“狂野”病毒

“狂野”病毒

一架直升机在半空中悬挂着三只大角羊。

病毒变得疯狂

美国一项雄心勃勃的项目旨在对50多种动物进行采样,以阐明COVID-19病毒如何在人与野生动物之间传播
一架直升机将沙漠大角羊带回了它们在加州Mission Creek Preserve的栖息地,此前加州鱼类和野生动物部的一个小组从它们身上采集了鼻拭子和其他样本。 J·科恩/科学
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本文刊登于《科学》第384卷第6696期。下载PDF

加利福尼亚州的 MISSION CREEK 保护区——在荒芜的沙漠山脉脚下的一个野外实验室附近,一架直升机呼啸而来,载着一种不寻常的货物:四只沙漠大角羊,每只都装在一个袋子里,像灯笼一样悬挂在飞机的腹部。一个专门的工作人员在远处的山脊上捕获了这些动物。现在,加州鱼类和野生动物部的工作人员将绵羊从着陆坪拖到实验室,在那里他们称重,测量它们的角,对怀孕的母羊进行超声检查,夹住GPS项圈,擦拭鼻子,抽血。

2023 年 11 月的行动是长达数十年的国家监测大角羊健康状况计划的一部分。但它也促成了新的探索。这些动物的样本被送到宾夕法尼亚州立大学的疾病生态学家库尔特·范德格里夫特(Kurt Vandegrift)那里,他负责世界上最大的SARS-CoV-2野生动物监测项目之一。

其目标是了解导致COVID-19的病毒如何在北美野生动物中传播,以及它如何在动物宿主中进化。

匹兹堡大学的病毒学家兼兽医 Suresh Kuchipudi 等人计划在未来 2 年内收集和分析来自 58 种野生动物物种的 24,000 多个样本。他们将测试动物目前是否携带SARS-CoV-2或具有抗体,表明过去感染过。这不仅将阐明SARS-CoV-2对野生动物构成的威胁,还将阐明该病毒将演变成可能溢出到人类身上的新变种的风险,从而引发新的疾病激增。

两个人抱着一只大角羊,第三个人用棉签擦拭它的一个鼻孔。公羊躺着,橙色的兜帽遮住了它的眼睛。
2023 年 11 月,研究人员在加利福尼亚州的一个野外实验室擦拭沙漠大角羊。初步结果表明,一些人具有针对SARS-CoV-2的抗体。J·科恩/科学

该研究由美国农业部(USDA)提供450万美元资助,将借鉴许多现有活动。加利福尼亚州和阿拉斯加的野生动物管理项目将向范德格里夫特发送狐狸、熊、兔子、海狸和驼鹿的样本。全国各地的猎人都同意让他擦拭骡鹿、土狼、山猫和渔民,一种类似黄鼠狼的食肉动物。一家全国性害虫防治公司将提供来自10个城市的负鼠、老鼠、浣熊和臭鼬。动物康复网络将提供白尾鹿、鼩鼱、黄鼠狼和松鼠。范德格里夫特希望自己捕捉田鼠、土拨鼠、花栗鼠和豪猪。

“我认为这是一项出色而重要的工作,”普林斯顿大学的疾病生态学家安迪·多布森(Andy Dobson)说。“我们需要更好地了解COVID和其他病毒性疾病如何影响野生动物,以及是什么推动了不同地方不同物种之间的传播速度。”

众所周知,自大流行开始以来,SARS-CoV-2 已蔓延到 50 多种动物中。大多数是宠物,包括猫、狗、雪貂和仓鼠;动物园动物,包括类人猿;和养殖水貂。在野生动物中传播该病毒的报道相对较少,部分原因是监测困难且参差不齐。来自法国的一个研究小组在獾及其表亲松貂中发现了该病毒的抗体。在巴西,两只熊(一种类似浣熊的哺乳动物)被感染。有一次报告称,该病毒在印度感染了一只豹子,在塞内加尔感染了一只白犀牛

从动物到人类的“溢出”也发生了。随着病毒在水貂养殖场中肆虐,工人们也被感染,导致丹麦和荷兰扑杀了数百万只动物。2022年1月,香港市民感染了从荷兰进口的宠物仓鼠。当时,SARS-CoV-2 的 Omicron 变体占主导地位,但仓鼠带回了前 3 个月在香港未检测到的早期 Delta 变体。

引号

区分死胡同主机和放大主机非常关键。
  • 库尔特·范德格里夫特
  • 宾夕法尼亚州立大学

Vandegrift 的希望是,在许多动物和地点追踪病毒将有助于阐明哪些物种允许 SARS-CoV-2 持续存在并可能进化成可能逃避诊断、药物或人类对 SARS-CoV-2 的免疫力的新谱系。“区分死胡同宿主和扩增宿主真的很关键,”他说。“我们还没有检查几乎所有其他物种。

到目前为止,鹿是唯一已知的例子。2021 年 12 月发表在《自然》杂志上的一项具有里程碑意义的研究表明,在俄亥俄州 9 个地点的扑杀计划中,360 只白尾鹿中有 36% 感染了 SARS-CoV-2。这些动物携带三种不同的病毒谱系,表明发生了多次引入。“了解鹿身上发生的事情对于人类SARS-CoV-2的整体结果至关重要,”领导这项研究的俄亥俄州立大学兽医Andrew Bowman说。

