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科普作家解惑:寻找那些致病病毒的中间宿主

原标题:科普作家解惑:寻找那些致病病毒的中间宿主

新冠肺炎暴发后,研究人员一直在积极探寻病毒的源头在哪里,可能的中间宿主是什么。回顾历史上大型传染病的病毒溯源及其传播途径研究,或许能提供一些启发和借鉴。我们特约科普作家张田勘就相关问题向读者解答。

穿山甲穿山甲 

问:关于埃博拉病毒的中间宿主,科学界有什么样的研究?

答:1976年,埃博拉首次在扎伊尔出现,此后每隔几年就会出来危害人类。该病的平均病死率约为50%。在以往疫情中出现的病死率从25%到90%不等。

埃博拉出现后,科学家一直在追踪埃博拉的自然(源头)宿主和中间宿主。通过研究,现在能得出的比较获认同的结论是,大蝙蝠科果蝠是埃博拉病毒的自然宿主。埃博拉是通过密切接触到感染动物的血液、分泌物、器官或其他体液而传到人,如在热带雨林中发现的患病或者死亡的鸟类、黑猩猩、大猩猩、果蝠、猴子、森林羚羊和豪猪。因此,这些动物可能是埃博拉的中间宿主。

2003年1月英国珀杜大学研究人员桑德斯等人在《病毒学杂志》发表的研究结果认为,鸟类作为埃博拉的中间宿主“嫌疑”很大。埃博拉病毒的蛋白质外壳,在生物化学结构上与鸟类携带的多种逆转录病毒非常类似。桑德斯据此推测,埃博拉病毒与鸟类携带的这些病毒也许拥有共同祖先,很可能是鸟类将该病毒传染给了人。

而且,研究人员此前已经知道,埃博拉病毒与鸟类携带的一些病毒内部结构类似,而桑德斯等人的新发现进一步证明,这些病毒间同样具有外部相似性。因此,尽管鸟类是埃博拉的中间宿主还不是确凿无疑,但鸟类作为中间宿主具有可能性。

但是,研究人员对加蓬、刚果(布)、扎伊尔、苏丹、乌干达等地流行的埃博拉病毒进行的调查又发现,埃博拉的中间宿主更有可能是灵长类动物,因为这些地方的人有吃灵长类动物的习惯,也因此而染病。

2002年8月和11月欧盟的一些研究人员在刚果(布)西北部邻近加蓬边境的丛林里发现一些大猩猩的尸体。经取样化验,证实这些大猩猩感染了埃博拉病毒,并因此而死亡。此后,当地居民由于误食了感染埃博拉病毒的大猩猩肉而患病,同时也使得疫情扩大和蔓延。

因此,研究人员呼吁世界卫生组织、欧盟以及刚果(布)同加蓬政府进一步合作,加强对刚果(布)流行的埃博拉病的防治,在拯救大猩猩和黑猩猩等灵长目珍稀动物的同时,防止埃博拉向人群传播,加强对广大居民的宣传,尤其是告诫人们不要猎食猴子、大猩猩和黑猩猩等野生动物。

2003年2月13日,刚果(布)卫生部部长阿兰•莫卡在首都布拉柴维尔举行的记者招待会上也证实,刚果(布)西盆地地区的凯来县和姆博莫县是埃博拉传播重灾区。该地区发生疫情初期的死者生前曾食用过病死的猴、黑猩猩、大猩猩等灵长类动物的肉。这表明,是生病的灵长类动物把埃博拉传播给人。

因此,猴、黑猩猩、大猩猩等灵长类动物最有可能是埃博拉病毒的中间宿主。当然,鸟类也有可能是中间宿主,但是还需要更多证据。

黑猩猩黑猩猩  

问:当年SARS病毒的中间宿主是果子狸吗?

