雁落之春
斑头雁的死亡之旅
2005年3月末，一只疲惫的斑头雁降落在青海湖畔。这种体型如鹅、头顶两道黑色条斑的大雁来自遥远的南亚。每年夏天，它们以严整的队列飞越喜马拉雅和青藏高原，来到烟波浩渺的青海湖，组建家庭，繁育后代。每年秋天，沿着来时的路线返回南方的越冬地。年复一年，世世代代。
然而，这一年尤其凶险。4月，青海湖上，6000多只水鸟突然死去，过半都是国家二级保护动物斑头雁。刚抵达不久的这只斑头雁也未能逃脱厄运，开始抽搐、呕吐。最终，它一动不动地漂浮在青海湖边，无数年代的生命传递戛然而止。
检疫部门捞起死亡水鸟的尸体，采集了血清和内脏样本，紧急送往全国各大研究所。大量科研人员投入工作，试图破解这次史无前例的野生鸟类大规模死亡的原因。三个月后，《科学》刊登了鸟类学家和疾病学家的发现：元凶是H5N1型病毒，具高致病性，病毒已发生变异，可感染其它物种并致死。
实际上，H5N1型禽流感进入人类的视野，不过短短20年。1996年，佛山科技学院叶润全老师通过大量调研广东家禽市场上的死禽，从病死的家鹅体内分离出一种新型禽流感病毒。哈尔滨兽医研究所鉴定了其组成结构，定名为H5N1型病毒，高致病性禽流感（HPAI）的一种，后被业界称为“广东鹅”毒株。
禽流感通常只在家禽中爆发，雁鸭科的水鸟（鸭、大雁和天鹅）往往携带低致病性的禽流感，很少观察到感染HPAI。但H5N1不一样，这是第一种跨过物种藩篱、感染野生鸟类的禽流感病毒。第一个有记载的案例发生在2002年，香港水鸟公园中圈养的鸟类。
2005年青海湖的疫情是H5N1在野生鸟类中的第一次大规模爆发。首先病发的是斑头雁，十天后是红嘴鸥、棕头鸥和普通鸬鹚，三个星期后是赤麻鸭。短时间内，青海湖尸横遍野。
然而青海湖区域基本上没有家禽养殖，那么斑头雁等水鸟是在哪里感染病毒的呢？
青海湖是迁徙鸟类的繁殖重地，每天有15万只鸟类来访，包括全球15%的斑头雁繁殖种群。更为关键的是，青海湖位于两条主要迁飞路线的交叉点上：“中亚迁飞路线”，北起西伯利亚西部，穿过中亚，南抵印度；“东亚迁飞路线”，北起俄罗斯，经中国东部，向南抵达澳大利亚。那么，青海湖的疫情是否是由于候鸟迁徙而输入的呢？斑头雁等野生鸟类在H5N1的传播中起什么角色？
这项研究命题，吸引了国内外诸多科学家的关注。
越冬地的“咒语”
2007年，中国科学院、武汉病毒学研究所、美国地质调查所（USGS）、联合国粮农组织（FAO）的专家启动了他们在中国西部高原的联合工作。
研究之初，科学家们提出了如下设想：
（1）如果青海湖繁殖的候鸟并非在本地感染，那么它们应当在3月末到达青海湖之前，曾在越冬地或迁飞路线上的停留点，接触过H5N1病毒。
（2）如果1成立，那么H5N1的潜伏期应足够长，或者候鸟迁徙非常快，使它们在感染后仍能飞越万水千山。
（3）青海湖分离出的毒株应当同潜在感染区域的毒株类似。
从2007年3月开始，研究人员利用最先进的全球卫星定位系统（GPS），为青海湖一带迁徙过来的斑头雁戴上GPS装置，记录它们的活动规律、迁徙路径。利用卫星追踪到的数据，研究人员得以详细归类了这些候鸟的四季活动规律：繁殖(5月23日－9月26日)、秋季迁徙路线（“南下”，9月27日－12月9日）、越冬区域（12月10日－3月5日）、以及春季迁徙路线（“北上”，3月6日－5月22日）（图3）。他们还计算了候鸟迁徙时各个停留地之间的距离、路线、迁徙时长、以及不同类型栖息地的利用情况。并且，研究人员收集了迁徙路线上家禽养殖场的分布信息（风险因素）和H5N1的历史爆发纪录，随后用来分析其同候鸟迁徙之间的关联。
图3：十五只标记的斑头雁的迁徙路线、停留区域、繁殖区域、和越冬区域。彩色线条为迁徙路线，其中一只（红色路线）在印度越冬。白色多边形为主要停留区域和繁殖、越冬地。(图自Prosser et al. 2011)
研究结果很大程度上证实了之前的推想。
03至09年之间,近九成的H5N1爆发事件均位于斑头雁的迁徙线路上（青海湖－拉萨）。大部分斑头雁经过上千公里的迁徙，在拉萨周边越冬。在整条迁徙路线上，家禽密度属这里最高，几乎是其他停留地的70倍。越冬期间，斑头雁大量使用当地农田作为栖息地。
而历史记录显示，03至09年之间青藏高原所有的家禽H5N1爆发事件都发生在拉萨周边，且大多在冬春季。家禽中爆发H5N1疫情的风险，随着家禽密度和农田面积的增加而快速提升。在此越冬的斑头雁，无疑暴露在较高的感染风险之下。
