人类感染动物,动物又感染人类——从禽流感,预防流行病需要保护所有物种

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当世界卫生组织 宣布 COVID-19 为大流行病 2020 年 3 月 11 日,人类是唯一报告有该疾病病例的物种。虽然早期的遗传分析表明 马蹄蝠 作为引起 COVID-19 的病毒 SARS-CoV-2 的进化宿主,目前尚未有报道表明它可以从人类传播到其他动物物种。

不到两周后,来自比利时的一份报告标志着 家猫首次感染 ——大概是它的主人。2020 年夏季出现了有关 COVID-19 爆发和后续事件的消息 淘汰 水貂养殖场 整个欧洲都担心类似的呼吁 北美的扑杀. 。水貂养殖场及其周围的人类和其他动物检测结果呈阳性,引发了人们对 COVID-19 野生动物二级宿主的可能性的质疑。也就是说,该病毒可以在与其起源的物种不同的物种中感染并建立传播周期。

研究人员记录了这种人传动物的现象,通俗地称为 溢出或反向人畜共患传播, ,在家养和野生动物中。野生动物可能直接从人类感染,也可能间接从被人类感染的家畜感染。这种踏脚石效应为病原体的进化提供了新的机会,并可以从根本上改变它们的传播方式,正如 流感结核.

Diagram showing pathways of disease transmission between humans, an original reservoir, a new maintenance reservoir and a new dead-end host
病原体传播在动物和人类之间是双向的。 法格雷等人。2022/生态快报, CC BY-NC-ND

例如,溢出一直是对 濒临灭绝的类人猿, ,即使是在人类接触不频繁的人群中。因珍·古道尔的作品而闻名的贡贝国家公园的黑猩猩爆发了麻疹和其他呼吸道疾病,这些疾病可能是由 病原体的环境持久性 由附近居民或生态游客传播。

我们是研究人员 驱动跨物种疾病传播的机制 以及如何 疾病影响野生动物保护和人类. 。新出现的疫情凸显了了解对野生动物健康的威胁如何影响人畜共患病原体的出现和传播的重要性。我们的研究表明,研究历史疫情爆发有助于预测和预防下一次大流行。

之前也发生过回溢的情况

我们的研究小组想要评估在 COVID-19 大流行之前的几年中报告溢出的频率。回顾性分析不仅使我们能够识别报告溢出事件的具体趋势或障碍,还有助于我们了解最有可能出现新威胁的地方。

我们研究了涉及动物界不同病原体组的历史溢出事件,考虑了地理、方法和样本量的变化。我们 回流综合科学报告 在 COVID-19 大流行之前的近一个世纪(从 20 年代到 2019 年),其中包括从沙门氏菌和肠道寄生虫到人类结核病、流感和脊髓灰质炎等疾病。

我们还想确定检测和报告偏差是否会影响对人与动物病原体传播的了解。 魅力非凡的巨型动物群 – 通常被定义为能够唤起人们情感的大型哺乳动物,如熊猫、大猩猩、大象和鲸鱼 – 往往被过度代表 野生动物流行病学和保护工作。与体型较小、不那么引人注目的物种相比,它们受到更多的公众关注和资助。

使这一情况进一步复杂化的是困难 监测野生小动物种群, ,因为它们分解得很快,并且经常被较大的动物吃掉。这大大缩短了研究人员调查疫情和收集样本的时间窗口。

Mouse with clipped ear leaning over the edge of a gloved hand
鹿鼠等小动物更难监视。 克里斯托弗·金梅尔/盖蒂图片社的时刻

我们的历史分析结果支持了我们对大多数报告所描述的怀疑 大型超凡魅力巨型动物群的爆发. 。许多是圈养的,例如在动物园或康复中心,或半圈养的,例如经过充分研究的类人猿。

尽管发表了大量关于在蝙蝠和啮齿动物中发现的新病原体的论文,但检查从人类传播到这些动物的病原体的研究数量却很少。然而,小型哺乳动物占据着不同的生态位,包括生活在人类住所附近的动物,例如 鹿鼠, 老鼠和臭鼬 – 可能不仅与人类分享病原体,而且还更有可能被人类病原体感染。

