人類傳染病亦危害動物健康

夏愛鴻，李昕，全娟娟，姚志鴻，徐正中，孟闖，陳祥，焦新安

揚州大學，江蘇省人獸共患病學重點實驗室/江蘇省動物重要疫病與人獸共患病防控協(xié)同創(chuàng)新中心，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全生物性危害因子(動物源)控制重點實驗室，教育部農(nóng)業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品安全國際合作聯(lián)合實驗室，江蘇 揚州 225009

當今快速運輸系統(tǒng)的發(fā)展，使得公共衛(wèi)生問題變得越來越復(fù)雜。如今，在一個地區(qū)出現(xiàn)的病原體可以在不到24 h內(nèi)就以人、動物、植物或食品攜帶的形式被輕易地運送到世界各地。如此高的機動性使得追蹤新興病原體并有針對性地設(shè)計干預(yù)措施變得異常困難。目前人們重點關(guān)注源自動物的人類傳染病，但對人類影響動物的各種傳染病關(guān)注較少。人類將病原體傳播給動物事件覆蓋各個大陸，世界范圍內(nèi)的生物安全均受到威脅。研究顯示人類能夠?qū)⒓毦?、病毒、寄生蟲、真菌傳播給動物，受影響的動物包括野生動物、畜、禽及伴侶動物等，這些病原體會導(dǎo)致不同程度的疾病發(fā)生，具體情況取決于感染的物種[1]。因此必須在這一領(lǐng)域進行科學研究，以便對新出現(xiàn)和再現(xiàn)的疾病威脅有更深入的了解。

1 人類與動物間傳播的病原體

1.1 細菌

1.1.1 結(jié)核分枝桿菌 結(jié)核病是由結(jié)核分枝桿菌(Mycobacteriumtuberculosis,M.tuberculosis)引起的一種慢性消耗性疾病。結(jié)核分枝桿菌多見于人類感染，但已有眾多的報道顯示人類能夠?qū)⒃摬【鷤鞑ソo動物，尤其是家畜，與人類密切的聯(lián)系使得其感染風險增加。Ocepek等對斯洛文尼亞首都盧布爾雅附近的一個小型養(yǎng)牛場進行了牛結(jié)核病的連續(xù)監(jiān)測[2]。在1999年5月前的檢疫中，農(nóng)場中所有牛對牛型結(jié)核菌素的皮試反應(yīng)均為陰性。隨后在2000年7月的檢疫中，他們發(fā)現(xiàn)16只牛呈現(xiàn)皮試反應(yīng)陽性。他們撲殺了3只對結(jié)核菌素具有強反應(yīng)性的牛，并成功分離到1株結(jié)核分枝桿菌。為探究其來源，他們對農(nóng)場工人的健康狀況進行了調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)一名59歲男性工人在1999年患有雙側(cè)空洞性肺結(jié)核。通過基于IS6110的限制性片段長度多態(tài)性(restriction fragment length polymorphism，RFLP)分型方法，分析了從奶牛和農(nóng)場工人體內(nèi)分離出的結(jié)核分枝桿菌以及許多與該牛場無關(guān)的菌株，結(jié)果發(fā)現(xiàn)來自奶牛和農(nóng)場工人的結(jié)核分枝桿菌分離株顯示出相同的RFLP模式，同源性達到100%。此外，在2006—2008年，Berg等對埃塞俄比亞的 32 800 頭牛進行了結(jié)核病篩查，共獲得 1 524 份可疑的結(jié)核病灶樣品。從這些樣品中分離出171株抗酸桿菌，分子分型結(jié)果顯示，這些抗酸桿菌中有8株為結(jié)核分枝桿菌，且有2個菌株屬于北京家族[3]。

