近日,有研究發現山東省和河南省35人感染了一種新型動物源性亨尼帕病毒。病毒是如何跨物種傳播的?面對“人畜共患病”,應該怎麽辦?
整理/新媒體編輯 呂冰心
新冠疫情的陰霾仍然籠罩,不時還有可感染人的新病毒闖進人們的視野。
日前,《新英格蘭醫學雜志》(NEJM)發表了一篇由中國和新加坡科學家合作的通訊論文。文中稱在中國山東和河南兩省新發現一種可感染人類的動物源性亨尼帕病毒,並將其命名爲Langya病毒(Langya henipavirus,LayV),目前已發現35名急性感染患者。
爲何來自動物的病毒會感染人類,跨物種傳播是如何實現的?面對層出不窮的“人畜共患病”,應該怎麽辦?
一種可感染人的新病毒被發現
近日,山東省和河南省發現了一種可感染人類的新型動物源性亨尼帕病毒——Langya病毒。該病毒可通過動物傳染給人類,並誘發致死性疾病,目前已發現35名急性感染患者。相關研究成果的論文日前發表在《新英格蘭醫學雜志》上。
中國軍事科學院軍事醫學研究院微生物流行病研究所劉玮教授、方立群教授,杜克-新加坡國立大學醫學院王林發教授及其他學者在該研究中指出,在對我國東部近期有動物接觸史的發熱患者的哨點監測期間,在一名患者的咽拭子樣本中發現了一種新的亨尼帕病毒,並將其命名爲Langya病毒。該病毒的毒株在系統發育樹上屬于新毒株,在進化關系上與之前在雲南省墨江縣發現的亨尼帕病毒最相關,鼩鼱可能是該病毒的天然宿主。
目前已在山東省和河南省發現35例急性感染病例,其中26例僅感染Langya病毒,未檢測到其他病原體。這26例病例的臨床症狀有發熱、乏力、咳嗽、厭食、肌痛、惡心、頭痛、嘔吐,並伴有血小板減少、白細胞減少以及肝功能受損和腎功能受損等。
亨尼帕病毒是亞太地區人畜共患病的重要新興病因之一。該病毒屬中此前已知有兩種病毒可感染人類,分別是亨德拉病毒和尼帕病毒,其天然宿主都是果蝠。兩種病毒均會引起動物和人類的嚴重疾病,被列爲生物安全四級病毒,病死率在40%至75%。
此次研究發現,不同患者之間無密切接觸史和共同暴露史,提示人群感染可能爲散發。世界衛生組織指出,一旦出現亨尼帕病毒疑似病例,應盡快實施隔離,並采取感染控制措施,立即通知公共衛生部門。目前,還沒有針對亨尼帕病毒的疫苗和治療藥物,唯一的治療方法是支持性護理,以控制並發症。
香港大學病毒學專家金冬雁接受媒體采訪時指出,亨尼帕病毒目前在境內還沒被發現存在人傳人的特性。經常與動物接觸的人士注意個人衛生,避免接觸生病的動物,可大幅度降低傳播性。
病毒是如何進行跨物種傳播的?
