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阻擊人畜共患病如同備戰(zhàn)

北京科技報(bào)社
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撰文/丁林

今年的新型冠狀病毒疫情爆發(fā)后,人們很快將矛頭指向了出售活禽、海鮮和野生動(dòng)物的武漢“華南海鮮市場(chǎng)”,因?yàn)樵撌袌?chǎng)被認(rèn)為有可能是疫情的源頭。后來,全國(guó)范圍內(nèi)的野生動(dòng)物交易活動(dòng)也被暫停了。

▲常見的人畜共患?。▓D片來源/維基共享資源)

近年來,全世界范圍內(nèi)病毒疫情爆發(fā)似乎都符合以下模式:一種原本在動(dòng)物體內(nèi)的病毒突然傳染給了人類。最初沒有人注意到新傳染病的存在,因?yàn)楸桓腥菊叩陌Y狀輕微,或者癥狀與其他已知的疾病混淆。病原趁此機(jī)會(huì)在人群中廣泛傳播,當(dāng)人們意識(shí)到疫情存在時(shí),“危機(jī)”已然成勢(shì)。

▲近年引起關(guān)注的國(guó)際公共衛(wèi)生事件,多為病毒類人畜共患?。▓D片來源/ cgtn.com, businessinsider.com)

根據(jù)美國(guó)疾控中心的預(yù)測(cè),超過3/5的已知傳染性人類疾病,和超過3/4的新發(fā)現(xiàn)傳染性疾病,都是從其他動(dòng)物傳染給人類的。

能夠從其他動(dòng)物傳播給人類的傳染性疾病,統(tǒng)稱為“人畜共患病” (Zoonoses)。這個(gè)概念聽起來很簡(jiǎn)單,但人類掌握的相關(guān)知識(shí)還顯得不夠,面對(duì)其中一些疾病時(shí)還是力不從心。

人畜共患病為什么可怕?

每一次疫情的爆發(fā)過程都似曾相識(shí),卻又陌生到令人恐懼。人畜共患病總有新的方式讓人們措手不及:其中有被發(fā)現(xiàn)前不曾感染人類的病原種類,比如人類免疫缺陷病毒(HIV);也有熟悉病原的新變種,例如新型冠狀病毒和各種流感;或者是熟悉病原變得更難應(yīng)對(duì),例如產(chǎn)生多重耐藥性的細(xì)菌。

本次疫情中,冠狀病毒常被人們和流感病毒作比較。流感也是一種人畜共患病,通常致死率在0.1%(2009年肆虐的H1N1甲型流感致死率只有0.02%),但由于其極強(qiáng)的傳染率,仍會(huì)導(dǎo)致成千上萬人死亡。

與之相反的,埃博拉病毒雖然致死率高達(dá)40%且癥狀兇險(xiǎn),但它傳播力較弱,并不能通過空氣傳播,而攜帶者可以感染他人時(shí),往往已經(jīng)臥床不起;此外,最近的一次嚴(yán)重埃博拉疫情并未發(fā)生在大型城市,否則結(jié)果只會(huì)更糟糕。

人畜共患病對(duì)動(dòng)物宿主的殺傷力也不是一成不變的。以禽流感為例,疫病爆發(fā)時(shí),某些受感染的鳥類會(huì)大量病死,而另一些物種的鳥類則不受影響——這取決于生物體內(nèi)的免疫系統(tǒng)能否識(shí)別病原并發(fā)動(dòng)攻擊,以及免疫反應(yīng)是否過于強(qiáng)烈。另一方面,一些寄生蟲在動(dòng)物宿主體內(nèi)還是幼體階段,影響并不顯著,傳染到人類體內(nèi)才完全成熟,并構(gòu)成健康威脅。

也就是說,每次人畜共患病疫情的爆發(fā)都是一次警告,提醒我們始終處在未知傳染病的威脅之下。如果人類繼續(xù)在疫情結(jié)束后“好了傷疤忘了疼”,總有一天,某種致死率和傳染性同時(shí)很高的疫病會(huì)讓我們措手不及。

