人类病毒也会传染给动物——为未来流行病埋下隐患

“反向人畜共患病”可能会为下一次 COVID-19 创造合适的条件

新型冠状病毒在 2019 年末传播给人类时——能够很好地适应其新的宿主物种,以至于引发了一场大流行——这简直是打破了常规。尽管科学家估计,大约 60% 的已知人类病原体和高达 75% 的新兴疾病相关病原体起源于动物,但 成功的“溢出”仍然极其罕见。学者们认为,自然界中存在 26 万到 160 多万种动物病毒。然而,只有略多于 200 种病毒被记录到会影响人类,来自其他物种的病毒中,远不到 0.1% 的病毒“曾经引起已知的人类感染”,2019 年《PLOS Biology》杂志的一篇论文指出。

对于一种病毒来说,要从动物传播到人,然后在新的宿主中有效存活、复制和传播,必须具备许多因素——包括生态和病毒特征。近几十年来,人口增长、环境破坏工业化农业的兴起改变了所谓的人畜界面。这种变化导致了几种人畜共患病的出现,从埃博拉病毒到禽流感和猪流感,以及多种冠状病毒。

微生物的跨物种跳跃并非单向的。据报道,有几例 COVID-19 患者感染宠物狗和 的病例。4 月初,布朗克斯动物园的一只 老虎被确诊感染了该病毒(动物园的其他七只大型猫科动物也检测呈阳性)。进化遗传分析表明,在 2002-2003 年的 SARS 爆发期间,人类和小型食肉动物之间的传播是双向的。此外,在 2009 年 H1N1 甲型流感大流行期间,21 个国家报告了动物感染病例,其中大多数发生在人类疫情爆发之后。事实上,自 20 世纪 80 年代以来,研究人员记录了人类感染野生动物、伴侣动物和牲畜 各种病原体,包括病毒、真菌和细菌的病例。


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虽然这种“反向人畜共患病”有时会对动物造成严重甚至 危及生命的后果,但专家表示,它也可能对未来人类疫情爆发的可能性产生重要影响。一种新型病毒通常通过突变或两种或多种病毒同时感染宿主时交换遗传物质而出现。虽然这两种因素都在病毒进化和流行潜力中发挥作用,但后一种过程——在分节段病毒(基因组分裂成几个部分的病原体)如流感病毒中称为 重配,在非分节段病毒(如冠状病毒)中称为 重组——使得人畜共患病如此危险。

“任何时候病毒都有可能与其他病毒混合和结合,都可能导致严重问题——尤其是当它们可以在动物和人之间双向传播时,”美国疾病控制与预防中心新兴和人畜共患传染病国家中心“同一健康办公室”主任 凯西·巴顿·贝赫拉韦什说。

猪碰巧是极好的 混合容器。2009 年 H1N1 流感病毒在其传播的第一年就造成全球 151,700 至 575,400 人死亡,该病毒就溢出于动物。但该病毒包含来自四个不同来源的独立基因片段:人类、鸟类以及北美和欧亚猪。事实上,猪携带的许多病毒都来自人类。近年来,研究人员在全球各地发现了数十起独立的 案例,其中 世界 各地发生了 大流行季节性 流感病毒从人类传播到 传播 到猪群中的事件。

“我们已经发生了两次禽流感病毒传播到猪身上的事件。与此相比,我们可能已经发生了数十次,甚至数百次的人类病毒传播事件。因此,[猪流感病毒的遗传多样性] 绝大多数是人类来源的,”美国国立卫生研究院福格蒂国际中心科学家玛莎·纳尔逊说。

自 2011 年以来,含有人类来源基因的猪流感病毒已与超过 450 例人畜共患感染有关,主要发生在美国各地的农业博览会上。尽管这些特定毒株仅表现出 轻微的人际传播能力,但宿主储库中病毒的遗传多样性越高,就越有可能出现能够在人与人之间有效传播的变异株。“这有点像玩俄罗斯轮盘赌,”纳尔逊说。“我们知道这些 [病毒可以跨物种传播到] 感染人类。但这只是时间问题,直到其中一种病毒能够实现人际传播。”

在现代,人流感向猪传播已成为更大的风险因素,因为它为双向溢出提供了持续的机会。在工业化农业中,猪在区域内和各大洲之间流动,接触来自世界各地的猪病毒和人类病毒。它们通常与人类和其他猪密切接触。这些条件为病毒提供了大量的机会来找到“正确”的突变或新的基因组合,不仅可以在物种之间传播,还可以积极传播。病毒及其组成部分从人类传播到美国商业猪再到展会猪,纳尔逊说,直到它们最终在新颖的形式出现于那些一生都在照顾这些动物的人们身上:农场和饲养场工人以及青年牲畜参展商。

反向人畜共患病在多大程度上增加了大流行或更广泛的重大疫情的风险,这一点仍不太清楚。巴顿·贝赫拉韦什指出,尽管 大多数新兴人畜共患病都起源于野生动物,而不是牲畜或宠物,但人类与其他物种之间的相互作用极其复杂。“有各种各样的特征可能导致完美的风暴,从而导致疾病在动物和人之间转换,”她说。“我们确实知道,与动物及其环境的非常密切的接触为疾病在动物和人之间传播提供了更多机会。”

到目前为止,反向人畜共患病似乎并未影响 COVID-19 大流行的轨迹。与流感病毒一样,已知冠状病毒也相对容易地 从一个物种跳跃到另一个物种。SARS-CoV-2——导致 COVID-19 的病毒——已显示出其从人类传播到其他动物(尤其是猫)的能力。然而,病例很少见。有限的证据表明,猫可能能够在近距离内相互传播病毒,但科罗拉多州立大学微生物学、免疫学和病理学系教授兼主任格雷格·迪恩表示,目前没有证据表明猫可以感染人类。

尽管个人对 宠物的健康感到担忧 是可以理解的,但迪恩表示,伴侣动物不太可能成为主要的传播媒介。即使 SARS-CoV-2 能够从猫跳回人类,猫与猫之间以及人与猫之间相互作用的特殊情况也大大降低了这些传播成为问题的可能性。除了野猫群落或收容所外,大多数家猫很少处于导致病例集群分散到社区的高密度环境中。而且,与人类相比,猫更容易检测和隔离。“我们的家猫可能比我们更容易从我们这里感染 COVID-19,而不是我们从它们那里感染,”迪恩说。

然而,重新审视我们对疾病传播方式的假设将是预防未来大流行的关键。因此,许多专家正在推动 “同一健康” 方法,该方法将人类健康置于动物和环境福祉的更大背景下考虑。“我们仍然认为人类是这种清洁的、更高等级的物种,而动物是携带所有病原体的物种,”纳尔逊说。“但如果你考虑人类社会以及我们的人口密度和接触结构,我们就是病原体的温床。”

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