通缉！哪些动物容易感染新冠病毒？
原文作者：Smriti Mallapaty
研究人员正在对宠物、牲畜、野生动物进行监测，试图找出新冠病毒可能的藏身之处，判断疫情反弹的风险。
Sophie Gryseels担心了好几个月的事情还是发生了。就在疫情发生一周年之际，犹他州一个看起来很健康的野生水貂新冠病毒检测呈阳性。虽然研究人员一直在密切监测，但这之前还没有已知的野生动物感染过新冠病毒。“还是发生了。”比利时安特卫普大学的演化生物学家Gryseels在发给她同事的一封邮件中写道。
插图：David Parkins
自从新冠病毒开始在全球蔓延后，研究人员一直在担心新冠病毒会从人传给野生动物。如果发生这种情况，新冠病毒可能会藏匿在不同的物种身上，说不定还会发生突变，等到疫情缓和后再度卷土重来。
这会为新冠病毒的传播画上一个完整的圆，因为它很可能是先从野生动物传给人类的。强有力的证据将新冠病毒的起源指向了菊头蝠（Rhinolophus spp.）——在感染人类前可能还有其他中间宿主[1]。目前全球每天仍出现大量确诊病例，人类依然在传播着这种病毒。但再过几年，当社区传播得到遏制后，野生动物宿主体内的新冠病毒库可能会成为重新暴发的源头。
野生动物不是唯一受到监测的对象。有研究显示，新冠病毒可以感染许多家养和圈养的动物，从猫、狗，到动物园的美洲狮、大猩猩、雪豹，再到养殖的水貂。水貂养殖场的疫情已经证明受感染的动物可以把新冠病毒回传给人类。
犹他州一个看起来很健康的野生美洲貂成为了第一个感染新冠病毒的野生动物。来源：Sven Zacek/NPL
虽然这些确诊病例引人担忧，但研究人员并不太担心在家养和养殖动物中暴发的疫情——因为这类疫情可以通过检疫、打疫苗和捕杀的方式进行监控。但如果新冠病毒开始在野生动物中传播，控制起来就更难了。“到时候就没有根除这种病毒的希望了。”Gryseels说。
理论上，新冠病毒可以在动物中一边传播一边演化，这可能会影响疫苗效力或增加病原体的致命性和对人的传染性，加拿大麦克马斯特大学的冠状病毒研究员Arinjay Banerjee说，“我不是危言耸听，但我们不想在新冠病毒上看到的每一件事好像都发生了。”
研究人员在过去一年里尝试探明这些风险的可能性和严重性。全球社会都在监测野生动物，希望在第一时间发现任何溢出事件。研究人员正在检测来自家庭、动物园、庇护所、动物诊所、农场和周边的动物。一旦发现任何阳性病例，相关国家会立即通报位于巴黎的世界动物卫生组织（OIE）。科学家已经利用计算模型，并通过研究细胞和整个动物来鉴定出最易感新冠病毒的物种。
一年的时间里，研究人员收集的不同物种对新冠病毒易感性的数据量相当于过去50年里对流感病毒收集的数据量，德国动物卫生联邦研究所的病毒学家Martin Beer说。
德州农工大学开展的宠物感染新冠病毒的研究正在为一只猫进行拭子采样。来源：Lisa Auckland
动物感染其实非常少见，迄今收集到的数据让一些研究人员松了口气。但有些研究人员更为警惕——已知新冠病毒能够感染各种动物（见“动物暴发”）。Gryseels说，这个事实加上大量的人类感染者意味着，理论上人类曾有无数机会可以把新冠病毒传给动物。
这种人到动物的传播可能正悄悄发生着。野生动物研究很难开展，动物感染也不是大多数研究领域的优先课题。犹他州这只确诊的野生水貂“可能只是冰山一角”，德州农工大学流行病学家和兽医Sarah Hamer说，“我们找得更多，发现得可能也更多。”
主要“嫌犯”
疫情早期，猪曾是重点监测对象。已知猪能携带其他病毒，如流感病毒，而且会成群地生活在人类附近——最早出现疫情的中国约有3亿头养殖猪。“我们一直很害怕猪被发现有问题。”Beer说。
此外，猪还是冠状病毒的宿主。2018年，研究人员报道了一种新的蝙蝠冠状病毒，该病毒在中国南方杀死了约2.5万头猪[2]。2020年2月，新冠病毒研究人员证明它或能通过ACE2蛋白进入猪的细胞——ACE2正是新冠病毒感染人的受体[3]。
