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尋找致病病毒的中間宿主

來源:北京日報2020-03-11 11:03

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  作者:張田勘

  新冠肺炎疫情暴發后,研究人員一直在積極探尋病毒的源頭在哪里,可能的中間宿主是什么。我們回顧歷史上大型傳染病的病毒溯源及其傳播途徑研究,或許能提供一些啟發和借鑒。

  1.埃博拉病毒的中間宿主是鳥類或靈長類?

  1976年,埃博拉首次在扎伊爾出現,此后每隔幾年就會出來危害人類。該病的平均病死率約為50%。在以往疫情中出現的病死率從25%到90%不等。

  埃博拉出現后,科學家一直在追蹤埃博拉的自然(源頭)宿主和中間宿主。通過研究,現在能得出的比較獲認同的結論是,大蝙蝠科果蝠是埃博拉病毒的自然宿主。埃博拉是通過密切接觸到感染動物的血液、分泌物、器官或其他體液而傳到人,如在熱帶雨林中發現的患病或者死亡的鳥類、黑猩猩、大猩猩、果蝠、猴子、森林羚羊和豪豬。因此,這些動物可能是埃博拉的中間宿主。

  2003年1月英國珀杜大學研究人員桑德斯等人在《病毒學雜志》發表的研究結果認為,鳥類作為埃博拉的中間宿主“嫌疑”很大。埃博拉病毒的蛋白質外殼,在生物化學結構上與鳥類攜帶的多種逆轉錄病毒非常類似。桑德斯據此推測,埃博拉病毒與鳥類攜帶的這些病毒也許擁有共同祖先,很可能是鳥類將該病毒傳染給了人。

  而且,研究人員此前已經知道,埃博拉病毒與鳥類攜帶的一些病毒內部結構類似,而桑德斯等人的新發現進一步證明,這些病毒間同樣具有外部相似性。因此,盡管鳥類是埃博拉的中間宿主還不是確鑿無疑,但鳥類作為中間宿主具有可能性。

  但是,研究人員對加蓬、剛果(布)、扎伊爾、蘇丹、烏干達等地流行的埃博拉病毒進行的調查又發現,埃博拉的中間宿主更有可能是靈長類動物,因為這些地方的人有吃靈長類動物的習慣,也因此而染病。

  2002年8月和11月歐盟的一些研究人員在剛果(布)西北部鄰近加蓬邊境的叢林里發現一些大猩猩的尸體。經取樣化驗,證實這些大猩猩感染了埃博拉病毒,并因此而死亡。此后,當地居民由于誤食了感染埃博拉病毒的大猩猩肉而患病,同時也使得疫情擴大和蔓延。

  因此,研究人員呼吁世界衛生組織、歐盟以及剛果(布)同加蓬政府進一步合作,加強對剛果(布)流行的埃博拉病的防治,在拯救大猩猩和黑猩猩等靈長類珍稀動物的同時,防止埃博拉向人群傳播,加強對廣大居民的宣傳,尤其是告誡人們不要獵食猴子、大猩猩和黑猩猩等野生動物。

  2003年2月13日,剛果(布)衛生部部長阿蘭·莫卡在首都布拉柴維爾舉行的記者招待會上也證實,剛果(布)西盆地地區的凱來縣和姆博莫縣是埃博拉傳播重災區。該地區發生疫情初期的死者生前曾食用過病死的猴、黑猩猩、大猩猩等靈長類動物的肉。這表明,是生病的靈長類動物把埃博拉病毒傳播給人。

  因此,猴、黑猩猩、大猩猩等靈長類動物最有可能是埃博拉病毒的中間宿主。當然,鳥類也有可能是中間宿主,但是還需要更多證據。

  2.SARS病毒的中間宿主是果子貍和穿山甲?

