野生動物在猴痘病毒傳播中的作用

王 業(yè), 韓姝伊, 魏凡華, 何宏軒

(1.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院, 寧夏 銀川 750021 ; 2. 中國科學(xué)院動物研究所 動物生態(tài)與保護(hù)生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 朝陽 100101 ; 3.中國科學(xué)院大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院, 北京 朝陽 100101 ; 4.中國科學(xué)院動物研究所 國家野生動物疫病研究中心, 北京 朝陽 100101)

野生動物在全球分布廣泛,是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,在地方性疾病的維持和新發(fā)疾病的出現(xiàn)方面發(fā)揮著復(fù)雜而重要的作用。近幾十年來,隨著全球人口的迅速增長以及人們出行方式的改變和土地利用等因素的影響,拉近了人類與野生動物的距離,許多源自野生動物的新發(fā)和再發(fā)傳染病(埃博拉出血熱、嚴(yán)重急性呼吸綜合征、猴痘、西尼羅河熱、狂犬病和鼠疫等)對人類健康、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、野生動物經(jīng)濟(jì)和野生動物保護(hù)等產(chǎn)生了重大影響[1]。在目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的病原體中,有60%都是人獸共患病原體,大約有75%的新發(fā)和再發(fā)傳染病都與野生動物有關(guān)[2]。

2022年5月以來,猴痘在非洲以外的非傳統(tǒng)疫區(qū)迅速蔓延,7月23日,世界衛(wèi)生組織(World Health Organization,WHO)宣布猴痘已構(gòu)成“國際關(guān)注的公共衛(wèi)生緊急事件”(Public Health Emergency of International Concern,PHEIC),這是對全球突發(fā)公共衛(wèi)生事件發(fā)出的最高級別警報(bào),與目前正在流行的新型冠狀病毒肺炎(Corona virus disease 2019,COVID-19)處于同一級別。而引發(fā)猴痘疫情的猴痘病毒(Monkeypox virus,MPXV)最初是在一種猴子身上分離的[3],然而,目前尚不清楚野生動物在猴痘傳播中的作用。本文對猴痘病毒進(jìn)行介紹,并對野生動物在猴痘病毒傳播鏈中的作用進(jìn)行闡述,以期尋找一種有效的方法來評估和減輕猴痘對人類和動物健康的風(fēng)險(xiǎn),為從源頭上(野生動物)防控猴痘病毒提供科學(xué)依據(jù),更好地維護(hù)公共衛(wèi)生安全。

1 猴痘病毒

猴痘病毒是一種有包膜的雙鏈DNA病毒,與天花病毒、牛痘病毒和痘苗病毒同屬痘病毒科正痘病毒屬,在臨床上能夠引起人類和其他非人靈長類以及嚙齒類動物出現(xiàn)天花樣疾病。目前,猴痘病毒被分為2個(gè)主要的進(jìn)化支,即分支I(此前的中非分支)和分支Ⅱ(此前的西非分支),分支Ⅱ又分為IIa和IIb兩個(gè)子分支。人類感染猴痘病毒開始通常表現(xiàn)發(fā)熱、肌痛、疲勞和頭痛等癥狀,然后在原發(fā)感染部位出現(xiàn)斑丘疹,可擴(kuò)散至身體其他部位,猴痘病毒病是一種病毒性人獸共患傳染病[4]。隨著1980年天花病毒的消滅和天花疫苗的停止接種,導(dǎo)致人類對正痘病毒屬其他成員的免疫力降低,猴痘病毒已成為威脅公共衛(wèi)生安全最重要的正痘病毒。猴痘病毒具有與其他正痘病毒相同的形態(tài)特征,外形為圓角磚形或卵圓形,大小為200～250 nm,基因組大小約197 kb[5]。猴痘病毒的整個(gè)生命周期都發(fā)生在受感染細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中,病毒DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、病毒粒子的組裝和出口所需的所有蛋白質(zhì)均由MPXV基因組編碼[5]。

1958年,從新加坡運(yùn)到丹麥的食蟹猴身上分離獲得猴痘病毒[3],這是人類首次接觸到猴痘病毒。1970年,剛果報(bào)告了全球首例人感染猴痘病毒的確診病例[6],在之后的30多年,猴痘作為一種人獸共患病一直存在于非洲中部和西部的動物和人群中[7,8]。2003年,美國報(bào)道了數(shù)十例猴痘確診或疑似猴痘病毒原發(fā)感染病例[9],這是猴痘首次在非傳統(tǒng)疫區(qū)的暴發(fā),值得注意的是,經(jīng)流行病學(xué)調(diào)查,這些病例均有與感染動物的接觸史。2017年以來,尼日利亞暴發(fā)大規(guī)模猴痘疫情,疑似病例500余例,確診病例200余例,病死率約3%[10]。少數(shù)非猴痘流行國家(英國、以色列、新加坡和美國)也陸續(xù)出現(xiàn)了與尼日利亞相關(guān)的散發(fā)病例,并出現(xiàn)了人際傳播[11-15]。截至2022年7月25日,猴痘已在全球70多個(gè)國家和地區(qū)蔓延。