寵物作為人類最親密的動物也時常遭受來自人類病原體的感染。2004年，美國田納西大學獸醫(yī)學院對一只疑似感染結(jié)核分枝桿菌的犬進行尸檢，該犬的主人是一位結(jié)核病患者，檢測結(jié)果顯示在該犬肝臟和淋巴結(jié)組織中檢測到耐酸細菌，且基于插入序列IS6110的聚合酶鏈反應(yīng)(polymerase chain reaction，PCR)結(jié)果顯示結(jié)核分枝桿菌陽性。同時該犬IS6110基因的RFLP指紋圖譜與從犬主人痰液樣本獲得分離株的指紋圖譜相符，證實它是被主人傳染致病[4]。1962—1979年，在美國紐約動物醫(yī)學中心進行尸檢的犬中，有0.05%的犬被診斷出結(jié)核分枝桿菌感染。這些犬都有與臨床結(jié)核病患者的接觸史。此外也有高原鼢鼠、大象、猩猩、鳥類等野生動物被結(jié)核分枝桿菌感染的報道[5, 6]。

1.1.2 麻風分枝桿菌 麻風分枝桿菌(Mycobacteriumleprae,M.leprae)是麻風的病原體，該病是一種慢性疾病，其特征是皮膚和神經(jīng)系統(tǒng)損傷[7]。在哥倫布發(fā)現(xiàn)美洲大陸之前，這種疾病并未出現(xiàn)在新大陸，該病是在殖民時期從歐洲和非洲引入的。在18、19世紀，斯堪的納維亞移民(Scandinavian immigrant)定居到美國的中西部，這導(dǎo)致了當?shù)乇姸嗦轱L病例的出現(xiàn)，而麻風正是當時歐洲挪威的一種主要傳染病。犰狳是美洲特有的珍稀物種，Monot等發(fā)現(xiàn)美國路易斯安那州的野生犰狳自然感染的麻風分枝桿菌屬于歐洲/北非SNP 3型毒株，表明人類將麻風分枝桿菌傳播給犰狳[8]。該動物發(fā)病癥狀與人類相似，在麻風晚期，會死于腎臟和肝臟的損傷。而相應(yīng)的，犰狳正在將麻風分枝桿菌反向傳播給人類。一名來自美國佛羅里達州中部的55歲白人于2014年被確診為麻風分枝桿菌感染，該患者未有麻風流行地區(qū)的旅行史，也未曾與麻風患者接觸。但他在過去10年中多次接觸犰狳，且有一次他開車撞死犰狳，與犰狳尸體有了親密的接觸。同樣的一名未有麻風流行地區(qū)的旅行史、也未曾與麻風患者接觸的獵人也被診斷為麻風，而該獵人在狩獵過程中曾與犰狳及其尸體有過直接接觸[9]，因此感染麻風分枝桿菌后的犰狳能夠?qū)⒉【俅蝹鞑サ饺祟悺?/p>

1.1.3 金黃色葡萄球菌 金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus，S.aureus)是一種人類病原體，與嚴重的醫(yī)院和社區(qū)獲得性感染有關(guān)。同時，金黃色葡萄球菌給全球肉雞業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟負擔[10]。為了追溯感染禽類金黃色葡萄球菌的來源，2009年Bethan等對過去54年來從4大洲8個國家分離到的57株金黃色葡萄球菌進行了多位點序列分型，研究顯示大多數(shù)從肉雞分離的金黃色葡萄球菌在大約38年前發(fā)生了一次宿主跳躍，跳躍的方向是從人到家禽，這導(dǎo)致了一種新的以鳥類為主要感染宿主的金黃色葡萄球菌株出現(xiàn)。該菌是人類ST5克隆譜系的一個亞型，該亞型是波蘭獨有的。與表現(xiàn)出強烈地理聚集性的人類ST5亞型不同，家禽ST5亞型分布在不同的大陸，與全球家禽行業(yè)分銷網(wǎng)絡(luò)廣泛傳播一致[11]。

