病原體的傳播不是“單行道”,人類(lèi)似乎已將新冠病毒引入野鹿、水貂、圈養(yǎng)大猩猩、寵物狗和貓等其他物種,這種從人類(lèi)到動(dòng)物的疾病傳播轉(zhuǎn)移通俗地稱(chēng)為“回溢現(xiàn)象”,這種感染可能會(huì)對(duì)野生物種和人類(lèi)造成重大影響。
當(dāng)科學(xué)家考慮到微生物在動(dòng)物物種之間轉(zhuǎn)移的問(wèn)題,我們通常關(guān)注的是“溢出現(xiàn)象”——即病原體從動(dòng)物轉(zhuǎn)移到人類(lèi)。但病原體的傳播不是“單行道”,人類(lèi)似乎已將新冠病毒引入野鹿、水貂、圈養(yǎng)大猩猩、寵物狗和貓等其他物種,這種從人類(lèi)到動(dòng)物的疾病傳播轉(zhuǎn)移通俗地稱(chēng)為“回溢現(xiàn)象”,這種感染可能會(huì)對(duì)野生物種和人類(lèi)造成重大影響。
人類(lèi)將什么疾病傳播給動(dòng)物?
病毒可能是“回溢現(xiàn)象”的最佳研究實(shí)例,例如:2009年H1N1病毒引起的豬流感事件中,豬和雪貂等不同物種被人類(lèi)傳染,當(dāng)時(shí)H1N1病毒在農(nóng)村集市(流感在物種之間傳播的常見(jiàn)場(chǎng)所)上早期傳播給豬,同時(shí)雪貂飼養(yǎng)者發(fā)現(xiàn)雪貂感染該病毒。城市野生動(dòng)物也受到了影響,加拿大溫哥華市城市公園內(nèi)發(fā)現(xiàn)攜帶H1N1病毒的臭鼬。據(jù)悉,1918年流感大流行時(shí)期,人類(lèi)可能將流感病毒傳播給豬,那次流感爆發(fā)也是由于H1N1病毒傳播所致,此后該病毒在全球豬群中不斷進(jìn)化發(fā)展。
細(xì)菌是否存在回溢現(xiàn)象?
由于種種原因,細(xì)菌回溢現(xiàn)象可能比病毒回溢現(xiàn)象更常見(jiàn),細(xì)菌可以在更廣泛物種范圍內(nèi)復(fù)制,因?yàn)樗鼈兺ǔ2幌癫《灸菢有枰拗骷?xì)胞上的物種特異性受體,同時(shí),細(xì)菌可能更擅長(zhǎng)在各種動(dòng)物粘膜、皮膚或者腸道上復(fù)制,這將促進(jìn)物種之間出現(xiàn)回溢現(xiàn)象。
但由于細(xì)菌可能比病毒更容易植入宿主體,這意味著它們能在宿主體上更好地復(fù)制,但不一定會(huì)導(dǎo)致疾病——細(xì)菌傳播事件也更容易被忽略。
之前多項(xiàng)研究證實(shí)結(jié)核分支桿菌(導(dǎo)致肺結(jié)核的細(xì)菌)已回溢到動(dòng)物種群,古代時(shí)期就有大象患肺結(jié)核病的案例,這種細(xì)菌可能在大象和人類(lèi)之間反復(fù)傳播。
此外,還有二次回溢案例,麻風(fēng)病可能最初是從人類(lèi)傳播到犰狳,之后人類(lèi)通過(guò)獵殺食用犰狳再度感染麻風(fēng)病。
回溢現(xiàn)象對(duì)人類(lèi)健康產(chǎn)生怎樣影響?
