新型冠狀病毒感染伴侶動物的概況

謝 禮，張 婧，安 微，楊 苗，鄭 晶，嚴玉寶，陳世界 ，陳瑛琪，鄭 巧，林 華

(1.成都海關(guān)技術(shù)中心，四川 成都 610041 ； 2. 中華人民共和國成都海關(guān)，四川 成都 610041)

由嚴重急性呼吸系統(tǒng)綜合癥冠狀病毒2型(Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)引起的新型冠狀病毒病(Coronavirus disease 2019,COVID-19)對全人類的健康造成了嚴重威脅。除人類以外，動物感染SARS-CoV-2的情況也不斷被發(fā)現(xiàn)，包括與人類活動密切相關(guān)的犬、貓等伴侶動物[1-3]。本文結(jié)合該領(lǐng)域的最新研究和報道，以犬、貓為重點，概括了伴侶動物感染SARS-CoV-2的情況和機制，以便為下一步研究提供一些思路。

1 犬的感染狀況

寵物犬最早被證實感染SARS-CoV-2是在2020年2月，香港漁農(nóng)自然護理署報道了相關(guān)情況[4]。來自COVID-19確診病例家庭的15只犬中有2只感染了SARS-CoV-2。其中1只是17歲的絕育雄性博美犬，從它的鼻腔拭子中檢測到了SARS-CoV-2核酸；另1只是2.5歲的雄性德國牧羊犬，被2次檢出SARS-CoV-2核酸，并從其鼻腔和口腔拭子中分離到病毒。從這2只犬獲得的病毒基因序列與其各自相關(guān)的人類病例中得到的病毒基因序列相同，證實了犬能夠感染SARS-CoV-2，但是這2只犬在隔離期間均沒有表現(xiàn)出明顯癥狀[1]。之后，寵物犬感染SARS-CoV-2的情況被陸續(xù)報道，且病例都與接觸COVID-19人類患者有關(guān)[5-7]。另外，犬血清中也檢測到了SARS-CoV-2抗體：在意大利疫情暴發(fā)期間，451只犬中有15只(3.3%)犬的血清檢測到了SARS-CoV-2中和抗體[8]；克羅地亞的一項調(diào)查顯示，172只犬中有13只(7.6%)血清ELISA檢測呈陽性[9]；在美國，通過病毒中和試驗發(fā)現(xiàn)，59只犬中有11.9%的犬血清呈SARS-CoV-2中和抗體陽性[10]。然而，這些抗體檢測呈陽性的動物在采樣時都沒有出現(xiàn)呼吸道癥狀。從以上報道可以看到，犬接觸過COVID-19人類患者后會受到SARS-CoV-2攻擊，病毒能夠在犬體內(nèi)增殖，但是幾乎不導(dǎo)致臨床癥狀。

2 貓的感染狀況

貓感染SARS-CoV-2幾乎與犬感染SARS-CoV-2同時被報道。2020年3月18日，比利時列日大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院在1只出現(xiàn)消化道和呼吸道癥狀的貓的糞便和嘔吐物中檢測到了SARS-CoV-2核酸，貓主人曾于1周前確診COVID-19[11]。此后，全球范圍內(nèi)陸續(xù)出現(xiàn)貓感染SARS-CoV-2的報道，一些報道中被感染的貓有呼吸道癥狀[12]，而另一些報道中被感染的貓并沒有明顯的臨床癥狀[13]。除核酸檢測外，有研究采用血清學(xué)方法調(diào)查了武漢COVID-19暴發(fā)期間貓產(chǎn)生SARS-CoV-2抗體的情況，結(jié)果顯示，102份貓血清中有15份(14.7%)基于SARS-CoV-2刺突蛋白受體結(jié)合域(Receptor-binding domain,RBD)的抗體檢測呈陽性，且有11份(10.8%)具有中和抗體[14]。還有研究發(fā)現(xiàn)，在COVID-19大流行期間，寵物貓血清中基于SARS-CoV-2 N蛋白和SARS-CoV-2 RBD的特異性抗體陽性率分別為8%和3%，相比之下，同時期寵物犬中只檢測到針對SARS-CoV-2 N蛋白的抗體，且抗體陽性率僅為1%[15]。從這些報道來看，在自然狀態(tài)下人類可以將SARS-CoV-2傳播給貓和犬，貓比犬易感，且更容易產(chǎn)生抗體和出現(xiàn)臨床癥狀，有的貓感染SARS-CoV-2后甚至能夠排出病毒[11]。但是目前還沒有明確證據(jù)表明貓能將SARS-CoV-2直接傳播給人類。