COVID-19 和大流行性流感

在我们对 COVID-19 大流行之前的溢出历史分析中,我们发现支持在野生动物种群中建立人类病原体的唯一证据是两份 2019 年的报告,描述了 条纹臭鼬感染 H1N1 流感. 。与冠状病毒一样,H1N1 等甲型流感病毒也善于转换宿主,可以感染多种物种。

然而,与冠状病毒不同的是,它们的广泛传播是 迁徙水鸟的推动 例如鸭子和鹅。这些臭鼬到底是如何感染 H1N1 流感的以及感染多久仍不清楚。

在我们完成研究分析后不久,报告描述了 白尾鹿广泛感染 COVID-19 整个北美地区于 2021 年 11 月开始出现。在一些地区,感染流行率 高达80% 尽管 几乎没有生病的迹象 在鹿中。

这种无处不在的哺乳动物实际上已成为北美 COVID-19 的第二宿主。此外,遗传证据表明 SARS-CoV-2 白尾鹿的进化速度快三倍 与人类相比,这可能会增加向人类和其他动物传播新变异的风险。已经有证据表明 鹿传人 以前未见过的 COVID-19 变种。

北美有超过 3000 万只白尾鹿, ,许多在农业和郊区。监测白尾鹿病毒进化的监测工作可以帮助识别新出现的变异以及从鹿群到人类或家畜的进一步传播。

对相关物种的调查表明,溢漏风险各不相同。例如, 白尾鹿和长耳鹿 在实验室中,麋鹿对 COVID-19 高度敏感,而麋鹿则不然。

H5N1 和美国奶牛群

2022年以来,H5N1的传播影响了 广泛的鸟类 和哺乳动物物种 全球各地——狐狸、臭鼬、浣熊、负鼠、北极熊、郊狼和海豹等等。其中一些人群受到威胁或濒临灭绝,并且正在积极开展监测病毒传播的监测工作。

今年早些时候,美国农业部报告存在 奶牛牛奶中的 H5N1. 。遗传分析表明该病毒是被引入牛体内的 最早将于 2023 年 12 月, ,可能在德克萨斯州狭长地带。从那时起,它就影响了 13 个州的 178 个牲畜群 截至 2024 年 8 月。

该病毒如何进入奶牛群体仍不清楚,但很可能是通过 感染病毒的迁徙水禽. 。确切描述病毒如何在牛群之间传播的努力正在进行中,尽管看起来如此 受污染的挤奶设备 而不是 气溶胶传播, ,可能是罪魁祸首。

One cow, among a herd of cows on a pasture, sniffing a person
研究人员正在调查奶牛中 H5N1 病毒的爆发情况。 Jacob Wackerhausen/iStock 来自 Getty Images Plus

鉴于禽流感等甲型流感病毒能够感染多种物种,因此监测工作不仅要针对奶牛,还要针对生活在受影响农场内或周围的动物,这一点至关重要。监测跨物种传播的高风险区域,例如牲畜、野生动物和人类相互作用的地方,不仅可以提供有关疾病在特定人群(在本例中为奶牛)中传播程度的信息,还可以让研究人员识别易感人群与它们接触的物种。

迄今为止,在受影响的奶牛场发现的几只死亡动物中已检测到 H5N1,其中包括 猫、鸟和浣熊. 。截至 2024 年 8 月, 四个人 与受感染奶牛密切接触的人检测结果呈阳性,其中一头 出现呼吸道症状. 。其他野生动物和家畜物种仍面临风险。相似的 监视工作 正在进行监测 H5N1 从家禽到人类的传播。

人类只是网络的一部分

通常用于描述跨物种传播的语言未能概括其复杂性和细微差别。鉴于整个大流行期间感染 COVID-19 的物​​种数量,许多科学家呼吁 限制溢出和回溢这两个术语的使用 因为它们描述了病原体在人类之间的传播。这表明疾病及其影响始于人类,终于人类。

将人类视为大型传播可能性网络中的一个节点可以帮助研究人员更有效地监测 COVID-19、H5N1 和其他新出现的人畜共患病。这包括系统思维 诸如此类的方法 一个健康 或行星健康 那个捕获 人类与整个环境的健康相互依存。

已获得许可: CC-BY-SA

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