當(dāng)傳染性微生物在不同種群中不斷復(fù)制時(shí),它們的進(jìn)化軌跡可能會(huì)因物種差異而不同,從而產(chǎn)生新變體,如果重新引入人體,人體免疫系統(tǒng)可能無(wú)法防御這些微生物變體。
以金黃葡萄球菌為例,該細(xì)菌可導(dǎo)致多種疾病,例如:輕微皮膚感染、肺炎、耐藥葡萄球菌感染等,金黃葡萄球菌的寄主體范圍較廣泛,包括:海豚、北美野山羊等哺乳動(dòng)物,以及一些鳥(niǎo)類(lèi)和魚(yú)類(lèi),與犰狳一樣,多項(xiàng)研究使用基因組測(cè)序重建物種從人類(lèi)到動(dòng)物再到人類(lèi)的跳躍,但對(duì)于金黃葡萄球菌而言,有一個(gè)不幸的轉(zhuǎn)折——該微生物一直在持續(xù)進(jìn)化,并在動(dòng)物體內(nèi)獲得抗生素耐藥性,當(dāng)疾病通過(guò)二次回溢再次傳播給人類(lèi)時(shí),這種疾病就更難治療。
同樣地,人體大腸桿菌可能遵循類(lèi)似的二次回溢循環(huán)傳播,在寵物和主人之間雙向傳播。在一項(xiàng)歐洲寵物家庭的研究中,研究人員對(duì)家庭飼養(yǎng)患有尿道感染、傷口感染和腹瀉的寵物進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)它們體內(nèi)存在一種叫做“O25:H4-ST131”的耐藥菌株,該菌株也存在于人類(lèi)患者。
此外,我們可能已發(fā)現(xiàn)新冠病毒的二次回溢現(xiàn)象,雖然許多科學(xué)家認(rèn)為,2021年底出現(xiàn)的奧密克戎病毒變體可能源自一位慢性感染、免疫力較低的患者,但此前在嚙齒動(dòng)物適應(yīng)的冠狀病毒譜系中發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)奧密克戎病毒變體,有可能是源自嚙齒動(dòng)物,例如:城市環(huán)境中的老鼠,通過(guò)接觸帶有病毒的污水感染人類(lèi)新冠病毒,使新冠病毒進(jìn)化成奧密克戎變體,并在人類(lèi)生活環(huán)境傳播給人類(lèi)。
對(duì)動(dòng)物健康有影響嗎?
回溢現(xiàn)象也會(huì)傷害生命力脆弱的野生動(dòng)物種群,近期發(fā)表的一篇研究報(bào)告指出一種假設(shè)——遭受病毒回溢的動(dòng)物不是較好的傳播者,而是一個(gè)可能造成大量死亡的“死角宿主”。對(duì)這些受影響的物種而言,病毒回溢現(xiàn)象對(duì)于這些種群可能是災(zāi)難性的,甚至可能使它們面臨滅絕風(fēng)險(xiǎn)。
由于科學(xué)家早已開(kāi)始監(jiān)測(cè)非洲中部極度瀕危的山地大猩猩,他們?cè)?009年發(fā)現(xiàn)了人類(lèi)偏肺病毒(HMPV)回溢現(xiàn)象,HMPV是一種呼吸道病原體,會(huì)導(dǎo)致人類(lèi)出現(xiàn)流感狀感染,研究人員在盧旺達(dá)野生動(dòng)物保護(hù)公園的一群山地大猩猩身體上發(fā)現(xiàn)HMPV感染癥狀,最終在一只死亡山地大猩猩組織樣本中檢測(cè)到HMPV病毒。雖然尚不清楚這些山地大猩猩是如何被感染的,但是尸體中的HMPV毒株與南非感染患者的組織樣本匹配,而且山地大猩猩感染該病毒死亡事件在公園中很常見(jiàn)。此外,2008年,科特迪瓦共和國(guó)死于呼吸道疾病感染的黑猩猩體內(nèi)也發(fā)現(xiàn)了人類(lèi)偏肺病毒(HMPV)和人類(lèi)呼吸道合胞病毒(HRSV)。
之后研究人員對(duì)非洲類(lèi)人猿種群的病毒回溢現(xiàn)象進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查,他們發(fā)現(xiàn)外來(lái)病毒感染會(huì)對(duì)類(lèi)人猿種群帶來(lái)毀滅性影響??茖W(xué)家建議附近游客與類(lèi)人猿保持一定距離,并且佩戴口罩,接種疫苗確保對(duì)一些疾病免疫,然而我們不知道即使這樣做是否能保護(hù)類(lèi)人猿種群。
其他病原體也會(huì)導(dǎo)致回溢現(xiàn)象嗎?