3 犬貓的易感性

3.1 SARS-CoV-2入侵機體機制 在研究SARS-CoV-2感染機制的過程中科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，SARS-CoV-2的基因序列在自然界中與蝙蝠冠狀病毒RaTG13最為接近[16-18]，其感染機制與同為β冠狀病毒屬的SARS-CoV類似[19]。SARS-CoV-2刺突蛋白RBD通過識別血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2(Angiotensin converting enzyme-2,ACE2)受體并與之結(jié)合，從而介導(dǎo)病毒進入細胞內(nèi)[20-21]，許多動物包括靈長類、兔、馬、穿山甲、大多數(shù)食肉動物(犬、貓、狐貍)及大多數(shù)偶蹄動物(豬、駱駝、牛、山羊和綿羊)的ACE2都可以與SARS-CoV-2 刺突蛋白RBD相結(jié)合[22]。犬ACE2與SARS-CoV-2 刺突蛋白復(fù)合物(RBD/dACE2)和人類的復(fù)合物(RBD/hACE2)結(jié)構(gòu)非常相似，但是由于dACE2與hACE2存在差異，其初級序列同源性為83.88%，這2種復(fù)合物的相互作用界面也因此有所不同：RBD/dACE2 作用界面中的接觸原子、殘基、氫鍵的數(shù)量略少于RBD/hACE2，從而造成dACE2對RBD的親和力比hACE2低6.65倍[23]?？赡芤虼藢?dǎo)致了犬對SARS-CoV-2的易感性比人類低。有學(xué)者通過全原子分子動力學(xué)模擬，研究了SARS-CoV-2 RBD與人類、犬、貓ACE2的蛋白結(jié)合能量、蛋白之間的動態(tài)相關(guān)性、ACE2殘基變化對其與RBD親和力的影響，結(jié)果表明人類ACE2與RBD的結(jié)合作用最強，貓次之，犬最弱[24]。由于ACE2蛋白序列在物種之間存在差異，因此SARS-CoV-2刺突蛋白結(jié)合不同物種ACE2的能力差異可能決定了不同物種對SARS-CoV-2的易感性。另外研究者還發(fā)現(xiàn)，自然發(fā)生的復(fù)合物作用界面殘基突變可顯著改變ACE2對RBD的親和力，特別是N501Y殘基突變，可能成為SARS-CoV-2適應(yīng)各類物種并獲得更廣泛宿主的途徑之一[23]。

3.2 SARS-CoV-2感染犬貓研究 關(guān)于犬感染SARS-CoV-2的研究表明，犬對SARS-CoV-2的易感性較差，鼻內(nèi)接種病毒后，犬沒有臨床癥狀，不會傳播病毒，除直腸拭子外其他器官或組織均未檢測到病毒核酸[3]。貓感染SARS-CoV-2的動物模型則有更多發(fā)現(xiàn)：在7只亞成年家貓(6～9月齡)鼻內(nèi)接種105PFU人源SARS-CoV-2病毒分離株CTan-H，感染不同時間段后將其安樂死，從貓的軟腭、扁桃體、氣管、肺、小腸等組織中檢測到了病毒核酸，同時在糞便樣品中也檢測到了病毒核酸；為了監(jiān)測呼吸道飛沫傳播，每只接種了病毒的貓的旁邊籠子里都放了1只未接種病毒的貓，第3天在后者的糞便里檢測出了病毒核酸，該研究結(jié)果表明，SARS-CoV-2可以在貓身上有效復(fù)制，同時還揭示了病毒可以通過空氣途徑在貓之間傳播[3]。貓在接種SARS-CoV-2后，呼吸道呈現(xiàn)不同程度的水腫、變色、充血和肺不張等病理變化，組織學(xué)上的病變僅限于上、下呼吸道(喉、氣管、肺的主支氣管、葉支氣管和節(jié)段支氣管)，病理表現(xiàn)為多灶性淋巴細胞和中性粒細胞性氣管-支氣管炎[25]。另外，貓感染SARS-CoV-2后能產(chǎn)生強大的中和抗體，可以防止二次感染[26]。這些試驗中的貓都沒有表現(xiàn)出明顯的臨床癥狀，但是部分組織出現(xiàn)了病理變化，進一步證實了貓容易受到SARS-CoV-2的感染。值得關(guān)注的是，除犬貓外，水貂感染SARS-CoV-2的情況似乎更為嚴重[27]。