在2022年猴痘疫情暴發(fā)之前,猴痘病毒主要通過直接或間接接觸活的或死亡的動物進(jìn)行傳播,病毒通過破損的皮膚、呼吸道或黏膜進(jìn)入人體,這被認(rèn)為是人類感染猴痘病毒的主要途徑。而在2022年5月之后,非流行國家出現(xiàn)的多數(shù)確診病例似乎與流行地區(qū)的旅行史無關(guān),具有明顯的人際傳播特點(diǎn),存在家庭聚集性病例現(xiàn)象,可能已經(jīng)發(fā)生多代社區(qū)傳播。流行病學(xué)調(diào)查顯示,多數(shù)確診病例具有同性戀、雙性戀或其他與男性發(fā)生性關(guān)系的男性等特征[16,17],有研究發(fā)現(xiàn),猴痘病毒存在于確診患者的精液中[18],這表明猴痘病毒可能通過性行為進(jìn)行傳播,但需進(jìn)一步的研究來評估猴痘病毒在不同體液中存在的持久性和傳染性。此外,猴痘病毒還可能通過母嬰或醫(yī)院感染等途徑進(jìn)行傳播[19]。

2 野生動物在猴痘病毒傳播中的作用

2.1 野生動物是猴痘病毒的主要宿主 在自然條件下,野生動物能夠攜帶大量已知或未知的病毒,是許多病原體的天然儲存庫。據(jù)估計(jì),僅哺乳動物和鳥類就攜帶170萬種未被發(fā)現(xiàn)的病毒,其中54萬～85萬種病毒可能具有感染人類的能力[20]。在過去的幾十年里,許多新發(fā)現(xiàn)的人獸共患傳染病,如艾滋病、埃博拉出血熱和登革熱等在全球蔓延,這些傳染病擁有一個(gè)共同點(diǎn),即起源于非洲。非洲擁有豐富的熱帶雨林資源,是許多病原體的滋生地,環(huán)境的變化為微生物的繁榮創(chuàng)造了條件,猴痘病毒就是其中之一,目前已發(fā)現(xiàn)多種嚙齒類動物和非人靈長類動物可以在自然條件下感染猴痘病毒[5],非人靈長類動物和人類可能是猴痘病毒的意外宿主,而嚙齒類動物,特別是繩松鼠(Rope squirrels)、太陽松鼠 (Sun squirrels)、非洲巨鼠(Southern giant pouched rat)和非洲睡鼠(African dormouse)被認(rèn)為是中非和西非地區(qū)猴痘病毒的主要宿主[21],但猴痘病毒的確切宿主以及其在自然界中是如何維持循環(huán)的仍需要進(jìn)一步研究。

1977—2015年,研究者對動物中猴痘病毒的流行情況進(jìn)行多次血清學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn),在長尾猴屬(Cercopithecus)和疣猴屬(Colobus)等非人靈長類動物以及繩松鼠和太陽松鼠等嚙齒類動物中存在抗正痘病毒抗體[22-26],嚙齒動物中的血清陽性率最高可達(dá)66.7%。為了解猴痘在潛在宿主物種中的時(shí)空分布,Tiee等[21]對博物館的1 038份非洲繩松鼠標(biāo)本進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn),動物猴痘病毒感染最早可追溯到1899年,比 1958年第1例公認(rèn)的猴痘病毒病例早了近60年,這支持了人類和非人靈長類動物的歷史性痘樣暴發(fā)可能是由猴痘病毒引起的觀點(diǎn)。此外,還從西非松鼠(Funisciurusanerythrus,F.anerythrus)、高山非洲松鼠(Funisciuruscarruthersi,F.carruthersi)、庫氏非洲松鼠(Funisciuruscongicus,F.congicus)、飾紋非洲松鼠(Funisciuruslemniscatus,F.lemniscatus)和紅足非洲松鼠(Funisciuruspyrrhopus,F.pyrropus)5種非洲繩松鼠的93份(9.0%)標(biāo)本中檢測到了猴痘病毒,在此之前,F.carruthersi和F.pyrropus未被認(rèn)為是猴痘病毒的潛在宿主。2022年8月,柳葉刀雜志報(bào)告了首例人將猴痘傳播給狗的案例,2位猴痘患者在出現(xiàn)猴痘癥狀12 d后,其寵物犬也出現(xiàn)腹部膿皰和肛門潰瘍等皮膚黏膜病癥,研究人員對寵物狗和患者的猴痘病毒基因序列進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),這2個(gè)樣本同屬于hMPXV-1 B.1譜系[27]。值得注意的是,這是首次在非洲以外地區(qū)的動物中發(fā)現(xiàn)猴痘病毒感染的病例。隨著這次猴痘疫情的擴(kuò)大,猴痘病毒極有可能在非洲以外地區(qū)的物種中建立新的宿主[28]。