與動物分離株不同，人源金黃色葡萄球菌分離株通常對耐青霉素酶的青霉素具有抗性，具有該抗藥性的菌株稱為耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(methicillin-resistantStaphylococcusaureus，MRSA)[12]。Seguin等從病馬中分離到MRSA，分析其生化特征和抗菌譜，結(jié)果表明這些分離株具有共同的來源。隨后又對與馬密切接觸的人員進行鼻拭子樣本采集，并成功分離到了MRSA。脈沖場凝膠電泳(pulsed field gel electrophoresis，PFGE)顯示馬分離株和人分離株起源相同，暗示著與馬密切接觸人員是其感染源。MRSA也能從人傳播到寵物中，而寵物可能會成為MRSA的儲存宿主，可再次感染易感性家庭成員[13]。Weese等從犬和它的主人中分離出MRSA，分離到的MRSA均屬于加拿大流行性MRSA-2。它是一個醫(yī)院起源的克隆，為加拿大人群中主要與社區(qū)相關(guān)的MRSA克隆，反映了MRSA-2從醫(yī)院到社區(qū)的遷移[14]。該寵物的主人先前經(jīng)過多次治療而后又反復(fù)被感染MRSA，直到寵物狗也被檢測出MRSA感染并治療結(jié)束后，反復(fù)感染的情況才消失。研究者認為這是一起人將病原體傳播給動物，動物再傳播給人類的循環(huán)事件。此外也有研究表明奶牛、馬等動物也受到來自人類MRSA的危害[15,16]。

1.1.4 腸道病原菌 人類的腸道病原菌主要包括大腸埃希菌、沙門菌、志賀菌等，它們能夠引發(fā)腹瀉、痢疾等腸道傳染病。人類對野生動物棲息地的侵占使得人類與動物接觸的頻率急劇上升，從而增加了人類將腸道病原體傳播給動物的風險。動物感染了這些腸道病原菌會誘發(fā)急性腸胃炎，并導(dǎo)致死亡。Rwego等于2005年5—8月在烏干達布恩迪國家公園收集了來自人類和山地大猩猩的大腸埃希菌，以研究棲息地重疊是否會影響人與猿之間病原體的傳播。對496株大腸埃希菌進行了基因分型和種群遺傳分析，結(jié)果顯示從棲息地與人類高度重疊的大猩猩中分離到的大腸埃希菌與人源分離株基因型高度相似，而從棲息地與人類沒有重疊的大猩猩中分離到的大腸埃希菌與人源分離株基因型相似性較低[17]。此外，Nizeyi等于1999年對烏干達布恩迪和姆加英加國家公園中山地大猩猩的糞便樣品進行了彎曲桿菌、沙門菌和志賀菌的分離，結(jié)果顯示三者的分離率分別為19%、13%和6%。彎曲桿菌、沙門菌的分離率相比較4年前增加了1倍，且首次在山地大猩猩中分離到志賀菌，這與4年來人與動物間的接觸密不可分[18]。

1.2 病毒

1.2.1 H1N1流感病毒 2009年4月，甲型流感病毒H1N1在人群中出現(xiàn)并在全球蔓延，造成了人類21世紀第1個流感的大流行。隨著該流感病毒的暴發(fā)與流行，來自不同國家關(guān)于養(yǎng)殖動物感染新型流感病毒的報道顯著增加[19]。2009年5月，加拿大艾伯塔省的一個養(yǎng)豬場確診了首個動物感染新型流感病毒病例[20]。2009—2010年，Song等從韓國豬屠宰場收集的456個豬肺組織樣本中分離到42株流感病毒，多重RT-PCR和測序結(jié)果顯示這些病毒屬于H1N1亞型。序列分析顯示所有分離株8個RNA片段中的每一個都與在人類間傳播的H1N1流感病毒具有高度同源性(約99%)。系統(tǒng)發(fā)育分析顯示來自豬的H1N1流感病毒分離株與在忠北國立大學醫(yī)院從呼吸系統(tǒng)疾病患者中分離出的H1N1流感病毒株高度相似[21]。

新型流感病毒H1N1在伴侶動物中也相繼被發(fā)現(xiàn)。Swenson等首次報道了寵物雪貂感染H1N1/2009流感病毒。雖不能最終證明人是雪貂的傳染源，但家庭成員流感檢測呈陽性，然后才出現(xiàn)寵物雪貂的感染[22]。此外雪貂在人類流感研究中被用作常規(guī)動物模型，這亦支持了人類作為雪貂流感來源的結(jié)論。在人與貓之間也觀察到了H1N1/2009 流感病毒的傳播[23]。2009年，美國愛荷華州立大學勞埃德獸醫(yī)醫(yī)學中心(Lloyd Veterinary Medical Center)收治了一只表現(xiàn)出抑郁、食欲缺乏和呼吸不暢等癥狀的貓。貓杯狀病毒、貓皰疹病毒-1和貓支原體等病原體檢測均為陰性。該貓來自單動物家庭，常在室內(nèi)活動，且當時H1N1/2009流感病毒正處于大流行，家庭成員患有呼吸道疾病，最終PCR結(jié)果顯示貓的氣管肺泡灌洗液樣品呈H1N1/2009流感病毒陽性。該結(jié)果也支持人類能夠?qū)1N1/2009流感病毒傳播到動物。

