动化消毒灭菌的要求，能够在辐照消杀自动化领域实现独有的核心技术。目前该工厂正准备在全国海关冷链物流实际消毒作业中应用，消毒效果显著，为保障我国冷链物流贸易顺利开展发挥重要作用。今年以来，我国高度重视科普工作，强调“科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼，要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置”[10]，为新时代科普工作指明了前进方向、提供了根本遵循。为深入贯彻落实上述重要指示精神和决策部署，中国科学院微生物研究所孟颂东研究员应CCTV–10科教频道邀请以“辐照灭病菌”为主题进行科普演讲，详细讲解钴60技术的可靠性和先进性[11]。未来，孟颂东团队将奔赴科技创新的“星辰大海”，坚定不移地向科学技术的广度和深度进军，努力实现更多“从0到1”，再“从1到N”的突破，为我国科技事业作出贡献。[1] Wang M.Y., Zhao R., Gao L.J., Gao X.F., Wang D.P., Cao J.M. SARS-CoV-2: structure, biology, and structure-based therapeutics development. Front. Cell. Infect. Microbiol. 2020;10:1–17.[2] Liu W., Guan W., Zhong N. Strategies and advances in combating COVID-19 in China. Engineering (Beijing) 2020;6:1076–1084. [3] Jarvis M.C. Aerosol transmission of SARS-CoV-2: physical principles and implications. Front. Public Health. 2020;8:1–8.[4] Liu P., Yang M., Zhao X., Guo Y., Wang L., Zhang J. Cold-chain transportation in the frozen food industry may have caused a recurrence of COVID-19 cases in destination: successful isolation of SARS-CoV-2 virus from the imported frozen cod package surface. Biosaf Health. 2020;2:199–201.[5] van Doremalen N., T B., Dh M., Mg H., A G., Bn W., A T., Jl H., Nj T., Si G., Jo L.-S., E de W., Vj M. Aerosol and surface stability of SARS-CoV-2 as compared with SARS-CoV-1. N. Engl. J. Med. 2020;382:1564–1567. [6] Fisher D., Reilly A., Zheng A.K.E., Cook A.R., Anderson D.E. Seeding of outbreaks of covid-19 by contaminated fresh and frozen food. bioRxiv. 2020 doi: 10.1101/2020.08.17.255166. 2020.08.17.255166.[7] Ma H., Wang Z., Zhao X., Han J., Zhang Y., Wang H., Chen C., Wang J., Jiang F., Lei J., Song J., Jiang S., Zhu S., Liu H., Wang D., Meng Y., Mao N., Wang Y., Zhu Z., Chen Z., Wang B., Song Q., Du H., Yuan Q., Xia D., Xia Z., Liu P., Wu Y.A., Feng Z., Gao R., Gao G.F., Xu W. vol. 3. China CDC Wkly; 2021. pp. 637–644. (Long Distance Transmission of SARS-CoV-2 from Contaminated Cold Chain Products to Humans — Qingdao City, Shandong Province, China, September 2020).[8] Wang Z, Liang Z, Wei R, Wang H, Cheng F, Liu Y, Meng S. Quantitative determination of the electron beam radiation dose for SARS-CoV-2 inactivation to decontaminate frozen food packaging. Virol Sin. 2022 Oct 26:S1995-820X(22)00182-1. doi: 10.1016/j.virs.2022.10.007. Epub ahead of print. PMID: 36309306; PMCID: PMC9605788.[9] 关于发布《冷链食品表面的新型冠状病毒辐照灭活剂量要求》等7项团体标准的公告.(2022-09-21)http://www.cira.net.cn/CN/newsinfo.aspx?NewsId=467&CateId=36&BaseInfoCateId=16[10] 中国人大网. “要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置”——全国人大常委会科学技术普及法执法检查侧记.(2022-09-07) http://www.npc.gov.cn/npc/kgfb/202209/67860e9c845546008cd6c99e417b5c30.shtml[11] 央视网.辐照灭病菌.(2022-09-05) http://tv.cctv.com/2022/09/05/VIDEv7omOegAof5zmR8lNLvf220905.shtml
