虽然 COVID-19 已经在大部分人群中传播,但 SARS-CoV-2 病毒也出现在其他哺乳动物中。这导致了许多问题:这些动物是否会成为新变种出现并感染人类的​​宿主?动物监测能否在它们出现在人类身上之前识别出新的变异?COVID-19 对非人类动物有多危险?

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“有证据表明,在鹿、在美国和其他国家为毛皮而饲养的小型哺乳动物以及啮齿动物中传播,所以现在真的任何哺乳动物都是可疑的。我们需要知道哪些变体在野生水库环境中的动物之间传播,以及这对病毒的适应和未来重新出现在人群中的风险意味着什么,”VMD 研究员 Christine Johnson 说,美国加利福尼亚州戴维斯加州大学戴维斯分校 (UC Davis) 的 One Health Institute 流行病学和生态系统健康教授、疾病动力学中心主任(图 1)。她还领导加州大学戴维斯分校的多机构新兴传染病情报中心。

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“我认为,对于当前的 SARS-CoV-2 大流行,开始采取一些(在人类方面)正在发生的创新并将其带入动物健康领域是绝对必要的,这样我们就可以追踪了解这次动物大流行的过程,并更好地了解接下来会发生什么,”约翰逊断言。

病毒往复

多项研究和报告支持约翰逊对非人类哺乳动物感染程度的评估,例如:

  • 调查显示,在白尾鹿样本中存在 SARS-CoV-2 病毒或其抗体的比例很高(例如,密歇根州为 67%,爱荷华州为 33%)[1]、[2],一项研究指出这些发现“对 SARS-CoV-2 大流行的长期持续存在重要影响”。
  • 许多国家养殖水貂感染的报告,以及潜在危险变异和水貂人际传播的鉴定[3],[4]。
  • 在人类 COVID-19 爆发后,香港最近扑杀的仓鼠与宠物店的啮齿动物有关 [5]。
  • 科罗拉多州立大学 (CSU) 的研究 [6]-[8] 确定宠物猫和野生动物,如鹿鼠、浓尾林鼠和条纹臭鼬,易受感染,因此提供了“人类与野生动物相互作用的证据”可能导致 SARS-CoV-2 的持续传播。” 此外,家猫研究指出,这些动物从感染中迅速恢复,但也能抵抗再感染,这表明它们可能是开发人类疫苗的模式生物。

此类研究引发了人们的担忧,即该病毒可能会在受感染的动物种群中传播,可能会积累可能增强传播性和/或毒力的突变,然后作为危险的、可能逃避疫苗的变体返回给人类。

约翰逊说,截至 2022 年 1 月,只有养殖水貂和宠物店仓鼠被确定为将 SARS-CoV-2 传播给人类,但这并不一定意味着它们是唯一能够这样做的物种。她说,这是因为与许多国家发生的大量人际传播相比,动物对人的传播只是杯水车薪。“香港没有持续的人与人之间的传播,所以当他们有一组 COVID-19 病例时,这是非常不寻常的,他们能够将其追踪到一家宠物店,然后追踪到仓鼠。但在美国或其他存在重大人际传播的国家,很难知道这种动物对人的传播。”

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科罗拉多州立大学兽医和传染病研究员、DVM 博士 Angela Bosco-Lauth 补充说,广泛的人与人之间的传播也使得人类产生的突变和变异比从动物传染给人类的人更令人担忧。领导了上述家养和野生哺乳动物的研究(图 2 和图 3)。尽管如此,她补充说:“这是一种我们不能忽视的恐惧,因为 SARS-CoV-2 和 SARS-CoV-1 可能来自动物突变,中东呼吸综合征冠状病毒 (MERS-CoV) 也是如此。 ”

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约翰逊说:“我们都非常关注人类方面,这是正确的,但我们也需要了解动物健康的组成部分,我们处于希望将部分努力和精力转向的最前沿研究潜在的野生动物宿主,以便我们了解 SARS-CoV-2 大流行的未来轨迹。”

研究者希望

约翰逊说,除了提供对当前大流行的洞察力之外,更好地了解动物物种内的传播和种间传播(统称为溢出)可以帮助为下一次人类大流行做准备,而这正是生物医学研究人员可以运用他们的技能的地方.