1.2.2 麻疹病毒和相關(guān)副黏病毒 麻疹病毒是麻疹的病原體。麻疹是最易傳播的傳染病之一，在疫苗問世前的20世紀60年代，它是非常常見的傳染病[24]。盡管新世界和舊世界的靈長類動物，包括瀕臨滅絕的大猿猴，都已顯示出容易受到麻疹病毒的感染，但人類仍被認為是麻疹病毒的惟一自然宿主[25]。動物感染該病毒后，除皮疹外，還可能出現(xiàn)面部紅斑、抑郁、厭食、咳嗽和呼吸困難等癥狀，甚至可能發(fā)展為結(jié)膜炎、眼瞼炎癥。1996年，Willy等對美國一家舊世界非人類靈長類動物飼養(yǎng)中心疑似感染麻疹病毒的動物(恒河猴、食蟹猴和豬尾獼猴)進行病毒和血清抗體檢測，結(jié)果顯示共102只動物感染了麻疹病毒，其中94只動物呈現(xiàn)出抗體陽性。后續(xù)調(diào)查顯示這次動物感染麻疹病毒事件與美國同時期人急性麻疹病例有關(guān)[26]。

大猿猴可通過與游客、研究人員或偷獵者密切接觸而暴露于人類病毒。1999—2006年，科特迪瓦的一個研究點觀察到幾次黑猩猩呼吸道疾病暴發(fā)。在3次涉及死亡的暴發(fā)中，平均發(fā)病率是13%，最高為19%[27]。人類偏肺病毒和呼吸道合胞病毒與麻疹病毒(副黏病毒科)有關(guān)，并且是非洲常見的呼吸系統(tǒng)疾病病原[28, 29]。在一些死去的黑猩猩中發(fā)現(xiàn)了人類偏肺病毒和呼吸道合胞病毒，系統(tǒng)發(fā)育分析顯示上述病毒來源于人類[27]。

1.2.3 皰疹病毒 盡管皰疹病毒的宿主范圍非常狹窄，但仍有跨越宿主物種壁壘和適應(yīng)新宿主的潛力。單純皰疹病毒1型(herpes simplex virus 1，HSV-1)在具有免疫能力的人中可引起相對輕度的疾病，但當它們傳播到許多非人類靈長類動物時可能致命，例如大猩猩、帕塔斯猴、疣猴和白手長臂猿等動物[30, 31]。與人一樣，大多數(shù)被HSV-1感染的動物都帶有口腔囊泡(oral vesicles)。HSV-1感染通常會有嚴重的后遺癥，如結(jié)膜炎、腦膜炎等。在動物園中已經(jīng)報道了多起動物感染HSV-1事件。在一次感染事件中，動物園中的3只白臉僧面猴表現(xiàn)出流涕、厭食、脫水、發(fā)熱、癲癇以及口腔潰瘍等癥狀。這3只病猴均在發(fā)病初期的48～96 h內(nèi)死亡，尸檢顯示口腔和食管病變、肝臟病變和腦膜腦炎，后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)感染的根源來自訪客和動物園管理員[32]。

非人類靈長類動物是許多皰疹病毒的主要宿主，人皰疹病毒1型(human herpesvirus 1，HHV-1)是可從人向非人靈長類動物傳播最典型的病毒之一。2003年Kaup等報道了一起在美國發(fā)生的普通狨感染HHV-1事件。該動物作為伴侶動物飼養(yǎng)在一個HHV-1患者的家庭中，在感染病原后表現(xiàn)出厭食、虛弱和明顯的流涎，并在出現(xiàn)癥狀的同一天死亡。通過免疫組織學和分子生物學等研究發(fā)現(xiàn)，HHV-1是其致病原因[33]。