从那时起,Bowman、Vandegrift 以及美国和加拿大的其他几位研究人员证实,SARS-CoV-2 在白尾鹿中的流行率很高,其中超过 3000 万只生活在落基山脉以东,还有 400 万只生活在西部的骡鹿。在Vandegrift和Kuchipudi帮助研究的爱荷华州的一个种群中,该病毒感染了82%的动物。一个独立的、由美国农业部资助的多大学项目,即有针对性的监测研究小组,正在美国14个地点测试鹿,并定期发布更新。(鲍曼说,奇怪的是,在北美以外,还没有任何关于野鹿感染SARS-CoV-2的报告。

几个穿着个人防护装备的人跪在雪原上的一头鹿周围。鹿侧躺着,眼睛上戴着橙色的兜帽。
明尼苏达大学的研究人员对白尾鹿的测试增加了该病毒在该物种中广泛传播的证据。托尼亚·塞勒(TONYA SEILER)/MNPRO

遗传线索显示,这种病毒继续从人类蔓延到鹿身上,但研究人员不确定如何传播。“我真的很困惑,”鲍曼说。鹿可能会在与人类密切接触时被感染 – 例如,当人们喂养它们时 – 但鲍曼指出,“大量”感染发生在很少见到人的农村鹿群中。没有令人信服的证据表明该病毒是从废弃的口罩、其他类型的垃圾或废水中传播的。范德格里夫特推测小鼠可能充当中间宿主,但他的团队对生活在感染SARS-CoV-2的鹿研究群附近的白足小鼠进行的测试结果为阴性。

更神秘的是,没有人知道为什么这种病毒在鹿之间传播得如此之好,与人类不同,鹿不会聚集在餐馆和电影院。“它们的密度不高,”与鲍曼合作的国家生物技术信息中心的进化生物学家玛莎·尼尔森(Martha Nelson)说。“它们不像牲畜,也不像家禽,也不像猪圈里的猪。他们的接触率并不足以维持传播,就像我们今天对SARS-CoV-2传播的看法一样。她说,她和鲍曼在会议上“感到非常愚蠢”,当同事们问为什么这种病毒在鹿身上持续存在时。

受感染的鹿也对人类构成风险。“这是一条双向的街道,”鲍曼说。数据库中对SARS-CoV-2序列的分析发现,马萨诸塞州有两例人类感染,北卡罗来纳州有一起,似乎来自白尾鹿。由于这些人无法识别,研究人员不知道他们是如何被感染的。但在加拿大的第三例病例中,该人被研究人员描述为“在症状出现前一周与鹿密切接触”,并且在该时间段内没有与感染者有过已知的接触。

地上有一只死负鼠。一只戴着丁腈手套的手正伸进框架擦拭鼻子。
库尔特·范德格里夫特(Kurt Vandegrift)用拭子擦拭在实验室附近发现的一只死负鼠,这是他希望测试SARS-CoV-2的58种物种之一。库尔特·范德格里夫特

今天,溢出事件可能没有那么危险,因为鹿现在携带的SARS-CoV-2毒株与感染人类的毒株相似。但鲍曼说,存在一个“长期问题”:如果病毒在鹿身上持续存在并进化30年,可能会带来更大的风险。范德格里夫特指出,动物有自己的冠状病毒,可以与SARS-CoV-2重新结合。“这可能会带来重大变化,这可能是好事,也可能是坏事,”他说。

鹿身上发生的事情也可能发生在其他物种身上,Vandegrift的调查旨在找出答案。但后续研究可能很困难。明尼苏达大学双城分校(University of Minnesota Twin Cities)的疾病生态学家梅根·克拉夫特(Meggan Craft)说,由于大流行已经过去,这种昂贵的实地工作的资金正在枯竭,他作为目标监测研究小组的一部分,用直升机诱捕白尾鹿。“我认为现在人们已经厌倦了SARS-CoV-2,并准备继续前进,”克拉夫特说。她补充说,这将是一个错误。“现在是SARS-CoV-2,但接下来会发生什么?”克拉夫特问道。

范德格里夫特希望他能在几个月内获得许多物种的数据。“小型哺乳动物的样本现在正在滚滚而来,野生动物康复中心的东西在春天大幅增加,”他说。他在阿拉斯加的合作者刚刚向他发送了16个物种的样本,包括野牛、驯鹿和山羊。“谁给57只山羊取样?!”范德格里夫特在一封电子邮件中惊叹不已。

一个数据点已经进入。那天在沙漠实验室,野生动物团队对五只大角公羊和七只母羊进行了采样。然后直升机把羊群带回山脊上,在它们被抓到的地方被释放。库奇普迪的实验室后来在两只绵羊身上发现了抗体的证据,但他们仍在进行确认性测试。如果被感染,绵羊如何或何时被感染是一个谜。“在我们了解对这些物种的真正影响之前,还有很多事情需要完成,”范德格里夫特说。“希望我们的工作可以为未来的努力提供重点。


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