  2003年SARS在廣東首先發生,后來蔓延到全國。之后,經過大量研究,研究人員得出了一個各方都比較認同的假說,SARS病毒是從蝙蝠,再經過一些動物,即中間宿主傳播到人身上,并引起人發病。

  在SARS暴發后不久,廣東和香港的研究人員都從野生動物市場上銷售的果子貍和餐館中的果子貍身上提取到了冠狀病毒,而且,從SARS病人、經營野生動物買賣的銷售人員、餐館中的果子貍加工人員,甚至食客身上也提取到了冠狀病毒。通過比較,果子貍身上的冠狀病毒與人身上的冠狀病毒的全基因組序列一致性達99.8%。

  這個證據表明,是果子貍把冠狀病毒傳播給了人類。但是,由于當時的研究并不深入,以為果子貍就是冠狀病毒的自然(源頭)宿主。而在后續的研究中則發現,穿山甲身上提取到的冠狀病毒與人身上提取的冠狀病毒同源,因而認為穿山甲和果子貍一樣是冠狀病毒的自然宿主。

  SARS疫情結束后,中國科學院武漢病毒研究所石正麗團隊對冠狀病毒進行了不懈的追蹤。研究團隊于2017年在美國《科學公共圖書館·病原體》雜志上報告,在云南省一個偏遠洞穴中發現攜帶SARS樣冠狀病毒的中華菊頭蝠種群,從它們體內所含病毒毒株中找到人類SARS病毒的全部基因組組分,因此認為這些毒株基因頻繁重組可能形成了人群中流行的SARS病毒。

  這個發現表明,中華菊頭蝠才是冠狀病毒的自然宿主,而果子貍和穿山甲不過是冠狀病毒的中間宿主。另一個事實是,因為這種病毒同樣能讓果子貍生病,說明果子貍與病毒難以“和諧共存”,所以果子貍不是SARS病毒在自然界的源頭。

  但是,迄今人們還是難以理解,蝙蝠身上的冠狀病毒是如何轉移到果子貍身上的。而且,針對野生和養殖果子貍的大范圍流行病學調查顯示,大部分地區的果子貍并沒有感染SARS病毒。也許,這是未來研究要解答的問題。

  3.MERS病毒的中間宿主明確為駱駝

  與2003年暴發的SARS相比,中東呼吸綜合征(MERS)冠狀病毒的中間宿主比較容易追蹤。

  從2012年9月在沙特阿拉伯發現第一例中東呼吸綜合征患者后,到2015年,全球20多個國家報告的多數確診病例為男性,患者年齡介于24歲到94歲,平均年齡為56歲。而且大多數確診病例集中于中東國家。其他國家陸續報告的中東呼吸綜合征病人也與中東有直接或間接的關系,主要是這些患者都有在中東國家旅游、工作、經商等經歷。

  近些年的調查表明,MERS病毒是從駱駝傳播到人的。這個結論得到多項研究結果支持,其中在一名2013年6月4日染上中東呼吸綜合征并于2013年11月5日去世的44歲沙特男子身上體現得最為明顯。

  2014年6月,德國波恩大學的德羅斯騰教授發表了他們的研究結果。研究人員對這名沙特死亡病例的基因檢測結果發現,這位患者是與駱駝接觸染上MERS病毒而患病的,因為從他體內分離出的MERS病毒與其農場里的駱駝身上的MERS病毒存在“相同的基因序列”。這是最好的既從流行病角度(現場確認與駱駝有親密接觸),又從生物學的基因序列檢測證明的MERS病毒來源的雙重證據。

  具體情況是,這名患者曾直接接觸駱駝的鼻腔分泌物,而且,這匹駱駝以及另外8匹該男子畜養的駱駝在與患者接觸前已經感染了MERS病毒。

  但是,研究也表明,駱駝并非是MERS病毒的最終宿主或源頭宿主,一些研究已經提出,傳播中東呼吸綜合征冠狀病毒的宿主源頭是蝙蝠。

  4.多種流感的中間宿主是豬和禽類

  追蹤流感病毒的源頭和中間宿主最有可能為追蹤新冠病毒中間宿主提供線索。

  流感也是一種人畜共患病,有時可以引起人和禽類患病,有時還可以引起人、豬和禽類患病,因此也有禽流感、豬流感和人流感的說法。

  2013年春天,H7N9禽流感在中國卷土重來,稱它為禽流感是因為最初在禽類身上發現,后來也傳播給人。

  香港大學的管軼研究小組和汕頭大學醫學院等團隊合作,在追蹤H7N9病毒的來源時,發現了一種與其平行演變的也能感染哺乳動物的禽流感病毒H7N7。這種病毒在世界其他國家出現過并導致了人患病,但是,在中國尚未出現過,而且在中國發現的H7N7病毒與以前在世界其他國家發現的H7N7病毒有所不同,尤其是這兩種病毒的源頭和中間宿主既有不同,也有交叉。