答:2003年SARS在广东首先发生,后来蔓延到全国。之后,经过大量研究,研究人员得出了一个各方都比较认同的假说,SARS病毒是从蝙蝠,再经过一些动物,即中间宿主传播到人身上,并引起人发病。

在SARS暴发后不久,广东和香港的研究人员都从野生动物市场上销售的果子狸和餐馆中的果子狸身上提取到了冠状病毒,而且,从SARS病人、经营野生动物买卖的销售人员、餐馆中的果子狸加工人员,甚至食客身上也提取到了冠状病毒。通过比较,果子狸身上的冠状病毒与人身上的冠状病毒的全基因组序列一致性达99.8%。

这个证据表明,是果子狸把冠状病毒传播给了人类。但是,由于当时的研究并不深入,以为果子狸就是冠状病毒的自然(源头)宿主。而在后续的研究中则发现,穿山甲身上提取到的冠状病毒与人身上提取的冠状病毒同源,因而也认为穿山甲和果子狸一样是冠状病毒的自然宿主。

SARS疫情结束后,中国科学院武汉病毒研究所石正丽团队对冠状病毒进行了不懈的追踪。研究团队于2017年在美国《科学公共图书馆•病原体》杂志上报告,在云南省一个偏远洞穴中发现携带SARS样冠状病毒的中华菊头蝠种群,从它们体内所含病毒毒株中找到人类SARS病毒的全部基因组组分,因此认为这些毒株基因频繁重组可能形成了人群中流行的SARS病毒。

这个发现表明,中华菊头蝠才是冠状病毒的自然宿主,而果子狸和穿山甲不过是冠状病毒的中间宿主。另一个事实是,因为这种病毒同样能让果子狸生病,说明果子狸与病毒难以“和谐共存”,所以果子狸不是SARS病毒在自然界的源头。

但是,迄今人们还是难以理解,蝙蝠身上的冠状病毒是如何转移到果子狸身上的。而且,针对野生和养殖果子狸的大范围流行病学调查显示,大部分地区的果子狸并没有感染SARS病毒。也许,这是未来研究要解答的问题。

果子狸果子狸

问:据说MERS病毒的中间宿主是骆驼,这个结论是怎么得出的?

答:与2003年暴发的SARS相比,中东呼吸综合征(MERS)冠状病毒的中间宿主比较容易追踪。

从2012年9月在沙特阿拉伯发现第一例中东呼吸综合征患者后,到2015年,全球20多个国家报告的多数确诊病例为男性,患者年龄介于24岁到94岁,平均年龄为56岁。而且大多数确诊病例集中于中东国家。其他国家陆续报告的中东呼吸综合征病人也与中东有直接或间接的关系,主要是这些患者都有在中东国家旅游、工作、经商等的经历。

近些年的调查表明,MERS病毒是从骆驼传播到人的。这个结论得到多项研究结果支持,其中在一名2013年6月4日染上中东呼吸综合征并于2013年11月5日去世的44岁沙特男子身上体现得最为明显。

2014年6月,德国波恩大学的德罗斯腾教授发表了他们的研究结果。研究人员对这名沙特死亡病例的基因检测结果发现,这位患者是与骆驼接触染上MERS病毒而患病的,因为从他体内分离出的MERS病毒与其农场里的骆驼身上的MERS病毒存在“相同的基因序列”。这是最好的既从流行病角度(现场确认与骆驼有亲密接触),又从生物学的基因序列检测证明的MERS病毒来源的双重证据。

具体情况是,沙特的这名患者曾直接接触骆驼的鼻腔分泌物,而且,这匹骆驼以及另外8匹该男子蓄养的骆驼在与患者接触前已经感染了MERS病毒。

但是,研究也表明,骆驼并非是MERS病毒的最终宿主或源头宿主,一些研究已经提出,传播中东呼吸综合征冠状病毒的宿主源头是蝙蝠。

骆驼骆驼  

问:流感病毒有中间宿主吗?如果有是什么?

