科学足迹出版社供稿:科学足迹出版社(SFP)
Science: Concern grows that human monkeypox outbreak will establish virus in animals outside Africa
科学: 人们越来越担心人类猴痘疫情爆发会导致这种病毒在非洲以外的动物中留存下来
新的病毒贮主可能让疫情变得常见并产生新变种
2003年5月24日,在被自己的宠物草原土拨鼠咬伤后十一天,威斯康星州的一名三岁女童成为非洲以外地区第一位确诊感染猴痘的人。两个月之后,她的父母以及美国的其他69名人士成为疑似或确诊猴痘病毒感染者,猴痘病毒是天花病毒的近亲,但天花病毒要致命的多。猴痘是非洲部分地区的地方性流行病。从加纳进口的啮齿动物感染了圈养的草原土拨鼠(北美地区的动物),当时一家德克萨斯州的动物经销商将这些动物关在一起饲养。
本次疫情导致非洲以外地区的感染人士远超过之前,截至6月7日各大洲的病例数量接近1300例,其中许多感染者是曾和同性发生过性关系的男性。但是同2003年的疫情一样,这波疫情导致研究人员担心猴痘病毒可能会长期驻留在非洲以外的野生动物体内,形成新的病毒贮主,进而可能导致这种病毒在人类中反复爆发。
目前在非洲以外地区并未发现动物贮主,但2003年美国猴痘疫情已经非常危险,一些科学家怀疑,尤其是从加纳进口的近300只动物以及面临感染风险的草原土拨鼠一直未被发现。「猴痘差一点就在北美野生动物群体中驻留下来,」加州大学洛杉矶分校的流行病学家Anne Rimoin称,Rimoin长期在刚果(金)研究这种病毒。但是,在威斯康星州和伊利诺伊州进行的野生动物调查并未发现猴痘病毒,感染者也并未将病毒传播给其他人,对于这次外来病毒爆发的担忧逐渐消失了。
北美和南美、欧洲、亚洲和澳洲在那次疫情中都出现了猴痘确诊病例,这些地区在这次也会同样幸运吗?
病毒会频繁地在人类和其他物种之间来回传播。尽管普遍认为新冠病毒是由SARS-CoV-2从蝙蝠或其他宿主传播给人类的,但作为一种「反向人畜共患病」,人类也会导致白尾鹿,水貂,猫和狗感染这种病毒。俄亥俄州的一项研究采集了360份野生鹿样本中,超过三分之一存在SARS-CoV-2抗体。在过去,当人类将鼠疫和黄热病带到新大洲时,这些病原体会分别在啮齿动物和猴类体内形成储库,然后再重新感染人类。
随着本次疫情的扩散,猴痘病毒获得了前所未有的机会在非洲以外的动物物种中驻留下来,这可能导致人类感染并且增加了更危险的病毒变种出现的几率。「非洲以外地区出现猴痘病毒动物贮主将会是一个非常可怕的情景,」亚利桑那州立大学(坦佩校区)的病毒学家Bertram Jacobs称,Jacobs的研究领域是牛痘,这种痘病毒曾被用作天花疫苗,帮助人类消灭了这种毁灭性的病毒。
许多国家的公共卫生官员建议出现猴痘病症的人不要接触宠物,直至痊愈为止。约有80%的病例出现在欧洲,欧洲食品安全局称截至5月24日并未发现宠物或野生动物感染。但是,欧洲食品安全局补充说「需要人类和动物公共卫生部门之间进行密切协作,管理面临感染风险的宠物以及预防病毒传染给野生动物。」
人类感染猴痘病毒后再将其传染给非洲境外野生动物的可能性「需要高度关注,」生态健康联盟的兽医学家William Karesh称,上周,Karesh在世界卫生组织组织的一次猴痘研究咨询会上谈及了这种可能性。他说,目前,人类感染病例较少降低了这种几率。但是,啮齿类宠物是一个特别令人担忧的问题,还有数量庞大的野生啮齿动物,啮齿动物占哺乳动物总数的40%,这些野生啮齿动物会翻找垃圾,可能会被污染过的垃圾感染。「这很有可能导致感染,」他说。