1.2.4 嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒2型 近期嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒2型(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, SARS-CoV-2)疫情影響深遠，一般認為該病毒來源于野生動物并在人類中傳播和流行[34]。然而隨著全球檢驗檢疫的深入，越來越多的人將SARS-CoV-2傳播給動物的案例被報道。2020年3月4日香港地區(qū)報道了全球首例寵物犬低程度感染SARS-CoV-2，該寵物的主人是SARS-CoV-2確診患者，專家們認為該寵物犬很有可能是被人類傳染的[35]。3月19日香港地區(qū)又報道了1例德國狼狗感染SARS-CoV-2事件，該犬居于薄扶林一住所，其主人先前已被確診感染SARS-CoV-2[36]。Thomas等人為此專門調(diào)查了SARS-CoV-2患者家中犬的健康狀況，病毒學及血清學檢測結(jié)果均顯示有2只犬感染了SARS-CoV-2[37]。隨后，2020年3月27日，比利時報道了全球首例貓感染SARS-CoV-2案例。這只被感染的貓在主人患病1周后，表現(xiàn)出了呼吸困難、腹瀉等癥狀，其糞便中也檢出了SARS-CoV-2[38]。一項來自華中農(nóng)業(yè)大學回顧性研究檢測了疫情發(fā)生后武漢102只貓的SARS-CoV-2血清抗體，發(fā)現(xiàn)15只貓的血清呈SARS-CoV-2受體結(jié)合域抗體陽性，其中11只貓產(chǎn)生 SARS-CoV-2的特異性中和抗體，且與SARS-CoV-2感染患者親密接觸的3只貓中和抗體滴度最高。這些貓的感染可能是由于接觸SARS-CoV-2 污染的環(huán)境或喂食貓的病毒感染者引起[39]。除傳播給寵物外，還存在病毒從人傳播至野生動物的風險。美國紐約布朗克斯動物園于2020年4月5日報道了1只老虎和1只獅子被園內(nèi)1名飼養(yǎng)員傳染了SARS-CoV-2。該飼養(yǎng)員屬于無癥狀感染者，而老虎和獅子則出現(xiàn)了干咳等肺炎癥狀[40]。為了評估人類將SARS-CoV-2傳播給動物的可能性，研究人員調(diào)查了與人類密切接觸的動物對SARS-CoV-2的易感性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)SARS-CoV-2在狗、豬、雞和鴨中的復(fù)制能力很差，但在雪貂和貓中能有效復(fù)制，同時也發(fā)現(xiàn)該病毒可以通過呼吸道飛沫在貓中傳播[41]。盡管目前沒有證據(jù)表明動物能將SARS-CoV-2再傳染給人類，但在進一步了解冠狀病毒之前，SARS-CoV-2感染患者應(yīng)避免與動物的親密接觸。

1.3 真菌和寄生蟲

人類將真菌和寄生蟲傳播給動物的研究已有不少報道。1997年印度新德里的一家獸醫(yī)公共衛(wèi)生實驗室從1只大約3歲的雄性恒河猴和其27歲主人的損傷皮膚中收集了皮膚刮屑，真菌檢測顯示這只寵物猴和主人均被紅色毛癬菌感染。它是一種嗜人皮膚真菌，是引起人足癬、股癬的主要病原體之一。猴子的主人用這只猴子在新德里的農(nóng)村地區(qū)進行雜耍表演，兩者親密接觸，且該主人在猴子生病前就因紅色毛癬菌感染而患有體癬和手癬，該猴是通過直接接觸從其飼養(yǎng)者那里獲得感染[42]。Jacobs等也發(fā)現(xiàn)有許多職業(yè)使人們接觸皮膚癬菌(孢子菌和毛癬菌)，這些真菌感染以循環(huán)的方式從動物到動物、從動物到人、從人到人以及從人到動物進行傳播[43]。