世界人口的增長(zhǎng),以及人類對(duì)自然資源越來越密集的開采,意味著我們與野生動(dòng)物的距離越來越近了。另一方面,隨著入侵物種的不斷增多,它們所攜帶的病原也在陌生的環(huán)境中有了新的機(jī)會(huì)。隨著全球化和人類擴(kuò)張的趨勢(shì),肉眼不可見的小小微生物和它們的宿主如今可以日行萬里,被更加頻繁地帶到全新地方,隨時(shí)引爆下一場(chǎng)“瘟疫”。如今,每年新出現(xiàn)的傳染病幾乎是一個(gè)世紀(jì)前的近4倍,而每年疫病爆發(fā)的數(shù)量是一個(gè)世紀(jì)前的3倍以上。

正因如此,2014年的西非埃博拉疫情之后,比爾?蓋茨屢次發(fā)出預(yù)警:我們應(yīng)該“像預(yù)備戰(zhàn)爭(zhēng)那樣嚴(yán)肅地為下一次傳染病爆發(fā)做準(zhǔn)備”。

▲病原體一旦從野生動(dòng)物傳播給馴化動(dòng)物并大量擴(kuò)增,傳播給人類的幾率就會(huì)大大增加(圖片來源/thelancet.com)

人畜共患病的傳播規(guī)律

為什么有些病原體能從動(dòng)物傳給人類,有些還沒有?這一過程涉及病原、宿主動(dòng)物及人類在遺傳、細(xì)胞、行為層面的特征,其復(fù)雜性還沒有被科學(xué)家完全理解。

不過目前已經(jīng)知道的是,野生動(dòng)物與人類接觸的機(jī)會(huì)越多,跨物種傳染的概率也就越大。隨著世界人口的不斷增長(zhǎng),人類闖進(jìn)野生動(dòng)物棲息地的幾率也就越大。

未知的人畜共患病如今更加容易發(fā)展成為疫情,與野生動(dòng)物販賣也有關(guān)系——隨著野生動(dòng)物的捕獵和全球運(yùn)輸販賣變得更加頻繁,原本在野外不會(huì)相遇的物種,由于動(dòng)物販賣的過程相互接觸,讓病原體有了“物種換乘”的機(jī)會(huì);另外,一些區(qū)域的“野味”被捕獵殆盡后,人們會(huì)轉(zhuǎn)向其他區(qū)域,這些“新野味”可能攜帶“新病原”。 可以說,人畜共患傳染病的爆發(fā),在未來社會(huì)將不再罕見。

動(dòng)物將病原傳染給人類,可以有多種傳播方式。

大多數(shù)跨物種傳染的病例,其實(shí)并不會(huì)在感染第一個(gè)人類后繼續(xù)傳播——對(duì)于沒有“人傳人”的狂犬病、漢他病毒、西尼羅熱病毒等來說,人類屬于“死胡同”式的宿主。另一種疾病則以艾滋病為代表,在數(shù)十年前由靈長(zhǎng)類動(dòng)物偶然傳播給人類后,病毒變異成為穩(wěn)定的人際傳染病。麻疹和腮腺炎也屬于這種情況,它們千萬年前從野生動(dòng)物進(jìn)入人類社會(huì),至今沒有徹底滅絕。

最后一種,則是SARS和禽流感等有“人傳人”能力的傳染性疾病。病原體需要符合多項(xiàng)“指標(biāo)”,才能在人類群體中引發(fā)疫情。

首先,病原在自然宿主群體中的感染率和強(qiáng)度,決定了它感染其他物種的幾率——能夠感染多種動(dòng)物宿主,或能感染與人類親近的馴化動(dòng)物,都讓該病原更容易接觸人類,例如,似乎能夠感染任何哺乳動(dòng)物的狂犬病病毒就是巨大的威脅。而在近400種已知的人類寄生蠕蟲中,有將近一半可在狗、牛,以及野生的靈長(zhǎng)動(dòng)物、嚙齒動(dòng)物和鹿身上發(fā)現(xiàn)。研究顯示,隨著全球化的發(fā)展,寄生蟲的“易主”很可能越來越常見。

