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Wildlife trade drives animal-to-human pathogen transmission over 40 years
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结果
结论

摘要
野生动物贸易影响着四分之一的陆生脊椎动物,并为跨物种病原体传播创造了机会,但其在塑造动物-人类病原体交流中的确切作用仍不明确。我们分析了40年的全球野生动物贸易数据,结果表明,被交易的哺乳动物与人类共享病原体的可能性是未被交易哺乳动物的1.5倍,而非法贸易和活体动物贸易会进一步加剧病原体的共享。野生动物物种的贸易时间越长,其携带的人畜共患病原体数量就越多。平均而言,一个物种每被交易10年,就会额外与人类共享一种病原体。
人类与野生动物的互动促进了寄生虫和病原体的传播( 1,2 ) ,并可能导致传染病暴发( 3,4 ),包括造成大量死亡和长期社会经济损害的流行病和大流行病( 1,5,6 )。了解哪些因素影响人畜共患病原体(包括寄生虫)在不同物种间的传播是公共卫生工作的重中之重,也是理解疾病生态学的重要途径 (1,7 ) 。
野生动物贸易是人与动物互动的一种形式,它为动物向人类传播病原体创造了机会。这种情况可能发生在贸易的各个阶段,包括捕获、繁殖、运输、储存、仓储、零售、消费和陪伴 ( 1 , 8-12 )。例如,据估计,在老挝野生动物市场购买三只芬氏松鼠( Callosciurus finlaysonii )的人,有 83%的概率会买到至少一只感染钩端螺旋体病的个体( 11 )。野生动物贸易也是人类疾病暴发的常见来源( 8 , 13 ),包括新冠肺炎疫情( 14 , 15 )。尽管狩猎和食用野生动物肉类与艾滋病大流行( 16 )和一些埃博拉疫情( 17 )等重大流行病有关,但各种野生动物的利用和贸易也会导致人类传染病暴发( 8 , 13 )。例如,炭疽感染与用于制作鼓的野生动物皮毛有关,这些鼓在音乐家之间进行交易( 18 );异宠贸易也与多起疫情暴发事件有关,包括 2003 年北美与草原犬鼠( Cynomys ludovicianus )相关的疥疮疫情( 19 )以及近期与鬃狮蜥( Pogona vitticeps )相关的沙门氏菌感染住院病例( 20 )。
近期关于宿主-病原体相互作用决定因素的研究主要集中在环境、生活史、生态和进化驱动因素上 ( 4 , 9 , 21-28 )。然而,野生动物贸易中的疾病动态,包括人与野生动物之间的传播,仍然缺乏深入研究( 1 , 29 , 30 ),以往的实证研究仅关注于量化贸易动物中人畜共患病原体的数量( 31-34 )。理论上,由于与人类频繁且密切的接触增加了病原体传播的机会( 1 , 2 ) , 贸易野生动物更有可能与人类共享病原体。这种传播可以通过人畜共患病溢出,即野生动物的病原体感染人类( 35 ),也可以通过反向人畜共患病(或人畜共患病),即病原体从人类传播回野生动物[例如,白尾鹿感染严重急性呼吸综合征冠状病毒 2 (SARS-CoV-2)]( 2 , 36 )。此外,物种交易越频繁,它们与人类共享的病原体就越多。
本文探讨了全球野生动物贸易与人类和野生动物之间病原体传播之间的联系,同时考虑了潜在的偏差和其他人为因素的影响。我们之所以将分析重点放在哺乳动物上,是因为许多人类新发传染病都起源于哺乳动物( 26 , 37 ),而且与其他脊椎动物类群相比,哺乳动物的病原体已被更深入地研究( 29 , 38 , 39 )。此外,全球野生动物贸易涉及四分之一的哺乳动物物种,它们既可以作为活体动物(例如,用于生物医学研究和作为异宠),也可以作为产品(例如,用于毛皮行业和传统医药)( 40 , 41 )。为了进行分析,我们使用了三个大型野生动物贸易数据集来评估哺乳动物物种在全球合法和非法野生动物贸易中的出现情况:濒危野生动植物种国际贸易公约(CITES)( 42 )、执法管理信息系统(LEMIS)( 43 , 44 ) 以及查获野生动物及其预期用途数据集(DSW)( 45 )。CITES 贸易数据库记录了活体动物和动物产品的合法国际野生动物贸易。该数据库覆盖全球范围,时间跨度达五十年(1975 年至今),但仅包含 CITES 列入名录的物种记录(约占所有哺乳动物物种的 13%)( 42 , 46 )。