其實,許多攪亂人類社會的新型病原體都來源于動物世界,且全世界範圍內病毒疫情暴發似乎都符合以下模式:一種原本在動物體內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,因爲被感染者的症狀輕微,或者症狀與其他已知的疾病混淆。病原趁此機會在人群中廣泛傳播,當人們意識到疫情存在時,”危機”已然成勢。
▲常見的人畜共患病(圖片來源:維基共享資源)
能夠從其他動物傳播給人類的傳染性疾病,統稱爲”人畜共患病”(Zoonoses)。根據美國疾控中心的預測,超過3/5的已知傳染性人類疾病,和超過3/4的新發現傳染性疾病,都是從其他動物傳染給人類的。
(圖片來源:npr.com)
以病毒爲例:自然界中的病毒要在宿主中傳播、複制,打開其體內特定的蛋白質“門鎖”,就需要有一把相對應的蛋白質“鑰匙”。這種“一把鑰匙開一把鎖”的相互作用,使得多數病毒的傳播被局限在特定的宿主中。
病毒在大量複制的同時,也在批量生産可供開門的“鑰匙”,然而凡事總有例外,病毒複制的“工藝”偶爾也會出現問題,産出幾個不那麽標准的“鑰匙”——可能多了一道新齒痕,也可能少了一道齒痕。這些突變大多沒有實際影響,但例外的例外是:某些發生了突變的鑰匙,恰巧能夠打開另一個新宿主物種的蛋白質“門鎖”。
如果揣著突變“鑰匙”的病毒感染了全新的物種,並在其內部進行連續傳播,這一過程就被稱爲病毒的“溢出”現象。在這個過程中,是基因突變的發生,讓病毒克服了物種之間的障礙,實現了跨物種的傳播。這也讓一些動物傳染病變爲人畜共患病成爲可能。
另一方面,病原體的跨物種傳播也並非“單行道”。人類不僅會被來自動物的病原傳染,也會將自身的疾病傳染給動物,這一過程稱爲病原體的“回溢”(spillback)現象。在這個過程中,受到人類感染的動物可能成爲新的生物反應器——病原體爲了適應新宿主,會積累更多的變異。當“二次溢出”現象發生時,這些“改頭換面”的病原體又可能打人類個措手不及……
(圖片來源:nyt.com)
“跨物種傳播發生後,病毒通常能夠快速地適應新宿主。”美國科羅拉多州立大學的免疫學和病理學系助理研究員西蒙娜·克拉伯格表示,這種反複的傳播“可能進一步加速病毒的演化,並導致更多新毒株出現。”
人畜共患病爲什麽可怕?
令人擔憂的是,人畜共患病總有新的方式讓人們措手不及:其中不僅有被發現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對,例如産生多重耐藥性的細菌。
▲近年引起關注的國際公共衛生事件,多爲病毒類人畜共患病(圖片來源:cgtn.com,businessinsider.com)
人畜共患病對動物宿主的殺傷力也不是一成不變的。以禽流感爲例,疫病暴發時,某些受感染的鳥類會大量病死,而另一些物種的鳥類則不受影響。這取決于生物體內的免疫系統能否識別病原並發動攻擊,以及免疫反應是否過于強烈。另一方面,一些寄生蟲在動物宿主體內還是幼體階段,影響並不顯著,傳染到人類體內才完全成熟,並構成健康威脅。
也就是說,每次人畜共患病疫情的暴發都是一次警告,提醒我們始終處在未知傳染病的威脅之下。如果人類繼續在疫情結束後”好了傷疤忘了疼”,總有一天,某種致死率和傳染性同時很高的疫病會讓我們措手不及。
世界人口的增長,以及人類對自然資源越來越密集的開采,意味著我們與野生動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境中有了新的機會。隨著全球化和人類擴張的趨勢,肉眼不可見的小小微生物和它們的宿主如今可以日行萬裏,被更加頻繁地帶到全新地方,隨時引爆下一場”瘟疫”。
跟蹤病原體的自然宿主
在應對人畜共患病的時候,科學家會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,則設置對應的公共衛生政策來預防疾病也變得沒有針對性。50%的食肉動物都是已知病原體的自然宿主,非人靈長類動物中,20%是自然宿主,在齧齒類和蝙蝠群體中,大約10%是自然宿主。
▲病原體一旦從野生動物傳播給馴化動物並大量擴增,傳播給人類的幾率就會大大增加(圖片來源:thelancet.com)
經過科學家的努力,許多病原體的自然宿主已經被找到。例如,狂犬病毒會潛伏在各種哺乳動物體內;拉沙熱病毒、漢他病毒在齧齒動物體內;造成萊姆病的伯氏疏螺旋體則廣泛存在于蜱蟲、綿羊、鹿、齧齒動物等小型哺乳動物體內。
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的一座金礦中的埃及果蝠體內分離出了馬爾堡病毒。5年後,另一群科學家在烏幹達一處國家公園的洞穴中,發現其中2.5%的埃及果蝠攜帶馬爾堡病毒。