2.2 野生動物是猴痘病毒的擴(kuò)散器 病毒經(jīng)常在人類和其他物種之間傳播。通常情況下,人類很難接觸到野生動物,野生動物所攜帶的病毒也難以傳染給人類,但是隨著全球化以及人口數(shù)量的激增,人類的生活方式發(fā)生了歷史性的轉(zhuǎn)變,隨之而來的動物馴化,導(dǎo)致人類與動物之間的接觸發(fā)生變化,從而導(dǎo)致了人獸共患病的出現(xiàn)。在過去的幾個(gè)世紀(jì)中,當(dāng)人類把鼠疫和黃熱病帶到新大陸時(shí),這些病原體分別以嚙齒動物和猴子作為宿主,后來又再次感染人類[28]。

1967年,WHO對動物間的猴痘發(fā)生情況進(jìn)行了調(diào)查,在觀察到的9起動物猴痘疫情中,有4起確定了明顯的動物來源[29]。在1970—1979年報(bào)道的47例人感染猴痘病例中,病例常集中發(fā)生于獵食野生動物的某些村落[30]。1981—1986年,WHO在剛果民主共和國的猴痘病毒流行地區(qū)進(jìn)行了6年的監(jiān)測,監(jiān)測期間共報(bào)告了404例人感染猴痘病例,1/3可能與農(nóng)業(yè)和狩獵有關(guān),約3/4的感染病例來源于野生動物[31]。2003年,美國伊利諾伊州、印第安納州、堪薩斯州、密蘇里州、俄亥俄州和威斯康星州報(bào)告了71例疑似猴痘病例,經(jīng)實(shí)驗(yàn)室確診47例,流行病學(xué)調(diào)查顯示,這些病例大多接觸過草原土撥鼠,這些草原土撥鼠是由1家寵物機(jī)構(gòu)通過非法捕獵從野外獲得的,隨后,這些草原土撥鼠與一些攜帶猴痘病毒的岡比亞巨鼠和松鼠從加納進(jìn)口到德克薩斯,并將病毒傳播給在中西部多個(gè)州作為寵物出售的土撥鼠,最終導(dǎo)致了美國多州猴痘的暴發(fā)[32,33]。Yuan等[34]使用動力學(xué)模型評估了猴痘在大都市地區(qū)的傳播風(fēng)險(xiǎn),結(jié)果顯示,猴痘病毒的傳播與動物宿主(嚙齒動物)的豐度和活動水平的季節(jié)性變化密切相關(guān),病毒的進(jìn)化、宿主的流行和環(huán)境的變化有可能提高傳播效率,一旦動物參與猴痘病毒的傳播,人類感染猴痘的風(fēng)險(xiǎn)將進(jìn)一步增加。

此外,野生動物還可能加速猴痘病毒的變異,一般情況下,病毒不會導(dǎo)致宿主發(fā)病,宿主對病毒也具有一定的抵抗力。但當(dāng)病毒在不同的中間宿主間傳播時(shí),為了適應(yīng)新的宿主,病毒就容易發(fā)生變異,從而引起宿主發(fā)病。例如,嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒2(Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)在由人傳給白尾鹿后,迅速在鹿群中進(jìn)行傳播,并已經(jīng)產(chǎn)生多種變異株[35]?；仡櫤锒坏谋┌l(fā)歷史可以發(fā)現(xiàn),猴痘病毒似乎正在不斷變異,從最初只在動物間傳播,到在動物與人類、人類與人類,甚至人類與動物之間進(jìn)行傳播[27,31,36,37]。多家研究機(jī)構(gòu)對引起此次猴痘病毒暴發(fā)的毒株進(jìn)行測序分析,并與歷史樣本比對發(fā)現(xiàn),引發(fā)當(dāng)前猴痘疫情傳播的毒株屬于分支Ⅱ,是2018—2019年地方性流行國家暴發(fā)的一個(gè)特征明確的進(jìn)化支[4,38,39],并且出現(xiàn)了多處變異位點(diǎn),這可能與人際傳播相關(guān)[40]。然而,由于缺少猴痘病毒在野生動物中的發(fā)生和傳播等信息,野生動物在猴痘病毒傳播和變異中的作用目前還不得而知。動物宿主是控制包括猴痘在內(nèi)的人獸共患傳染病的關(guān)鍵因素,因此,有必要加強(qiáng)野生動物,特別是嚙齒類動物中猴痘病毒的監(jiān)測,避免猴痘病毒的進(jìn)一步擴(kuò)散。