其次,病原傳播給人類常常要通過動(dòng)物排泄物、牲畜屠宰過程,或者蚊蟲叮咬過程,因此能夠適應(yīng)各種環(huán)境的病原體,傳播的途徑也就更多。

另外,病原侵入人體后還要戰(zhàn)勝免疫系統(tǒng),欺騙體內(nèi)細(xì)胞完成其擴(kuò)增周期;最后,病原還要有途徑傳播給其他人。從這個(gè)角度來說,病原體所感染動(dòng)物的遺傳相似性也值得重視——如果某種病原能夠感染猴子、猿類,那么它造成人類疫病的可能性就更大。

▲Kevin Olival團(tuán)隊(duì)預(yù)測(cè)的“隱藏”人畜共患病病毒地理分布,圖a-f 分別為所有哺乳動(dòng)物、食肉目、偶蹄目、蝙蝠、靈長(zhǎng)目、嚙齒目宿主的人畜共患病毒熱力圖(圖片來源/nature.com)

跟蹤病原體的自然宿主

在應(yīng)對(duì)人畜共患病的時(shí)候,科學(xué)家會(huì)積極尋找隱藏病原的物種,也即自然宿主。如果病原的自然宿主沒有被確定,則設(shè)置對(duì)應(yīng)的公共衛(wèi)生政策來預(yù)防疾病也變得沒有針對(duì)性。50%的食肉動(dòng)物都是已知病原體的自然宿主,非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物中,20%是自然宿主,在嚙齒類和蝙蝠群體中,大約10%是自然宿主。

經(jīng)過科學(xué)家的努力,許多病原體的自然宿主已經(jīng)被找到。例如,狂犬病毒會(huì)潛伏在各種哺乳動(dòng)物體內(nèi);拉沙熱病毒、漢他病毒在嚙齒動(dòng)物體內(nèi);造成萊姆病的伯氏疏螺旋體則廣泛存在于蜱蟲、綿羊、鹿、嚙齒動(dòng)物等小型哺乳動(dòng)物體內(nèi)。

研究者還成功定位了埃博拉病毒的近親、馬爾堡病毒的蝙蝠自然宿主。2007年,研究者從剛果民主共和國(guó)的一座金礦中的埃及果蝠體內(nèi)分離出了馬爾堡病毒。5年后,另一群科學(xué)家在烏干達(dá)一處國(guó)家公園的洞穴中,發(fā)現(xiàn)其中2.5%的埃及果蝠攜帶馬爾堡病毒。

不過,即便科學(xué)家成功確認(rèn)了病原體的一種自然宿主,也不意味著這種病原沒有其他的宿主,能夠感染諸多不同的物種,給了人畜共患病原體“狡兔三窟”的余地。

例如,從1976年開始,科學(xué)家一直認(rèn)為納塔柔毛鼠是拉沙熱病毒的唯一自然宿主——它們進(jìn)入人家偷米吃,并在家中遺留尿液或鼠糞,人們?cè)诮佑|這些排泄物或吸入空氣中懸浮的病毒顆粒后,就會(huì)感染。被感染的人會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱、頭痛、嘔吐、肌肉痛等癥狀,有些人會(huì)永久失聰或死亡。當(dāng)?shù)厝藶榱俗钃粢咔椋M量將食物儲(chǔ)存在防鼠容器中,也不在家中留下廚余垃圾,但拉沙熱隨后每年還是會(huì)在西非殺死成千上萬人,意味著病毒還有其他不同的自然宿主,以及人們未知的傳播途徑。

到了2016年,才有德國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)在尼日利亞、幾內(nèi)亞發(fā)現(xiàn)了另外兩種小鼠也攜帶拉沙熱病毒,其中一種與納塔柔毛鼠生活習(xí)性顯著不同,因此潛在的傳播途徑也并不一致。