人類寄生蟲傳播給動物的研究首次報道于2000年，Sleeman等對盧旺達國家火山公園中山地大猩猩的糞便樣本進行寄生蟲檢測，一共鑒定出17種體內(nèi)寄生蟲，并首次在該種群中發(fā)現(xiàn)了毛首鞭形線蟲、圓線蟲等，這些寄生蟲的主要宿主是人類，顯示這些寄生蟲是從人傳播給大猩猩[44]。最常報道的從人類向動物傳播的寄生蟲是十二指腸賈第鞭毛蟲和小隱孢子蟲，它們是引起動物水源性腹瀉疾病暴發(fā)的主要原因[45]。人類污染了水源后，家畜如牛、山羊和綿羊等接觸了含這些寄生蟲的污水而被感染。寄生蟲在水生系統(tǒng)中的存在對制訂水和食品安全預(yù)防策略至關(guān)重要[25]。

2 傳播方式

人將病原體傳播給動物的主要途徑包括[46]：① 呼吸道傳播，含有大量病原體的飛沫在患病人類呼吸、打噴嚏、咳嗽時經(jīng)過口、鼻釋放到環(huán)境中，當動物吸入一定量的含病原體的氣溶膠時，即會被感染。這種傳播主要發(fā)生在動物園、寵物飼養(yǎng)等動物與人類近距離接觸的場所。② 消化道傳播，病原體通過患病人類的排泄物、食物殘渣等傳播到動物的飲食環(huán)境中，當動物攝入了被污染的草料、未經(jīng)消毒的醫(yī)院泔水后，都可能被感染致病。③ 撕咬傳播，當動物咬傷了患病的人類時，即有可能被病原體感染，這種情況主要發(fā)生在獵人狩獵的過程中。動物感染來自人的病原體后成為新的傳染源，可將病原體再次傳播至人類和其他動物。

3 防控策略

預(yù)防和控制人類將病原體傳播給動物的關(guān)鍵是將人類、動物和環(huán)境三者聯(lián)系在一起。① 從人類角度出發(fā)，對動物從業(yè)人員(畜牧養(yǎng)殖業(yè)人員、野生動物飼養(yǎng)人員、獸醫(yī)及科研工作者等)定期進行專業(yè)技術(shù)的培訓和健康檢查[47]，患病后及時隔離與治療。加大對防疫資金的投入和對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的支持，加強對動物從業(yè)人員的管理與監(jiān)督。② 從動物角度出發(fā)，嚴厲打擊非法野生動物交易[34]，定期對動物身體狀況進行檢疫，了解畜、禽健康狀況，定期對動物進行疫苗接種。③ 從環(huán)境角度出發(fā)，降低對環(huán)境的改造幅度，避免亂砍濫伐、過度放牧、不合理開墾等行為，以減少對動物棲息地的破壞。合理化處理污水與垃圾[18]，同時對環(huán)境中的病原體進行監(jiān)測。此外，病原體檢測技術(shù)的發(fā)展也至關(guān)重要。傳統(tǒng)的病原體檢測技術(shù)，如涂片鏡檢、生化檢測、免疫試驗等耗時、耗力，PCR檢測和基因芯片檢測在面對未知微生物或混合病原體時無法進行準確鑒定。近年來，基于高通量測序的病原體檢測技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，相比較于其他檢測技術(shù)，它無需對病原體進行富集和分離，可以更加快速、高效、全面地進行檢測[48]，這為防控人類與動物間病原體的傳播提供了技術(shù)保障。

4 結(jié)語

關(guān)于人獸共患疾病的研究通常集中在動物傳播給人類的疾病,但越來越多的報道顯示人類亦會將病原體傳播給動物。動物被感染后，可能會再次將病原體傳播給人類，形成一個循環(huán)，導(dǎo)致疾病的反復(fù)復(fù)發(fā)，不利于疾病的防控與消除，嚴重危害人類和動物的健康。因此必須嚴格執(zhí)行生物安全法，建立“動物-人接觸界面”疾病監(jiān)測體系、早期綜合預(yù)警系統(tǒng)及動物從業(yè)人群的定期監(jiān)測體系。只有更好地了解病原體跨物種傳播的可能性，才能成功地保護人類、動物和生態(tài)系統(tǒng)的健康。