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当 COVID-19 大流行首次出现时,许多人 像我这样的野生动物疾病研究人员 并不太惊讶。有些人对这件事没有更早发生感到好奇;毕竟,观察、描述和研究动物中的流行病动态是我们的工作。
例如,两栖动物几十年来一直在经历一场全球性的动物大流行——动物版的大流行。20 世纪 90 年代末,研究人员发现 两栖壶菌, ,这会导致通常致命的疾病 壶菌病, ,作为青蛙和蝾螈数量减少和灭绝的可能罪魁祸首 澳大利亚 到 中美洲 以及其他以 10、20 或什至开始的地方 30年前.
科学家发现这种病原体 两栖动物栖息的每个大陆, ,以及广泛的 全球两栖动物贸易 很可能已经在世界各地传播了高度致命的菌株。两栖类壶菌广泛分布于一些地区 地理区域, ,而且,就像引起 COVID-19 的病毒一样,它可以 迅速变异 并采取导致不同疾病严重程度的新形式。
保护易位 是一种越来越流行的恢复经历过种群数量大幅下降的物种的方法。它涉及移动生物体以重建已灭绝的种群、补充现有种群或在该物种以前不存在的地区建立新的种群。然而,当两栖类壶菌在景观中普遍存在时,青蛙可能会再次生病,从而阻碍易位的成功。
为了避免疾病的挫折,研究人员正在 使用工具 经常用于对抗人类流行病: 类似于疫苗的接种.
在 我们最近的研究, ,我和我的研究团队接种了威胁疫苗 加州红腿青蛙 通过在实验室中将它们暴露于壶菌,在易位之前对抗壶菌。我们想看看是否可以激活它们的免疫系统,并在真菌被释放后给予它们相对于真菌的优势。我们的结果出乎意料。
没有什么是一杯鸡尾酒解决不了的
自2017年以来,优胜美地国家公园一直在积极将加州红腿青蛙转移到 优胜美地山谷, ,其中壶菌已经存在。我们用了一个 小子集 我们研究中这些易位的青蛙。
我们在约塞米蒂山谷西北约 100 英里的一个野生青蛙物种繁盛的地方收集了它们的卵,然后在旧金山动物园圈养它们。一旦它们变成了幼蛙,我们就用四种活的、活跃的真菌菌株的“混合物”给 20 只青蛙洗澡。三周后,他们接受了抗真菌药物的沐浴以阻止感染。另外 40 只未接触过真菌的青蛙也被注射了抗真菌药物。
然后,我们将 20 只先前感染的青蛙再次暴露于真菌,而 20 只先前未感染的青蛙则首次暴露于真菌。我们想看看第二次感染的青蛙(即那些“接种疫苗”的青蛙)与那些只感染一次的青蛙相比如何。
我们的发现令人惊讶:35%的青蛙在没有接种疫苗或抗真菌药物的情况下成功清除感染后才被感染。这表明他们有一定的措施 先天免疫, ,这意味着他们的免疫系统的第一道防线能够抵抗真菌。此外,第二次感染的青蛙总体感染率比只感染一次的青蛙低31%。这表明疫苗样治疗也可以通过刺激 适应性免疫, ,这意味着他们的免疫系统从第一次接触真菌时就学会了识别真菌,并更有效地抵抗它。没有一只青蛙因真菌感染而死亡。
在将它们释放到野外之前,我们用抗真菌药物治疗了青蛙,并进行了监测以确保它们没有疾病。我们在他们的腰间安装了带有串珠带的微型发射器,这样我们就可以在三个月内追踪他们的感染情况和生存情况。
出乎意料的是,我们发现从未被感染的青蛙和以前在实验室感染过的青蛙之间的疾病负担没有差异。这表明,至少在约塞米蒂国家公园,为了确保它们在重新引入后的生存,可能不需要对壶菌进行免疫接种。
事实上,在我们的实验三年后以及首次易地六年后,被释放到约塞米蒂山谷的加州红腿青蛙正在蓬勃发展。它们成功地冬眠度过了寒冷的冬天,并在早春出现并进行繁殖。
对未来的希望
我们的研究采用了一种新方法来开发针对壶菌的新兴接种工具。通过将异位(或实验室)实验与原位(或现场)实施相结合,我们将实验室观察结果应用于现实世界的测试。此类工作加强了野生动物管理者和动物园之间的合作,随着野生动物管理人员和动物园之间的合作日益需要 生物多样性危机加速.
尽管约塞米蒂山谷的加州红腿青蛙似乎不需要接种疫苗,但这并不意味着世界各地其他濒临灭绝的两栖动物物种不需要接种疫苗。对其他物种壶菌接种的研究取得了不同的结果,从 没有提高生存率 到 减少感染负担 与生存率的提高有关。这种保护方法的主要挑战之一是,即使疫苗接种可以提高初次释放后的存活率,这种免疫力也不会延续到后代。
不过,还是有希望的。研究人员正在努力确定 与免疫相关的遗传特征 壶菌。如果成功的话,育种计划可以人工选择——甚至可能 基因编辑 – 保护性特征使青蛙能够抵御已经摧毁了全世界两栖动物种群的病原体。