未来防疫 | 疫源动物基础研究是关键

导 读

新冠疫情肆虐全球，据2020年11月13日WHO更新的数据显示，确诊病例超5200万，死亡人数超129万。对人类生命健康、公共医疗体系和社会经济发展造成了巨大的创伤。追溯病毒宿主、解析其跨物种传播机制是疫情精准防控的基础，也是未来防控人兽共患病的关键。然而，野生动物宿主即疫源动物的基础生物学背景、行为学、生态学和遗传学等相关的知识匮乏，制约了新发传染病传播机制的解析。因此，加强以疫源动物为核心的基础研究将成为未来防疫的坚强科学支撑。

过去几十年，野生动物贸易、屠杀、栖息地破坏等侵蚀了人类与动物接触的天然保护屏障，触发了SARS、MERS、Ebola等多种人兽共患病的传播。野生动物作为大多数人兽共患病的天然宿主，其生物学、行为学和生态学特征在传染病暴发过程中扮演着重要角色。宿主的行为（例如：飞行、迁徙、取食、社交）通过改变群体内个体之间的接触距离和频率影响病毒的传播；其种群大小和密度、栖息地类型及地理分布、食物网、与人类的距离等都会影响病毒的传播风险。

然而，目前多数的新发传染病研究和数据库主要聚焦于病原微生物及疾病。例如，美国国际开发署资助的PREDICT项目和全球病毒组项目GVP，其定位为鉴定具有潜在新发传染病威胁的病毒。类似的病原微生物数据库例如ICTV、Virus-Host DB、GISAID和WAHIS等，都缺乏对宿主的行为、生活史、生态、遗传等信息的记录。其次，聚焦野生动物宿主分类、生境、生活史、行为、分布、保护情况等数据库，比如the Catalogue of Life、GBIF、PHYLACINE、Anage、ADW和Mammaldiet等缺乏对宿主病原微生物的介绍。另外，宿主及病原微生物的相关信息也空缺较多，亟待补充。比如SARS的宿主中华菊头蝠（Rhinolophus sinicus），其生活史、家域范围、种群大小、与人类的接触情况等信息至今仍然匮乏。这些信息的缺失和各类型数据库中的信息不对称极大地限制了我们对病毒溢出、疾病传播及其全球大流行的认识。

图1 疫源动物知识图谱概念图

我们提议应加强以疫源动物为核心的基础研究，构建全面知识图谱。目前一个具体措施是创建以疫源动物为核心的数据库（图1）。数据库内容包括但不局限于：物种分类；宿主携带的病原微生物及其序列；人兽共患病、临床特征、疫苗等；宿主的基础新陈代谢、体重等生活史特征；种群动态及行为；系统发育关系；保护情况等。同时，我们倡导成立一个来自动物学、微生物学、生态学、遗传学、流行病学、兽医学、公共卫生学、基因组学、行为学等多领域的专家组成的国际专家委员会。专家委员会主要负责制定标准，评估数据的专业性、准确性和真实性等。数据库应积极利用人工智能及开发新的算法，对数据进行充分挖掘，实现宿主-病原微生物地理分布的动态可视化。

疫源动物数据库不仅可以整合和更新多方面的研究成果，还具有多种潜在应用。例如，

• 首先，利用数据库相关信息，根据宿主携带病原体对人类健康造成潜在威胁的风险进行排序，可以制定优先关注的物种名单，即疫源动物高危名录；

• 其次，通过梳理动物的基础信息，展现宿主数据内容的缺失情况，可以指导科学研究及基础科研项目的资助；

• 并且，数据库还可以快速筛选和定位宿主，帮助解析跨物种传播机制；

• 最后，集合多维交叉数据，进行风险评估、模型预测，数据库还可以为新发人兽共患病提供早期预警等。

另外，由于疫源动物本身还扮演着病原体传播和维持生态稳定的双重角色，相关的基础研究将从更广的尺度服务于生态系统保护。

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总结和展望

总之，加强疫源动物的基础生物学、行为学、生态学、和遗传学的基础研究是追溯病毒宿主和解析其跨物种传播机制的基石；是未雨绸缪、提前布局的关键战略举措。由于疫源动物基础研究涉及学科领域众多，且多数物种的基础数据普遍缺失，相关的基础生物学研究亟需全球各国科学家广泛而长期的合作。

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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666675820300680

本文内容来自Cell Press 合作期刊The Innovation 即将于第三期发表的Perspective 文章“Comprehensive Knowledge of Reservoir Hosts is Key to Mitigate Future Pandemics” (投稿: 20200808；接收: 20201101；在线刊出: 20201103；DOI: https://doi.org/10.1016/j.xinn.2020.100065)

作者简介

本文第一作者为朱平芬博士，中国科学院动物研究所助理研究员。通讯作者为周旭明研究员，主要从事基础动物学和疫源动物生物学研究（http://zhouxmlab.com/）。

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