不過,即便科學家成功確認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,科學家一直認爲納塔柔毛鼠是拉沙熱病毒的唯一自然宿主⸺它們進入人家偷米吃,並在家中遺留尿液或鼠糞,人們在接觸這些排泄物或吸入空氣中懸浮的病毒顆粒後,就會感染。被感染的人會出現發熱、頭痛、嘔吐、肌肉痛等症狀,有些人會永久失聰或死亡。當地人爲了阻擊疫情,盡量將食物儲存在防鼠容器中,也不在家中留下廚余垃圾,但拉沙熱隨後每年還是會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,才有德國科學家團隊在尼日利亞、幾內亞發現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性顯著不同,因此潛在的傳播途徑也並不一致。
被感染動物的免疫系統特征,也對傳播有影響,例如,齧齒動物體內,調節T細胞會減少效應T細胞對漢他病毒感染的攻擊,因此漢他病毒可以在齧齒動物體內不斷擴增,直到有機會感染另一種宿主(如人類)。又如感染了人類免疫缺陷病毒(HIV)的人類,體內會産生較多的T細胞和幹擾素,而感染猴免疫缺陷病毒(SIV)的白頂白眉猴,免疫反應則沒有這麽強烈,這讓SIV病毒有了更多擴增和感染新宿主的機會。
各自安好,才是“晴天”
近年來,動物疾病感染人類的事件正在變得愈發頻繁,越來越多新型流行病都帶著“人畜共患疾病”的標簽。針對這種趨勢,倫敦大學學院生態系統與人類健康相互作用專家凱特·瓊斯做了一項分析,她統計了1960-2004年期間新出現的335種疾病,發現其中60.3%的疾病爲人畜共患類疾病,71.8%的疾病源于野生動物,且這些比例呈逐年上升趨勢。
《自然》雜志此前發表的一項研究指出:受全球氣候變化的影響,越來越多的動物物種被迫離開自己的棲息地進入新的環境,而這種遷徙也將同步移動它們的寄生蟲和病原體。科學家預測,未來50年間,全新的跨物種接觸概率將翻一番,尤其是在物種繁多的非洲、亞洲以及熱帶地區,後者或會成爲更多動物病毒“溢出”的可怕疫病“搖籃”。
“越來越多的證據都在說明,未來幾十年,世界不僅會變得更熱,而且還會有更多疾病。”美國喬治敦大學的疾病生態學家格雷戈裏·阿爾伯裏說。作爲上述《自然》研究的主要作者,他認爲全球加強對動物疾病以及人畜共患類疾病的監控已是迫在眉睫:“人類沒有多少時間可以浪費了。”
▲美國和加拿大的白尾鹿被發現感染新冠病毒。已知會感染新冠病毒的動物大多都是寵物或圈養動物,對這些染疫動物進行檢測和隔離相對比較容易。衛生專家表示,真正的威脅來自于野生動物(圖片來源:nature.com)
令人遺憾的是,相比對溢出現象的研究,人們對回溢現象嚴重性的關注卻不夠。很長一段時間裏,“人本位”的思維方式,決定了人類不會太關注動物中發生的疫病。爲數不多的相關研究,也主要集中于靈長類動物、大型圈養動物、瀕危物種以及家養的寵物等,對野生動物疾病的長期科學監測相對匮乏。另一方面,研究病原體“從人到動物”回溢現象産生的連鎖反應、對動物病原體進行基因測序等,目前也仍屬于較冷門的研究。
回溢不僅可能造成“二次溢出”,危及人類健康,那些受回溢波及的野生動物種群(尤其是較爲脆弱的野生種群),面臨的風險可能更大,有時甚至是災難性的。
舉例來說,目前全球僅剩1000余只的山地大猩猩,是一種瀕臨滅絕的珍稀物種。爲了更好地保護這個瀕危種群,一些科學家對其保持著長期科學監測。2009年,人們驚訝地發現,盧旺達野生動物保護公園的一群山地大猩猩出現了人類偏肺病毒(hMPV)感染症狀,在一只死亡的大猩猩組織樣本中,還檢測到了hMPV病毒,且與南非某感染患者的組織樣本匹配。
作爲一種呼吸道病原體,hMPV一般情況下只會導致人類出現流感狀感染,但病毒發生回溢後,著實對山地大猩猩的健康與生存造成了嚴重威脅。在發生疫情的公園,山地大猩猩感染hMPV病毒死亡的事件時有發生。
(圖片來源:vox.com)
人類不是獨立的生命體,我們身邊的生態環境與人類健康息息相關、無法割裂。隨著全球氣候變化的加劇,越來越多物種被迫成爲“氣候移民”,有些曾經“老死不相往來”而免于互相傷害的物種,也將碰撞出新的“危險關系”。大自然的“盲盒”下一次又會開出什麽“新驚喜”?沒有人知道答案,也沒有人想要知道。
(內容綜合自北京科技報、健康報、界面新聞等)
出品:科普中央廚房
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