但当研究人员人为用新冠病毒感染猪和仔猪时，他们发现新冠病毒并不能很好地复制[4,5]。这些研究表明，猪基本上能抵抗新冠病毒的感染。“谢天谢地，想到全球的生猪产量，这可能会成为一个大问题。”纽约市非营利研究机构Ecohealth Alliance主席Peter Daszak说。
把猪剔除主要名单之后，蝙蝠就成了关注的焦点。研究人员现在怀疑蝙蝠是新冠病毒的源头，同时也担心新冠病毒可能会扩散到新的蝙蝠种群中。4月，美国鱼类和野生动物服务部建议研究人员暂缓所有涉及捕捉和处理蝙蝠的研究。
但和猪一样，对蝙蝠的研究结果基本让人安心。研究人员对46种蝙蝠的细胞内ACE2受体开展了一项研究，发现其中大部分都不适合当宿主[6]。但对照实验也显示，果蝠（Rousettus aegyptiacus）等物种会被传染，然后过给其他蝙蝠[5]。Gryseels认为，在1400多个物种中，“蝙蝠比其他动物更像一个黑箱。”
研究人员采集在加蓬一个洞穴里捉到的蝙蝠。蝙蝠被怀疑是许多人类流行病的来源。来源：Steeve Jordan/AFP/Getty
由于蝙蝠不太与人类密切接触，所以人类极不可能把新冠病毒传播给还没有暴露过的蝙蝠种群，马萨诸塞州塔夫茨大学的病毒学家Kaitlin Sawatzki说。
她和她的同事检测了美国东北部地区捕捉的321只蝙蝠，未发现任何新冠病毒的RNA。研究人员认为，疫情平息后，旅游出行恢复可能会让风险会上升。
宠物之争
随着疫情在2020年不断升级，研究人员开始将注意力转移到和人类亲缘关系相近、生活在人类附近，或是已知是其他流行病毒来源的别的动物身上。实验室研究已经剔除了一大堆潜在宿主——比如岸田鼠（Myodes glareolus）[7]和浣熊[8]，以及牛[9]、鸭、鸡[4]等重要牲畜，这些动物好像都不会被感染。
不过，这些实验也发现了许多能携带新冠病毒并对外传染的动物。其中就有雪貂[7,9]和猫[4]、貉（Nyctereutes procyonoides）[7]、白尾鹿（Odocoileus virginianus）[10]和多个非人灵长类物种[10]。被感染的群居型动物——无论是与其他成员还是与人类群居——比独居动物更具风险，Sawatzki说。
但即便动物与人类发生了密切接触，自然感染的屏障也可以很高。在一个不寻常的案例中，Sawatzki检测了29只宠物雪貂，这些雪貂的主人都感染了新冠病毒。雪貂主人在家康复期间，当他们感到疲劳和发热时，他们会在床上和雪貂亲昵玩耍，但这些宠物雪貂全都没有检测到病毒RNA阳性，也没有检测到针对感染的抗体[11]。“这实在让我太意外了。”Sawatzki说。
大量对现实世界的研究开始揭示动物构成的真实风险。随着宠物被生病主人传染新冠的消息越来越多，研究人员对猫的关注度再次上升——猫一般能在家庭和野外之间活动。不过，猫在新冠病毒传播中的角色仍然存在争议。
动物暴发
世界动物卫生组织统计各个国家报告的动物感染新冠病毒的事件。一次暴发包括一个或以上的感染病例，感染以某种动物体内存在病毒RNA作为鉴定标准。截至2021年2月15日，全球已经报告了458起暴发事件。来源：世界动物卫生组织
实验室里，猫很容易被感染，而且对其他猫具有传染性[4]。但猫的症状不重，这增加了检测感染的难度[12]。
猫很快就能从感染中恢复，也就是说它们感染的时间可能不长，科罗拉多州立大学的传染病研究员Angela Bosco-Lauth说。Bosco-Lauth研究过猫感染新冠病毒的影响[8]。“我不认为猫会给人类健康构成任何威胁，长期看来也不会。”她说。
多项研究显示，“猫传猫”的概率较低，尚无报道称猫能在自然环境下传染人。2020年4月至9月的第一轮疫情期间，从德国一组随机选择的猫体内采集的920份血液样本中，Beer和同事只在6份样本中发现了新冠病毒抗体——约0.7%——和人群中检测到的低感染率相当[13]。疫情较为严重的意大利北部地区的一项研究[14]显示，191只家猫中有6%的猫有新冠病毒抗体。
“没有理由去担心或害怕猫，但也不能排除它们作为人群中散发感染的一个潜在来源。”柏林夏里特医院病毒学家Jan Felix Drexler说。