4 流行病學(xué)意義

SARS-CoV-2作為冠狀病毒屬的一員，具有RNA病毒的很多特性：突變率高，產(chǎn)生新毒株快，能夠適應(yīng)廣泛宿主等。目前看來，伴侶動物會感染SARS-CoV-2，且在試驗條件下貓感染后能傳染給其他個體，犬的易感性相對較弱，但世界動物衛(wèi)生組織(World Organisation for Animal Health,OIE)已經(jīng)將犬對SARS-CoV-2的易感性上調(diào)至高度易感(與貓一致)[28]。盡管這樣，SARS-CoV-2在伴侶動物中的傳播并沒有像在人際間那樣持續(xù)擴散，并且病毒在動物之間的連續(xù)傳代可能會被自然減弱。雖然至今沒有明確證據(jù)表明SARS-CoV-2可以從伴侶動物傳染至人類，但最近有病例報告發(fā)現(xiàn)泰國1名獸醫(yī)在接觸COVID-19患者的貓后被診斷感染SARS-CoV-2，疑似SARS-CoV-2通過寵物主人傳播給貓再傳播給獸醫(yī)[29]，另外還有報道介紹了水貂從人類感染SARS-CoV-2后可以再傳播回人類的情況[30]。伴侶動物因與人類活動聯(lián)系緊密，是人獸共患病交叉?zhèn)鞑サ囊粋€風險因素。2016年，紐約市一間動物收容所暴發(fā)了H7N2亞型流感病毒，貓將流感病毒傳給了人，導(dǎo)致人獸共患流行病的傳播[31]?，F(xiàn)今，伴侶動物在SARS-CoV-2傳播鏈中是否具有流行病學(xué)作用，相關(guān)調(diào)查或研究一直在進行。有的調(diào)查認為，盡管在試驗條件下，特別是在以幼貓作為動物模型的研究中揭示了其對SARS-CoV-2的易感性，但在自然狀態(tài)下，伴侶犬和貓在與COVID-19人類感染者親密接觸后，其感染率為零或非常低[32]。德國學(xué)者對不同時間段的2波較大疫情進行比較，發(fā)現(xiàn)家貓血清抗體陽性率與人類感染率的變化趨勢一致，病毒從受感染的主人到寵物的傳播雖持續(xù)發(fā)生，但這種跨物種傳播的概率并沒有出現(xiàn)上升的趨勢[33]。雖然伴侶動物在自然狀態(tài)下感染SARS-CoV-2的案例被不斷報道，但以它們在全世界的總量來看，這個感染率其實非常低，它們參與SARS-CoV-2大流行的程度也非常低，因此沒有必要過度擔憂伴侶動物會加劇SARS-CoV-2的傳播和流行。

5 展望

近年來，新發(fā)和再發(fā)傳染病疫情在全世界頻繁出現(xiàn)，一些病毒能感染多種宿主，在宿主體內(nèi)增殖并傳播至其他個體，甚至出現(xiàn)跨物種屏障傳播。在“同一個世界，同一個健康”理念下，人類健康和動物健康是緊密相聯(lián)的，因此在保障人類健康的規(guī)劃和方案中必須考慮到保障動物的健康。在這次COVID-19疫情中，是否有必要建立一個有效和健全的健康監(jiān)測體系，以跟蹤病毒在人類與伴侶動物之間的流行和傳播，及時發(fā)現(xiàn)病毒回流到人類的可能性，值得被探討。必須注意的是，無論伴侶動物在疫情發(fā)展中的參與程度如何，它們應(yīng)有的動物福利不應(yīng)該被降低甚至被剝奪，善待生命是人與動物和諧共存的核心共識。