被感染動(dòng)物的免疫系統(tǒng)特征,也對(duì)傳播有影響,例如,嚙齒動(dòng)物體內(nèi),調(diào)節(jié)T細(xì)胞會(huì)減少效應(yīng)T細(xì)胞對(duì)漢他病毒感染的攻擊,因此漢他病毒可以在嚙齒動(dòng)物體內(nèi)不斷擴(kuò)增,直到有機(jī)會(huì)感染另一種宿主(如人類)。又如感染了人類免疫缺陷病毒(HIV)的人類,體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生較多的T細(xì)胞和干擾素,而感染猴免疫缺陷病毒(SIV)的白頂白眉猴,免疫反應(yīng)則沒有這么強(qiáng)烈,這讓SIV病毒有了更多擴(kuò)增和感染新宿主的機(jī)會(huì)。

環(huán)境因素對(duì)疫病爆發(fā)的影響

人們目前還不完全了解病原在不同物種之間傳播的機(jī)制,但一部分研究已經(jīng)顯示,不斷變化的生態(tài)環(huán)境的因素也對(duì)疫病爆發(fā)有影響。

以亨德拉病毒為例,長(zhǎng)達(dá)20年的跟蹤數(shù)據(jù)顯示,長(zhǎng)期的干旱氣候突然轉(zhuǎn)為雨季時(shí),桉樹等植物不再開花繁殖,而是轉(zhuǎn)向生長(zhǎng)階段。失去花蜜供應(yīng)的狐蝠會(huì)飛向農(nóng)場(chǎng)等牲畜和人類聚集的地區(qū)覓食,并通過排便釋放病毒。馬匹在接觸病毒后被感染,隨后將病毒傳染給人類。當(dāng)?shù)孬F醫(yī)戲稱,“天上一下雨,亨德拉就來了?!?/p>

研究蝙蝠的行為規(guī)律,有實(shí)際意義。近年來,澳大利亞東北部海岸面臨著從干燥的厄爾尼諾氣候轉(zhuǎn)向濕潤(rùn)的拉尼娜氣候。2017年,看到當(dāng)?shù)氐尿痖_始挨餓,科學(xué)家成功預(yù)測(cè)了亨德拉病毒爆發(fā)事件。

在肯尼亞,研究者發(fā)現(xiàn)裂谷熱疫情的爆發(fā)與降雨相關(guān)聯(lián)。裂谷熱病毒除了直接在牲畜與人類間傳播之外,還可經(jīng)蚊蟲叮咬傳播。因此在降雨密集、氣候濕潤(rùn)的月份,蚊蟲繁殖增加,當(dāng)?shù)厣蟮囊卟∫策_(dá)到高峰。

隨著氣候變化與極地凍土的消融,一些埋藏已久的古老病毒將會(huì)與人類發(fā)生接觸。極地地區(qū)的狐貍、狼和北極熊也是疾病的潛在攜帶者。

▲嚙齒類、靈長(zhǎng)類和蝙蝠可能是多種潛在人畜共患病疫情的自然宿主(圖片來源/ npr.org)

預(yù)測(cè)疫病的努力

在人類歷史上,確認(rèn)傳染病的治病病原體并不容易。如今,各種分子檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展,讓我們能夠快速確定造成疫情的病原體。不過,確認(rèn)新病原只能提供參考,其致病機(jī)制、傳染規(guī)律和治療手段仍不能第一時(shí)間確定。

盡管如今科學(xué)家對(duì)于病原的種間跳躍有了更多理解,并根據(jù)數(shù)據(jù)判斷了可能孕育人畜共患病的高危地區(qū),精準(zhǔn)的疫情預(yù)測(cè)仍然難以實(shí)現(xiàn)——近年來的埃博拉和寨卡病毒疫情,人們都只能在疫病爆發(fā)后加以應(yīng)對(duì)。而疫病爆發(fā)后的響應(yīng)與人群控制,常常給社會(huì)帶來巨大的財(cái)政負(fù)擔(dān)。因此將注意力集中在及早預(yù)防與監(jiān)控上,是更明智的選擇。通過密切監(jiān)控和建立快速響應(yīng)機(jī)制,可以降低病原從動(dòng)物傳播給人類的概率。