水貂捕杀
然而，再多的实验室研究或实地研究，可能都无法让研究人员为即将到来的水貂养殖场事件做好准备，杜克—新加坡国立大学医学院病毒学家王林发说，“新冠病毒用水貂给我们上了一课。它说：‘你们永远都抓不到我。’”
2020年4月，荷兰两家养殖场的水貂死亡率突然上升，完善的监测系统让研究人员注意到了第一轮暴发。2020年底，新冠病毒蔓延到70家荷兰养殖场，以及其他十多个国家的养殖场，包括丹麦、希腊、加拿大、美国。
Sawatzki将这些养殖场的状况形容为“完美风暴”。易感的动物集中在一起，经常与受感染的农户直接接触。比如，丹麦一个养殖场约97%的接受检测的水貂都有针对新冠病毒的抗体，而八天前这个比例只有6%，哥本哈根大学流行病学家Anette Boklund说。
随着新冠病毒在受感染的宿主中不断繁殖，病毒可能会轻微变异，在基因组中留下之前传播路径的线索。通过给这些基因组测序，追踪受感染人群和动物之间的接触，荷兰的研究人员确认了2020年中旬有两个养殖场工人从水貂这里感染了COVID-19[15]——这也是动物可以将新冠病毒传给人的首个证据。截至目前，至少有60人被怀疑是从水貂这里感染了新冠病毒，荷兰瓦格宁根大学与研究中心的病毒学家Wim van der Poel说。
一些研究人员担心，即使没有数百万也至少有数百只水貂的基因组发生了微小变化，而这些变化随时间积累可能会最终造成新冠病毒在人群中的传染性或致死率上升，或是能够抵抗治疗和疫苗的作用。2020年11月，丹麦研究人员从水貂身上分离出了多个变异株，其中一个变异株在初步细胞实验中能逃避一些COVID-19康复者体内的抗体。但研究人员只在12人的体内发现了这种变异株，而且都是在9月中旬以后发现的，意味着这些人并没有将这种变异株传给别人。
几周后，也就是10月1日，美国农业部研究人员便捉到了犹他州这只检测呈阳性的野生水貂。
Marion Koopmans在荷兰伊拉斯姆斯大学医学中心研究病毒学，她说她对一只野生水貂感染了新冠病毒这件事并不惊讶，因为暴发疫情的荷兰养殖场的草垫和灰尘中都发现了很高的污染水平，而且水貂有时候会从养殖场逃出去，自己在野外定居。美国和荷兰已经有十几只水貂被发现新冠病毒RNA或是抗体检测呈阳性，这些水貂虽然在野外捕获，但很可能是从有疫情的养殖场逃走的。
犹他州抓到的这只水貂是目前唯一检测呈阳性的野生动物，不过，多个国家和地区的研究合作仍在水貂养殖场附近的野生动物身上搜寻感染证据。
一些国家开展了大捕杀，以防新冠病毒在水貂中扩散。丹麦是全球最大的水貂皮生产国，丹麦和荷兰这次捕杀了国内的所有养殖水貂，总共将近2000万只。其他国家正在考虑给水貂接种疫苗。Drexler说：疫情正在“加速水貂养殖产业的终结”。
水貂和COVID-19的故事证实了研究人员先前的担忧，即新冠病毒能以很难预测和控制的方式找到动物宿主，而且可以重新从动物传给人类。不过，尚不清楚新冠病毒是否能在野生种群中迅速传播，目前负责监测荷兰野生水貂的Koopmans说，“水貂本身是喜欢独居的动物，这可能对我们是有利的。”
研究人员还想知道中国的水貂和其他皮毛可用的养殖动物的情况，比如貉——一些研究人员认为这种很像狐狸的动物可能是SARS的中间宿主[16]。中国发表的关于新冠病毒和动物的研究非常少，但世卫组织新冠病毒溯源专家组在2月9日的新闻发布会上表示，中国的野生和养殖动物检测结果中并未发现有新冠病毒传播的证据。
各国的监测行动也更统一了。世界动物卫生组织、世卫组织、美国疾控中心分别发布了关于动物监测的指南（没有指南推荐大规模检测，但世卫组织呼吁在出现疫情的皮毛养殖场周围检测）。世界动物卫生组织每月与领域内的研究人员碰面，共同探讨疫情中最新的动物研究。
这些会议上如今还会探讨人类中传播的新变异株。新冠病毒在人体内发生的任何变异都会影响它感染动物的方式，Gryseels说。