  2013年3月,H7N9禽流感出現后數周,管軼研究小組從上海周邊鳥類和家禽市場采集樣本,包括收集到雞、鴨、鵝、鴿子、鷓鴣和鵪鶉等1341只禽鳥類的咽喉和腸道拭子,以及來自鳥類市場的1006份水和糞便樣本。其中約10%的樣本測試結果為流感病毒陽性,15%為H7病毒。

  研究人員對H7N9和H7N7兩種病毒基因進行測序,并將它們與其他禽流感病毒株進行比較,發現H7N9和H7N7是H7N3及H11N9等野生歐亞水禽病毒的雜交病毒株。研究人員推測,病毒先在家鴨體內交換了基因,然后傳播到雞,在后者體內又與一種常見的雞病毒H9N2交換了基因,從而生成了H7N9和H7N7兩種禽流感病毒。引發2013年春天禽流感的病毒來自禽類,而且很多禽類既攜帶H7N7病毒也攜帶H7N9病毒。

  研究結果表明,野生水禽(如鷓鴣和鵪鶉)是各種甲型流感病毒的天然宿主,而鴨子和雞是多種流感病毒的中間宿主,也是病毒雜交的重要平臺。

  而且,2009年在北美發源的H1N1流感最初也稱為“豬流感”,說明豬既可能是H1N1流感病毒的源頭宿主,也可能是中間宿主。因此,許多致病微生物的中間宿主不只是一種動物,而是有多種動物。而且,豬型(H1N1)和禽H2N2及H3N2流感病毒能分別從豬和禽類傳給人并引起發病。

  對流感病毒起源的追蹤,可以追溯到近代由H1N1病毒引起的1918年大流感,這次大流感持續了3年,最終導致5億人感染,約5000萬至1億人死亡,當時全球人口才17億。從1918年到現在,人類經歷的所有流感,無論是H7N7、H7N9,還是H2N2、H3N2等,都被認為是H1N1重組變異的結果。

  延伸閱讀

  新冠病毒中間宿主的猜想

  世界衛生組織和學界普遍認為,新冠病毒系自然起源,是一種動物源性病毒。蝙蝠最有可能是新冠病毒的天然(源頭)宿主。但是,現在不明確的是,新冠病毒有沒有中間宿主,如果有,哪些動物是中間宿主?,F在,列入新冠病毒中間宿主懷疑對象的動物有穿山甲、果子貍、水貂、蛇、龜類等,它們都有可能是新冠病毒的中間宿主,但是,還需要深入的研究來證實。

  目前尋找新冠病毒源頭主要是利用生物學的病毒家族樹,即基因分類和變異來查找冠狀病毒的起源。蘇州系統醫學研究所和中國疾控中心等機構的研究人員分析了11例中國新冠肺炎患者體內提取的新冠病毒的120個基因組序列,再一次發現,新冠病毒的源頭宿主可能是來自2013年的中國云南省中華菊頭蝠。

  一項研究發現,新冠病毒與廣東分離出的穿山甲冠狀病毒棘突蛋白的RBD相似。由此,研究人員推測新冠病毒在演化過程中與穿山甲冠狀病毒株之間可能發生棘突蛋白RBD重組。因此推論,穿山甲可能是新冠病毒的中間宿主之一。

  暨南大學和湖北醫藥學院的一個研究團隊發現,龜類(西部錦龜、綠海龜、中華鱉)也可能是新冠病毒潛在的中間宿主,主要根據也是新冠病毒的棘突蛋白和宿主ACE2受體的組成和差異。同時,由于目前穿山甲是禁止交易的動物,而龜類沒有禁止,因此動物市場上出售龜類動物更為普遍。這表明,龜類更有可能成為現實中新冠病毒潛在的中間宿主。但是,這個結論也只是假說,還需要更多的研究來證實。

[ 責編:李貝 ]
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