答:追踪流感病毒的源头和中间宿主最有可能为追踪新冠病毒中间宿主提供线索。

流感也是一种人兽共患病,有时可以引起人和禽类患病,有时还可以引起人、猪和禽类患病,因此也有禽流感、猪流感和人流感的说法。

2013年春天,H7N9禽流感在中国卷土重来,称它为禽流感是因为最初在禽类身上发现,后来也传播给人。

香港大学的管轶研究小组和汕头大学医学院等团队合作,在追踪H7N9病毒的来源时,发现了一种与其平行演变的也能感染哺乳动物的禽流感病毒H7N7。这种病毒在世界其他国家出现过并导致了人患病,但是,在中国尚未出现过,而且在中国发现的H7N7病毒还与以前在世界其他国家发现的H7N7有所不同,尤其是这两种病毒的源头和中间宿主既有不同,也有交叉。

2013年3月,H7N9禽流感出现后数周,管轶的研究小组从上海周边鸟类和家禽市场采集样本,包括收集到鸡、鸭、鹅、鸽子、鹧鸪和鹌鹑等1341只禽鸟类的咽喉和肠道拭子,以及来自鸟类市场的1006份水和粪便样本。其中约10%的样本测试结果为流感病毒阳性,15%为H7病毒。

研究人员对H7N9和H7N7两种病毒基因进行测序,并将它们与其他禽流感病毒株进行比较,发现H7N9和H7N7是H7N3及H11N9等野生欧亚水禽病毒的杂交病毒株。研究人员推测,病毒先在家鸭体内交换了基因,然后传播到鸡,在后者体内又与一种常见的鸡病毒H9N2交换了基因,从而生成了H7N9和H7N7两种禽流感病毒。引发2013年春天禽流感的病毒来自禽类,而且很多禽类既携带H7N7病毒也携带H7N9病毒。

研究结果表明,野生水禽(如鹧鸪和鹌鹑)是各种甲型流感病毒的天然宿主,而鸭子和鸡是多种流感病毒的中间宿主,也是病毒杂交的重要平台。

而且,2009年在北美发源的H1N1流感最初也称为“猪流感”,说明猪既可能是H1N1流感病毒的源头宿主,也可能是中间宿主。因此,许多致病微生物的中间宿主不只是一种动物,而是有多种动物。而且,猪型(H1N1)和禽H2N2及H3N2流感病毒能分别从猪和禽类传给人并引起发病。

对流感病毒起源的追踪,可以追溯到近代由H1N1病毒引起的1918年大流感,是,这次大流感持续了3年,最终导致5亿人感染,约5000万至1亿人死亡,当时全球人口才17亿。从1918年到现在,人类经历的所有流感,无论是H7N7、H7N9,还是H2N2、H3N2等,都被认为是H1N1重组变异的结果。

鸟类鸟类  

问:关于新冠病毒的中间宿主,目前科学界有怎样的猜想?

答:世界卫生组织和学界普遍认为,新冠病毒系自然起源,是一种动物源性病毒。蝙蝠最有可能是新冠病毒的天然(源头)宿主。但是,现在不明确的是,新冠病毒有没有中间宿主,如果有,哪些动物是中间宿主。现在,列入新冠病毒中间宿主怀疑对象的动物有穿山甲、果子狸、水貂、蛇、龟类等,它们都有可能是新冠病毒的中间宿主,但是,还需要深入的研究来证实。

目前寻找新冠病毒源头主要是利用生物学的病毒家族树,即基因分类和变异来查找冠状病毒的起源。苏州系统医学研究所和中国疾控中心等机构的研究人员分析了11例中国新冠肺炎患者体内提取的新冠病毒的120个基因组序列,再一次发现,新冠病毒的源头宿主可能是来自2013年的中国云南省中华菊头蝠。

一项研究发现,新冠病毒与广东分离出的穿山甲冠状病毒棘突蛋白的RBD相似。由此,研究人员推测新冠病毒在演化过程中与穿山甲冠状病毒株之间可能发生棘突蛋白RBD重组。因此推论,穿山甲可能是新冠病毒的中间宿主之一。

暨南大学和湖北医药学院的一个研究团队发现,龟类(西部锦龟、绿海龟、中华鳖)也可能是新冠病毒潜在的中间宿主,主要根据也是新冠病毒的棘突蛋白和宿主ACE2受体的组成和差异。同时,由于目前穿山甲是禁止交易的动物,而龟类没有禁止,因此动物市场上出售龟类动物更为普遍。这表明,龟类更有可能成为现实中新冠病毒潜在的中间宿主。但是,这个结论也只是假说,还需要更多的研究来证实。

来源:北京日报