已經(jīng)有若干國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)發(fā)起了疫病監(jiān)控項(xiàng)目。美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校的研究者發(fā)起了“PREDICT計(jì)劃”,通過不斷捕獲和監(jiān)測(cè)可能攜帶危險(xiǎn)病原的物種,判斷人畜共患病疫情的威脅。美國(guó)紐約生態(tài)健康聯(lián)盟的Kevin Olival等科學(xué)家是該項(xiàng)目的一員,他的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建并分析了一個(gè)包含2800多種哺乳動(dòng)物-病毒關(guān)系的數(shù)據(jù)庫(kù),在他們分析的586種病毒中,188種(占人類病毒的71.5%)病毒屬于人畜共患病毒。他們發(fā)現(xiàn),宿主不同的病毒,爆發(fā)的地理模式也有不同。例如來自蝙蝠的人畜共患病毒在南美洲、中美洲和亞洲一些地區(qū)最為普遍;而來自靈長(zhǎng)類動(dòng)物的病毒往往集中在中美洲、非洲和東南亞,來自嚙齒動(dòng)物的病毒多見于南北美洲和非洲中部。

另外一些項(xiàng)目,則著力于監(jiān)測(cè)已知病原的再次威脅,如MERS、SARS、尼帕病毒等,不過,這些項(xiàng)目并沒有監(jiān)視已知的動(dòng)物傳染病變得可以傳染給人的情況。

多方合作讓世界更加健康

阻擊人畜共患病,顯然需要全球性合作,但每個(gè)人其實(shí)都有可以做的事情。謹(jǐn)慎接觸野生動(dòng)物和未經(jīng)檢疫的家畜、保持寵物的衛(wèi)生并保證為它們注射疫苗,都是舉手之勞。

作為預(yù)防措施,一些研究者在PREDICT模型的基礎(chǔ)上,發(fā)起了耗費(fèi)約10億美元的“全球病毒組計(jì)劃”,廣泛收集嚙齒類、非人靈長(zhǎng)類、蝙蝠和其他野生動(dòng)物的血樣,試圖在疫情開始肆虐前,能夠定位大部分未知的病毒,并做出危險(xiǎn)程度預(yù)測(cè),并不是所有人都贊成這一方案,因?yàn)閯?dòng)物體內(nèi)有病毒,不代表這些病毒會(huì)在人群中引起疫病。

“疫情預(yù)測(cè)”的另一個(gè)缺點(diǎn)是:就算我們可以大致預(yù)測(cè)出疫情的爆發(fā)“熱點(diǎn)”,但由于病原體不可預(yù)測(cè)的變異,每次爆發(fā)的具體情況仍然會(huì)給公共衛(wèi)生部門帶來全新的挑戰(zhàn)。

盡管面對(duì)新冠疫情,全世界的響應(yīng)已經(jīng)比以往有了很大的提高,但人們發(fā)現(xiàn),對(duì)疫情做多少準(zhǔn)備都不多余。世界衛(wèi)生組織提出的“同一健康”方針此時(shí)得到了更多重視。

“同一健康”方針認(rèn)為,人類的健康與其他動(dòng)物及它們的生存環(huán)境密不可分。單靠某個(gè)健康部門的努力,不能防止或消除疫病隱患。人類健康、動(dòng)物健康和環(huán)境健康的專家應(yīng)該聯(lián)合制定響應(yīng)方案,并注重信息共享和聯(lián)合行動(dòng)。

2019年,聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織、世界動(dòng)物衛(wèi)生組織和世界衛(wèi)生組織在“同一健康”的基礎(chǔ)上,共同制定了人畜共患病《三方合作指南》,為成員國(guó)提供有關(guān)“同一健康”方針的實(shí)用方案,以便其建立多部門協(xié)調(diào)、溝通和協(xié)作的國(guó)家機(jī)制,共同應(yīng)對(duì)“動(dòng)物-人-環(huán)境”界面的人畜共患病威脅?!?/p>

來源:2020年2月10日北京科技報(bào)《戰(zhàn)“疫”》應(yīng)急科普特刊

出品:科普中央廚房

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