LEMIS 贸易数据库汇总了 2000 年至 2022 年间进口到美国的活体动物和动物产品的记录 ( 43 , 44 , 47 )。 尽管 LEMIS 仅限于美国进口,且涵盖的时间跨度比 CITES 贸易数据库短,但它包含了所有哺乳动物物种,因此能够提供有关 CITES 未记录物种贸易的宝贵信息。因此,我们同时使用了 CITES 和 LEMIS 来评估合法全球野生动植物贸易的分类范围(即,排除了这些数据库中报告的所有非法贸易记录)。DSW( 45 )是目前最全面的非法野生动植物查获记录汇编。它汇总了 2010 年至 2019 年间来自三个数据库的非法贸易记录:CITES、LEMIS 和 TRAFFIC( 48 )。利用 CITES、LEMIS 和 DSW 的数据,我们构建了合法和非法全球野生动植物贸易中野生哺乳动物物种的全面图景,包括活体动物和动物产品的交换(图 S1)。接下来,我们利用 CLOVER 数据库评估了已知哪些野生哺乳动物物种与人类共享病原体。CLOVER 数据库是迄今为止最大的哺乳动物-病原体关联人工整理资源库 ( 49 )。CLOVER 记录了哺乳动物与病毒、细菌、真菌、蠕虫和原生动物病原体和寄生虫之间的 300 万个关联 [参见 ( 50 ) 和表 S1 以了解更多详细描述]。
结合哺乳动物贸易和哺乳动物-病原体关联数据集,我们检验了以下问题:(i) 与非贸易哺乳动物相比,贸易哺乳动物物种是否更有可能与人类共享病原体;(ii) 非法贸易和活体动物市场是否会增加传播风险;(iii) 哺乳动物物种在全球野生动物贸易中停留的年限是否能预测其与人类共享的病原体数量。所有分析均考虑了潜在的偏差,包括系统发育非独立性、地理差异和研究投入不均,以及其他可能影响野生动物贸易与人类-野生动物病原体共享之间联系的人为因素。由于进化亲缘关系会影响病原体共享( 4 , 26 , 51 ),我们在所有模型中均使用 10 个系统发育特征向量作为协变量来控制哺乳动物物种间的系统发育非独立性[( 50 )和图 S2]。我们纳入物种的生物地理起源区域作为随机截距,以解释人畜共患病原体分布的空间变异( 7 , 52 , 53 )。由于病原体更容易在研究较为充分的物种中被检测到( 24 , 54 ),我们将研究投入指数作为协变量纳入模型[( 50 )和图 1A ]。此外,我们还考虑了作为食物食用的野生哺乳动物(即野生动物肉),因为它们更容易被交易,也更容易将病原体传播给人类( 55 , 56 )。 最后,我们考虑了伴人性(倾向于生活在人类改造的环境或附近)对人畜共患病原体与野生动物贸易之间联系的潜在影响。这种影响可能存在,因为伴人性物种由于与人类或家养物种频繁接触,更有可能与人类共享病原体( 9 , 24 , 25 , 57 ),并且由于它们比仅生活在偏远地区的物种更容易捕获( 13 , 58 , 59 ),因此更容易出现在野生动物贸易中。我们通过对野生动物贸易和宿主-病原体关联数据集进行敏感性分析(图 S3 至 S5)来检验我们研究结果的稳健性。

结果
被交易的哺乳动物更有可能将病原体传染给人类。
活体动物市场和非法贸易的作用


贸易时间可以预测人类传播的病原体数量。
贸易的其他一些尚未充分研究的属性可能也会导致病原体的跨物种传播。特别是,贸易动态的历史(不同物种之间的贸易动态差异很大( 64 , 65 ))代表了跨物种传播机会的累积集合。因此,贸易时间越长的物种,其携带的人畜共患病原体数量应该越多。为了验证这一假设,我们利用《濒危野生动植物种国际贸易公约》(CITES)贸易数据库(目前唯一关于全球野生动物贸易的长期纵向数据集( 42 ))对过去 40 年(1980 年至 2019 年)的全球野生哺乳动物贸易进行了时间序列分析。我们分析了 583 种哺乳动物的贸易记录,这些物种在 1980 年至 2019 年间至少进行过一次贸易[这些物种均列入 CITES 附录 I 或附录 II( 50 )],并计算了每种物种的贸易记录年数(以下简称“贸易时间”; 图 3A )。然后,我们使用负二项式模型检验该变量是否能预测野生哺乳动物与人类共享的病原体数量,同时像之前的分析一样,考虑系统发育、地理位置、研究力度不均、伴人状态、野生肉类使用以及物种在活体动物市场和非法贸易中的存在( 图 3A )。