3 猴痘的防控

2005年《國際衛(wèi)生條例》頒布后,WHO曾宣布過6次PHEIC,最近的一次是2020年席卷全球的COVID-19,這些PHEIC給全球帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。猴痘是WHO宣布的第7次PHEIC,這足以表明猴痘可能造成的潛在影響。因此,有必要采取必要措施防止猴痘病毒進(jìn)入我國。

3.1 加強(qiáng)野生動物中猴痘病毒的主動監(jiān)測 監(jiān)測和快速識別疫情對于疫病控制至關(guān)重要,猴痘病毒在動物種群中的傳播可能會促進(jìn)新的病毒突變體的產(chǎn)生。我國幅員遼闊,地形復(fù)雜,氣候多樣,野生動物資源豐富,面臨猴痘病毒由野生動物向人類傳播的風(fēng)險(xiǎn)。鑒于猴痘病毒在動物中的分布情況和潛在的風(fēng)險(xiǎn),應(yīng)加強(qiáng)野生動物,特別是嚙齒類動物和非人靈長類動物中猴痘病毒的主動監(jiān)測,尋找猴痘病毒的天然宿主,了解猴痘病毒的生態(tài)學(xué)、進(jìn)化和傳播動力學(xué),評估猴痘病毒在我國野生動物種群中的傳播風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 限制涉疫動物貿(mào)易 研究發(fā)現(xiàn),在野生動物貿(mào)易中,有約1/4的哺乳動物攜帶75%已知的人獸共患病病毒,這一水平遠(yuǎn)高于馴化和非貿(mào)易的哺乳動物[41]。盡管我國已出臺相關(guān)法律法規(guī)禁止交易和食用野生動物,但一些非法貿(mào)易仍然存在,因此,加強(qiáng)對邊境口岸易感動物的檢疫,禁止從涉疫地區(qū),特別是非洲地區(qū)進(jìn)口嚙齒類動物和非人靈長類動物等可能傳播猴痘病毒的野生動物,包括寵物。

3.3 提高防范意識 大多數(shù)人類感染都是被原發(fā)性動物傳染引起的。因此,處理疑似或確診猴痘病毒感染的動物或標(biāo)本時(shí),應(yīng)在具備相關(guān)條件的實(shí)驗(yàn)室由專業(yè)從業(yè)人員處理。避免無保護(hù)地接觸野生動物,尤其是生病或死亡的動物。此外,所有含有動物相關(guān)制品的食物在食用前必須徹底煮熟。實(shí)驗(yàn)室研究人員和可能與易感動物有密切接觸的人群應(yīng)當(dāng)接種天花疫苗。

4 小結(jié)

當(dāng)病原體從動物傳染給人類時(shí),大多數(shù)新的傳染病就會出現(xiàn)。到目前為止,猴痘病毒來源于哪里,天然宿主又是哪種動物還不得而知,隨著猴痘病毒在非洲以外地區(qū)的人群中迅速傳播,猴痘病毒由人類傳染給野生動物同樣是一個(gè)令人擔(dān)憂的問題,猴痘病毒極有可能在非洲以外地區(qū)的野生動物中建立新的病毒庫,就像SARS-CoV-2那樣[35,42],這可能為猴痘病毒的變異提供更加便利的條件,使其更適合在人群中傳播。

近幾十年來,源于野生動物的人獸共患病在世界各地變得越來越重要,僅在過去的20年間,源于野生動物的人獸共患病就導(dǎo)致了幾種重要的全球流行病,如埃博拉出血熱[43]、中東呼吸綜合征[44]和嚴(yán)重急性呼吸綜合征[45]以及正在全球肆虐的COVID-19[46]等,這些傳染病對人類健康、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和以野生動物為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)和野生動物保護(hù)產(chǎn)生了重大影響。分析這些傳染病背后的原因可以發(fā)現(xiàn),其中大多數(shù)傳染病的出現(xiàn)與全球人口激增、當(dāng)?shù)睾蛧H旅行的頻率和速度增加等原因有關(guān),這些因素改變了野生動物宿主和病原體的分布,從而促進(jìn)了傳染病的傳播。因此,了解野生動物及其在病原體傳播中的作用是了解包括猴痘在內(nèi)的人獸共患病的流行病學(xué)和生態(tài)學(xué)的重要組成部分,也是有效控制這些傳染病的必要條件。