另一方面，03至09年间青藏高原野鸟H5N1爆发事件大都发生在青海湖周边，并且从未出现在冬季；而家禽爆发事件却恰恰相反，以冬春居多。这似乎暗示了两者之间的传染关系（图2）。研究人员发现这些候鸟的迁徙速度很快：平均速度为380公里／天，最高纪录可达惊人的877.3公里／天。斑头雁的H5N1平均潜伏期为6.5天。如果它们在越冬地被家禽感染，其迁徙速度足以使它们于病发前抵达迁徙路径上的下一个中转地。于是，病毒很可能被“接力”扩散。
图4：青藏高原H5N1爆发事件家禽和野鸟的季节对比。(A) 观察到的事件和预期发生的事件数量之间的差异。(B) H5N1爆发事件的时段差异。所谓“预期发生的次数”，是假设某个季节的爆发次数应同本季节时段所包含的天数相关。(图自Prosser et al. 2011)
在之后的病毒学研究中，2005青海湖死亡斑头雁所携带的H5N1病毒被证实同西藏死亡雏鸡所携带的病毒具有高度相似性。
遗憾的是，严谨的病毒学分析结果仍无法说明“谁传染给了谁”。但在2005年之后，青海湖斑头雁的H5N1病毒分支在整个“中亚迁飞路径”上扩散，导致最近的一次于2009年在蒙古国再次爆发。病毒基因组的谱系地理分析结果显示，H5N1型禽流感沿着“蒙古-青海-西藏-南亚”这条迁徙路线不断进化。
迁飞的野鸟，在把“咒语”带向远方。
飞翔的病毒
在整条中亚迁飞路线上，家禽饲养的密度除了南端的南亚区域（印度，尼泊尔，孟加拉国，缅甸）和西藏的雅鲁藏布流域外，总体并不高。而另一条“东亚－澳大利亚迁飞路线”的南部，也几乎覆盖着全球最发达的家禽养殖业。
H5N1的疫情纪录，在两条迁飞线路上都体现出了“南高北低”的特点。家禽有可能担当着禽流感病毒种质资源库的作用。候鸟身携禽流感病毒迁徙，不仅让病毒在空间上扩散，也为病毒的重组和变异提供了天然培养基。
进一步的病毒学研究表明，我国的H5N1分为两个独立度很高的分支，分别对应两条迁飞路线。病毒的进化模式，同候鸟迁徙模式高度重叠。值得注意的是，蒙古的H5N1毒株与这两条迁飞路线上的病毒均有遗传相关性，很可能是两路候鸟在蒙古区域的繁殖地有交叉所致（图5）。
通过分析斑头雁、赤麻鸭（中亚路线）以及鸿雁、针尾鸭（东亚－澳大利亚路线）的迁徙模式，研究人员发现在两条迁飞路线上，疫情爆发速度均与候鸟迁飞速度高度关联。这证实了，“候鸟的翅膀”很可能是H5N1病毒的主要传播媒介之一。
不过，研究者注意到，候鸟迁徙并不能够解释所有的H5N1分支病毒的扩散模式：野鸟的翅膀并非唯一的“凶手”。家禽贸易以及野鸟走私，都在助长病毒蔓延。比如，2003年末，禽流感疫情在家禽中出现了第一波大爆发。汕头大学和香港大学的科学家曾针对这一次爆发的起源进行了分析。他们收集了2001年至2004年广东、湖南、云南三省的的活禽市场的病禽样本，发现云南和越南的病毒具有显著的传播关联，很有可能是由于两地之间活禽贸易造成。
2004年10月18日，两只活体冠鹰雕被一名泰国人装在手提行李中从曼谷带到了比利时布鲁塞尔。布鲁塞尔机场查出这两只猛禽，当时它们显得非常正常。随后，它们被官方没收并留置血液样本，几天后被一个当地训鹰人收养。可是检验结果显示这两只猛禽已感染H5N1病毒。这引起一连串紧张的动作：除了两只带病的大鸟外，比利时当局立刻杀掉了652只曾与它们同处一地的其它“无辜”鸟类；包括海关工作人员和兽医的25名相关人员被隔离并用药；所有欧盟成员国的相关政府机构收到通知；同航班的所有乘客被建议接受检查。
其实，在人类发现该病毒后的十几年里，H5N1就像随意来去的恶魔，在荒野、也在城市里不时投下死亡的阴影。它的每一次爆发都带来社会恐慌，数以十万计家禽被无差别扑杀。从亚洲到欧洲，再到中东和非洲，H5N1给许多国家造成了巨大的经济损失和公共防疫压力。
家禽养殖逐渐发展、贸易正在扩张、野鸟迁飞更不可阻挡。那么，如何防控高致病性禽流感的出现和蔓延呢？
图5：病毒传播与亚洲的野鸟迁徙网络。(A) H5N1 2.3.2分支在各个国家间的传输关系。(B)四个关注鸟种的迁徙路线。EA-1 flyway: 东亚－澳大利亚迁飞路线1，起于香港（浅绿线）；EA-2 flyway:东亚－澳大利亚迁飞路线2，起于鄱阳湖（深绿线）；CA flyway: 中亚迁飞路线（红线）。MO: 蒙古；QH: 青海；SA:南亚；NEA：东北亚；SC:中国南部；SEA:东南亚。图自Tian et al. 2015.