“我们需要利用工程师和计算机科学家在生物医学和数据方面带来的创造力和独创性,并在它们引起大流行之前,利用它在溢出点寻找新出现的传染病,”她说。例如,她指出,冠状病毒不仅是自然界中一些最常见和流行的病毒,而且它们还具有重组能力,这为制造新威胁提供了机会。

她补充说,随着持续溢出以及新病原体的出现,对动物-人界面的检查可能会揭示有关出现因素和病毒特征的重要信息,这些信息可能会为诊断、治疗或疫苗技术的发展提供信息。

Bosco-Lauth 希望今天对 SARS-CoV-2 研究的高度重视将导致野生动物监测的增加,包括开发血清库或其他样本库,这些样本可以作为追溯新出现病原体的起源的时间。“拥有这些信息,或者至少可以访问这些样本,真的很重要,”她说。

约翰逊指出,跨学科的贡献对于这些努力至关重要,包括一种新的 开源网络工具spillover.global ,该工具根据病原体的溢出风险对病原体进行排名,他是美国国际开发署 (USAID) 下开发该工具的团队的一员。预测项目 [8]。

不同领域的研究人员之间的合作并不总是那么容易,但约翰逊坚持认为他们的努力是值得的。“我必须了解工程师需要从合作中获得什么,是什么让合作对他们有用,我说话的方式中哪一部分根据他们的纪律和专业知识不容易理解,以及我如何适应这样我们真正从一开始就在高层次上交谈……反之亦然,所以我们需要弄清楚一些事情,”她说。“话又说回来,我没有像现在这样与工程师和计算机科学家在一起,我们看到了一股创新的浪潮,我希望我们能够驾驭未来这个领域需要发生的事情。这真的很了不起。”

参考资料

  1. U.S. Department of Agriculture’s Animal and Plant Health Inspection Service, “Questions and answers: Results of study on SARS-CoV-2 in white-tailed deer,” bulletin APHIS 11-55-014, Aug. 2021.Accessed: Feb. 21, 2022. [Online]. Available: https://www.aphis.usda.gov/animal_health/one_health/downloads/qa-covid-white-tailed-deer-study.pdf.
  2. S. V. Kuchipudi et al., “Multiple spillovers from humans and onward transmission of SARS-CoV-2 in white-tailed deer,” PNAS, vol. 119, no. 6, p. e2121644119, Feb. 2022. Accessed: Feb. 21, 2022. [Online]. Available: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35078920/
  3. K. Sharun, R. Tiwari, S. Natesan, and K. Dhama, “SARS-CoV-2 infection in farmed minks, associated zoonotic concerns, and importance of the one health approach during the ongoing COVID-19 pandemic,” Vet. Quart., vol. 41, no. 1, pp. 50–60, Jan. 2021.
  4. C. A. Devaux, L. Pinault, J. Delerce, D. Raoult, A. Levasseur, and R. Frutos, “Spread of mink SARS-CoV-2 variants in humans: A model of sarbecovirus interspecies evolution,” Frontiers Microbiol., vol. 12,
    p. 675528. Sep. 2021. Accessed: Feb. 21, 2022. [Online]. Available: https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.675528
  5. J. Pang and T. Siu, “Hong Kong to cull 2,000 hamsters after COVID-19 outbreak,” Reuters, Jan. 18, 2022. Accessed: Feb. 21, 2021. [Online]. Available: https://www.reuters.com/world/china/hong-kong-orders-hamster-cull-after-covid-19-hits-pets-2022-01-18/
  6. A. M. Bosco-Lauth et al., “Experimental infection of domestic dogs and cats with SARS-CoV-2: Pathogenesis, transmission, and response to reexposure in cats,” PNAS, vol. 117, no. 42, pp. 26382–26388, Oct. 2020.
  7. A. M. Bosco-Lauth et al., “Peridomestic mammal susceptibility to severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 infection,” Emerg. Infectious Diseases, vol. 27, no. 8, pp. 2073–2080, Aug. 2021.
  8. Z. L. Grange et al., “Ranking the risk of animal-to-human spillover for newly discovered viruses,” PNAS, vol. 118, no. 15, p. e2002324118, Apr. 2021. Accessed: Feb. 21, 2022. [Online]. Available: https://www.pnas.org/content/118/15/e2002324118 [9] A. M. Bosco-Lauth et al., “Susceptibility of livestock to SARS-CoV-2 infection,” Emerg. Microbes Infections, vol. 10, no. 1, pp. 2199–2201, Dec. 2021.

via The Engineering in Medicine and Biology Society (EMBS)