目前还未找到猴痘病毒的非洲贮主。1958年,丹麦哥本哈根的一家实验室第一次在来自亚洲的研究用猴子身上发现了这种病毒,科学家们目前认为这些猴子身上的病毒来自于一种非洲动物。自1970年刚果(金)(当时还是扎伊尔共和国)报告了第一例病例以来,所有人类感染病例都可能是被非洲动物传播的病毒感染的。
然而,目前为止,人们只在六只于非洲捕获的野生动物身上发现了这种病毒:三只西非松鼠、一只冈比亚鼠、一只鼩鼱以及一只白眉猴。猴痘病毒抗体在非洲松鼠身上最为丰富。「除了啮齿动物之外,我们对其他贮主的了解非常少,」亚利桑那州州立大学的痘病毒研究员Grant McFadden称。
但是,目前清楚的是猴痘能够感染许多其他野生动物或饲养动物。1964年,荷兰鹿特丹爆发猴痘疫情,动物园饲养的巨型食蚁兽、红毛猩猩、大猩猩、黑猩猩、一只长臂猿以及一只狨猴被感染。研究人员还刻意感染了许多实验室动物,包括兔子、仓鼠、豚鼠和鸡,但并不一定会引起病症。
对于许多病毒来说,病毒表面蛋白和宿主细胞受体之间是一种钥匙和锁的关系,这种关系决定了病毒可以感染哪些动物。例如,SARS-CoV-2的刺突蛋白会依附在血管紧张素转化酶2上,导致这种蛋白可以附着在人类、水貂、猫和许多其他物种体内的各类细胞上。但是痘病毒似乎不需要特定的宿主受体,这导致许多痘病毒能够感染各类哺乳动物细胞。埃德蒙顿阿尔伯塔大学的痘病毒研究员David Evans指出,牛痘,即天花疫苗病毒,除了能感染牛和人之外,甚至还能感染果蝇。美国国家过敏和传染病研究所的病毒学家Bernard Moss假设,一些痘病毒的表面有蛋白质,形成「疏水面」,这是一个拒水区域,可以非特异性地与亲水细胞膜结合,并启动感染过程。
但是,痘病毒是否能够复制自身并最终在某一物种中驻留下来形成贮主,这取决于它抵御宿主免疫攻击的能力。痘病毒有相当多的基因,大约有200个,大约一半会破坏宿主的免疫反应。「有些病毒跑开了,藏起来了,或者隐身了,避免直接接触免疫系统。」,McFadden说。「痘病毒大体上是站起来战斗的。」
病毒对宿主免疫系统的防御力似乎主要取决于病毒基因组周围零散分布的一种基因,这种基因可以为含有锚蛋白重复序列结构域的蛋白(目前对这种蛋白了解很少)进行编码。都含有锚蛋白重复序列的病毒蛋白具有「分子粘蝇纸」的作用,Evans称,可以依附在宿主蛋白上,应对免疫反应。「正痘病毒属具有这种锚蛋白重复序列结构,对于其中的大部分,我们并不知道其针对哪种宿主蛋白,」Evans说。「但是,对于为何其中某些病毒可以感染这些宿主,其中可能蕴含着我们了解这一问题的钥匙。」
天花病毒似乎已经失去了许多这种免疫逃避基因。天花病毒只能在人类中存活,没有动物贮主,因此,通过全球性疫苗接种可以消灭天花。猴痘病毒要更加复杂。但是,关于猴痘目前仍有许多疑问,这导致没人知道猴痘病毒是否会在非洲以外的野生动物中形成病毒储库。「其中一个问题是缺少兴趣,」美国农业部的微生物学家Lisa Hensley称,Hensley在2001年开始研究猴痘,属于一家美国陆军实验室的研究项目的一部分。
Hensley曾在国家过敏和传染病研究所和Rimoin合作研究猴痘病毒近十年,Hensley呼吁人们对于病毒的行为方式以及下一步的可能演化保持开放态度。「我们逐渐认识到这是一种值得关注的疾病,我们的了解并不像我们以为的那么多。」
文章来源:
https://www. science.org/content/art icle/concern-grows-human-monkeypox-outbreak-will-establish-virus-animals-outside-africa
以上中文翻译为译者个人对于文章的概略理解,论文传递的准确信息请参照英文原文。