圣地的祝福
这显然不单单是某个局部地区或个别领域的议题，而涉及到复杂的跨界合作。
首先，由于已知候鸟迁徙所产生的重要影响，整个迁飞线路上各个国家和地区应当保持相对一致的禽流感监测体系和监测分析能力。相关生物迁徙、疫情、和病毒学研究的基础数据信息应尽可能在研究者间共享。基于信息化的科学研究，是一种崭新的科研模式，通过跨学科、大规模的合作，构造一个跨越时间、空间、物理障碍的资源共享与协同工作的科研与监测环境。
其次，迁飞线路上的国家和地区应在防控、干预策略上互相借鉴，并采取协同措施。一方面，这可以防止个别区域的防控疏漏损害其它区域的防控效果。另一方面，防止整个链条上防控干预措施的差异所导致的意想不到的后果。比如，中国、越南和埃及都在本国针对家禽进行大规模疫苗防控。但在这些国家内，H5N1病毒的进化速率及疫情地点数量反而更高。单纯注射疫苗本身，也许会带来病毒生态学方面的复杂后果。
2013年，来自伦敦大学的研究者和他的同事们在越南北部做了一项有趣的研究。首先，他们通过当地若干活禽市场的交易员的活动路线，推算出了这些市场活禽走向的关联结构。接着用数理模型推演了H5N1病毒在该关联结构内的扩散模式，并研究通过何种方法可以有效组织病毒在本地扩散。研究人员建议，首先应辨识出活禽交易中真正的枢纽市场（Hub）。接下来，应针对这些枢纽市场的场内环境、交易员车辆和工具进行高频次的全面消毒作业（不仅仅是清洁作业，也不仅仅是仅针对场内环境的消毒作业）。消毒频次降低，将显著影响疫情规模：每周一次的作业，几乎不能发挥效果。
这样的工作思路，同样适用于前文所提及的拉萨周边区域。每年冬天，这里人口密度增加，家禽养殖达到高峰（为满足藏、汉历春节需求）。当地养殖基地、市场之间的禽类流动可能很大程度上增加了高致病性禽流感的散布，进而感染当地广布的野鸟，并把病毒带向北方。如何系统而科学地实施对策，是考验当地管理者的重要试题。
愿未来，迁飞的鸿雁们仅从美丽的圣地带走我们美好的祝福。
参考文献：
J Liu1, H Xiao, F Lei, et al. 2005.Highly PathogenicH5N1 Influenza Virus Infection in Migratory Birds. Science.309(5738): 1206.
H Chen, G Smith, S Zhang,. 2005. H5N1 virus outbreakin migratory waterfowl.Nature.436(7048):191-192.
H Tian, S Zhou, L Dong et al. 2015. AvianinfluenzaH5N1 viral and bird migration networks in Asia. PNAS. 112(22):172-177.
D Prosser, P Cui, J Takekawa, et al. 2011. WildBirdMigration across the Qinghai-Tibetan Plateau: A Transmission Route forHighlyPathogenic H5N1. PLoS ONE 6(3):e17622.doi:10.1371/journal.pone.0017622.
Van Borm S, et al. (2005) Highly pathogenic H5N1influenza virus in smuggled Thai eagles, Belgium. Emerg Infect Dis 11(5):702–705.
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Fournié G, et al. (2013) Interventions for avianinfluenza A (H5N1) risk management in live bird market networks. Proc Natl Acad Sci USA110(22):9177–9182.
撰文：
便便，北京师范大学生态学硕士，国际野生生物保护学会工作人员，2013年起在西藏羌塘从事野生动物保护与研究工作。
燕山亭，英国伦敦帝国理工大学生物学硕士，2012年起在西藏羌塘从事野生动物研究及保护。