对于在英国、南非、巴西首次发现的快速传播变异株，目前尚未测试过这些变异株感染动物的能力。但所有的新变异株都含有一个让实验室小鼠（Mus musculus）易感的突变，而这类小鼠并不会感染没有这个突变的病毒[17]。这些新变异株在全球的传播会让小家鼠，可能还有大鼠更容易从人类和污水等受污染的环境感染这种病毒，Gryseels说。
其他研究人员正在对受感染动物体内分离出来的病毒进行测序，并监测是否有任何重要的突变。
“就这个病毒来说，我们现在的处境有点危险。”Daszak说，“今后还会有更多的‘惊喜’，就像这只水貂一样。”
参考文献：
1. Banerjee, A., Mossman, K. & Baker, M. L. Cell Host Microbe 29, 160–164 (2021).
2. Zhou, P. et al. Nature 556, 255–258 (2018).
3. Zhou, P. et al. Nature 579, 270–273 (2020).
4. Shi, J. et al. Science 368, 1016–1020 (2020).
5. Schlottau, K. et al. Lancet Microbe 1, E218–E225 (2020).
6. Yan, H. et al. Nature Ecol. Evol. https://doi.org/10.1038/s41559-021-01407-1 (2021).
7. Ulrich, L. et al. Preprint at bioRxiv https://doi.org/10.1101/2020.12.24.424203 (2020).
8. Bosco-Lauth, A. M. et al. Preprint at bioRxiv https://doi.org/10.1101/2021.01.21.427629 (2021).
9. Ulrich, L., Wernike, K., Hoffmann, D., Mettenleiter, T. C. & Beer, M. Emerg. Infect. Dis. 26, 2979–2981 (2020).
10. Palmer, M. V. et al. Preprint at bioRxiv https://doi.org/10.1101/2021.01.13.426628 (2021).
11. Sawatzki, K. et al. Preprint at bioRxiv https://doi.org/10.1101/2020.08.21.254995 (2020).
12. Bosco-Lauth, A. M. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA 117, 26382–26388 (2020).
13. Michelitsch, A., Hoffmann, D., Wernike, K. & Beer, M. Vaccines 8, 772 (2020).
14. Patterson, E. I. et al. Nature Commun. 11, 6231 (2020).
15. Oude Munnink, B. B. et al. Science 371, 172–177 (2021).
16. Wang, L. F. & Eaton, B. T. Cur. Top. Microbiol. Immunol. 315, 325–344 (2007).
17. Gu, H. et al. Science s, 1603–1607 (2020).
原文以The search for animals harbouring coronavirus — and why it matters标题发表在 2021年3月2日的《自然》的新闻特写版块上
© nature
doi: 10.1038/d41586-021-00531-z
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