寄生蟲(chóng)和真菌也能從人體傳播至動(dòng)物,但由于這些病原體通常沒(méi)有細(xì)菌和病毒那么致命,它們對(duì)人類(lèi)構(gòu)成的影響通常被忽略,因此記錄在冊(cè)的微生物回溢現(xiàn)象較少。
寄生蟲(chóng)回溢現(xiàn)象尤其難以追蹤,寄生蟲(chóng)具有復(fù)雜的生命周期,從而降低了跨物種傳播的可能性,而且許多寄生蟲(chóng)在生存環(huán)境中較穩(wěn)定,所以人類(lèi)是否是感染源并不清晰。但是基于間接證據(jù),一些回溢現(xiàn)象表明,人類(lèi)很可能將十二指腸鞭毛蟲(chóng)(一種導(dǎo)致腹瀉和痙攣的胃腸道寄生蟲(chóng))傳播給烏干達(dá)西部的紅疣猴,研究人員在居民村莊附近的紅疣猴體內(nèi)發(fā)現(xiàn)與人類(lèi)患者體內(nèi)相似的十二指腸鞭毛蟲(chóng)。
白色念珠菌等真菌可導(dǎo)致人體出現(xiàn)多種癥狀,例如:陰道、尿道、皮膚和口腔感染,一項(xiàng)研究表明,雖然人類(lèi)病原體在野生動(dòng)物體內(nèi)非常罕見(jiàn),但它們確實(shí)存在于野生動(dòng)物體內(nèi),人與野生動(dòng)物之間的傳播方式可通過(guò)“人類(lèi)生存副產(chǎn)品”污染環(huán)境形成,例如:尿布和剩飯,此外,研究人員在寵物體內(nèi)也發(fā)現(xiàn)了人類(lèi)拾的真菌株。
我們?nèi)绾巫R(shí)別回溢現(xiàn)象?
發(fā)現(xiàn)回溢現(xiàn)象是一個(gè)金錢(qián)和運(yùn)氣的問(wèn)題,通常只有在常規(guī)監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn),例如:當(dāng)科學(xué)家密切觀察新病原體或者引入病原體導(dǎo)致聚集感染艾滋病毒、SARS病毒、新冠病毒、埃博拉病毒和其他病毒時(shí),才會(huì)觀察到病毒向人群溢出。我們很少在動(dòng)物種群中尋找人類(lèi)病原體,所以很容易忽略回溢現(xiàn)象。
當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)回溢現(xiàn)象時(shí),通常發(fā)生在我們密切監(jiān)控的動(dòng)物身體上,例如:寵物、牲畜、圈養(yǎng)動(dòng)物等,偶爾也會(huì)密切觀察瀕危物種,一般情況下,研究人員會(huì)選擇與人類(lèi)接觸最頻繁的動(dòng)物,它們最有可能被人類(lèi)攜帶的微生物感染。
此外,很難找到大量回溢現(xiàn)象的具體證據(jù),人們經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)某動(dòng)物身攜帶人類(lèi)病原體,從而推斷該病原體從人類(lèi)傳播至動(dòng)物,但由于許多病原體在環(huán)境中保持穩(wěn)定,兩個(gè)物種在發(fā)生傳播之前可能永遠(yuǎn)不會(huì)密切接觸。而且即使病原體分子類(lèi)型匹配,也不一定能確定病原體傳播方向——從人類(lèi)傳播到動(dòng)物或者從動(dòng)物傳播到人類(lèi),兩個(gè)物種甚至可能是由某未知第三來(lái)源感染的。
如果我們希望將人類(lèi)疾病傳播降至最小化,就需要更好地了解與人類(lèi)共享自然環(huán)境的生物體,雖然我們需要更深入地關(guān)注人類(lèi)是可以理解的,但這種關(guān)注最終可能會(huì)證明,對(duì)于人類(lèi)和那些共享地球的生物體都是同等重要的。
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