正如预期,我们发现贸易时间越长,与人类共享的病原体数量就越多[标准效应 = 1.55,95% 置信区间 (95% CI) = 1.34 至 1.80; P < 0.0001; 图 3,B 和 C ;敏感性分析见 ( 50 )、表 S8 和图 S5]。基于这种统计关系,我们估计,在所考察的时期内,野生哺乳动物物种平均每参与贸易 10 年,就会与人类共享一种额外的病原体[平均值 = 9.9,95% CI = 9.3 至 10.9;计算详情见 ( 50 ) 中的公式 4]。这一发现意味着,与非贸易物种携带的病原体相比,目前尚未感染人类的贸易物种携带的病原体在不久的将来更有可能感染人类。此外,由于预计会有新的物种进入全球野生动物贸易( 40 ),更多的野生动物病原体将有机会感染人类,从而增加未来人畜共患病暴发的风险,甚至可能包括新病原体的流行和全球大流行。这些结果体现了人与野生动物病原体相互作用网络的动态特性,并与家养哺乳动物驯化时间与人类共享病原体数量之间的正相关性相吻合( 66 )。这些类似的趋势凸显了动物与人类之间持续密切的身体接触在促进跨物种病原体传播和塑造当代宿主-病原体关联方面的重要性。
与我们之前的研究结果一致,我们的模型还显示,在交易的哺乳动物中,活体动物市场中的物种与人类共享的病原体平均比仅作为产品交易的物种多 1.5 倍( P = 0.013; 图 3E 和表 S8)。此外,与我们之前侧重于人畜共患宿主状态的总体分析略有不同,我们发现非法贸易中的物种与人类共享的病原体比仅通过合法渠道交易的物种多 1.4 倍( P = 0.01; 图 3D 和表 S8)。这些模式与非法贸易和活体动物市场促进病原体跨物种传播的假设相符,尽管它们的影响比贸易时间的影响更弱且更不显著( 图 3,B 至 E ;敏感性分析见图 S5)。总体而言,这些结果支持了非法贸易和活体动物市场构成病原体溢出的高风险界面的观点( 31、61、62 ) , 但也强调了贸易频率是人畜共患病原体丰富度的更强预测指标。
讨论
尽管像我们这样的相关性研究方法无法完全厘清野生动物贸易中病原体传播的具体机制和方向,但考虑到人与动物互动的不对称性(例如,人类经常食用野生动物,而反过来却极其罕见)( 2 ),以及野生动物经常成为人类病原体的来源,而反过来则较少见( 67 ),动物向人类的传播很可能是贸易相关病原体交换的最主要驱动因素。然而,贸易中更细致的方面很可能在跨物种病原体传播中发挥着复杂的作用。例如,将多种物种饲养在同一地点(例如,养殖场或野生动物市场)可能会促进种间病原体传播( 15 , 68 ),而适当的卫生措施(例如,佩戴口罩)则可能限制这种传播( 69 , 70 )。要更详细地了解跨物种病原体传播动态,需要更精确的跨物种传播时间动态数据( 27 ),可能需要利用基因组工具来追踪物种间病原体的流动( 16 , 71-74 ) 以及跨越生态界面的病原体流动[例如,南非野生动物和家畜之间的牛分枝杆菌传播( 75 )]。 扩大对野生、圈养和家养动物种群的基因组监测( 74 , 76-78 ),结合博物馆基因组学[对历史博物馆标本基因组数据的研究( 79 , 80 )],可以进一步揭示近几十年来病原体何时以及如何感染野生和圈养动物( 81-83 )。这些数据对于评估贸易物种是否是病原体传播的高风险宿主、传播风险低的常见但终末宿主,还是轶事宿主至关重要( 84 ) 。这些知识有助于识别高风险物种,并将是完善贸易法规的关键,因为一刀切的禁令可能会削弱控制力度,甚至如果贸易转向非法渠道,还会适得其反( 85 )。
我们的研究重点关注全球范围内的物种交易,并未涵盖局部但广泛的野生动物市场,例如区域性异宠市场( 86 , 87 )。这类野生动物贸易对跨物种病原体传播的影响可能与国际贸易有所不同 , 因为它们通常遵循独特的空间模式,历史更长,且涉及不同的处理方式( 87-89 )。此外,野生动物贸易实践会因社会和文化背景而异,反映了不同社会、社会经济群体或性别之间的差异( 69 , 90-93 )。整合这些地方和社会因素需要加强国家和国际层面的能力 , 以便在野生动物贸易供应链的各个阶段(包括交易物种、贸易目的和病原体流行情况)开展调查、收集和共享信息——目前这些数据仍然分散且地域分布不均 ( 11 , 94-97 )。加强这种能力对于理解人类行为如何影响病原体通过贸易传播以及识别风险最高的人群至关重要。
结论
致谢
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