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Nature关注:新冠病毒正在野生动物中传播,这对新冠大流行意味着什么?

在北美地区,生活着大量的野生白尾鹿,美国境内大约有3000万只,加拿大境内也有数百万只,总数超过了北美人口总数的十分之一。


随着新冠病毒的大流行,美国和加拿大已有相当数量的人类感染了新冠病毒,2021年底,一篇发表在 Nature 的论文显示,北美地区许多野生白尾鹿已经感染了新冠病,甚至感染了多种新冠变异株。这表明新冠病毒可能在野生白尾鹿体内长期生存,为新冠病毒的进一步进化并重新传播人类带来了新的途径。

目前还没有证据显示野生动物中的新冠病毒会传播给人类,但科学家们越来越担心这些白尾鹿会成为新冠病毒库,从而产生新的变异株并带来新的疫情暴发。还有一些研究认为,Omicron 在人类大规模暴发前曾在动物宿主中潜伏一段时间。

到目前为止,这些感染新冠病毒的白尾鹿并没有显示出任何症状,但它们可能会将新冠病毒传播给其他牲畜或野生动物,一旦新冠病毒在野生动物中广泛传播,疫情将变得难以控制。

自 COVID-19 大流行开始以来,研究人员一直关注野生动物感染情况。为了能有针对性的监测,研究人员首先研究了 ACE2,ACE2 是新冠病毒入侵人类细胞的受体蛋白。具有与人类相似的 ACE2 蛋白的动物具有感染新冠病毒的风险。全世界的科研团队开始对这些动物进行实验性感染测试,已确定它们能否感染并传播新冠病毒。

研究显示,灵长类动物、猫科动物、鹿鼠、貉、水貂、白尾鹿等动物具有感染和传播新冠病毒的潜力。

2021年1月,美国农业部的研究人员发现,圈养的白尾鹿能够感染新冠病毒,并通过鼻粘液和粪便传播给相邻围栏中的其他白尾鹿。这些鹿感染新冠病毒后一周内会产生针对新冠病毒的抗体,且不会出现明显症状。这些发现令人惊讶,因为牛、羊等其他有蹄类动物并不会感染新冠病毒。

而在2021年7月,美国国家野生动物研究中心的研究人员在预印本 bioRxiv 发表论文。他们对2021年1月至2021年3月期间从白尾鹿身上采集的385份血液样本进行检测,发现近40%的血液样本中可以检测到针对新冠病毒的抗体,这表明已经有相当比例的白尾鹿感染了新冠病毒,这也是首次发现野生动物广泛接触了新冠病毒。

实际上,在新冠大流行刚开始的2020年,科学家们已经开始了对白尾鹿的检测,但整个2020年的检测并没有发现它们感染新冠病毒。

而在2021年,情况完全改变了,2021年1月开始的各种检测样本,均发现野生白尾鹿种群中大量感染新冠病毒。而这恰恰紧随着人类,尤其是美国感染新冠的高峰期之后。白尾鹿群中检测到的新冠病毒变异株,也证明了人类多次将最新的新冠变异株传播给了野生白尾鹿群。

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自2021年1月起,研究人员在美国的24个州检测到了感染新冠病毒的野生白尾鹿,加拿大的各个地区同样也检测到了。2021年12月底,纽约市史坦顿岛上的野生白尾鹿竟也检测 Omicron 变异株。2022年3月,犹他州的野生骡鹿体内检测到了新冠病毒。

然而,野生鹿群中的新冠病毒传播似乎只局限在北美地区,到目前为止,欧洲的野生鹿群中还没有检测到新冠病毒感染的情况。生物学差异无法解释这种现象,从 ACE2 受体来看,欧洲鹿群和北美白尾鹿的新冠易感性是相似的。这说明北美地区的白尾鹿中的新冠病毒传播很可能是因为那里白尾鹿种群密度很高,并和人类频繁接触所致。在北美,野生鹿经常在野外随处走动,甚至会走进人们的后院,但这种情况在其他地方很少见,野生动物通常生活在保护区。

到目前为止,仍不清楚这些野生白尾鹿是如何感染新冠病毒的。可能是因为直接接触,例如人类直接抚摸白尾鹿或给它们投喂食物时的接触。在美国的一些州,有人专门饲养白尾鹿,还有一些针对受伤白尾鹿的救治,这都可能导致其与人类的密切接触,当它们感染新冠病毒后再回到野外,就可能将新冠病毒传播给其他白尾鹿。但这些接触难以解释如此野生鹿群中的如此大比例的传播。因此,也有观点认为这些野生白尾鹿可能是通过环境接触而感染新冠病毒,但这一点尚未得到严格证实。

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在美国,白尾鹿已经很好地适应在人类周围生活

还有一种观点认为,被新冠病毒污染的废水流入野外水源,可能使白尾鹿感染新冠。许多研究已经在污水中发现了新冠病毒 RNA,但目前还没有在废水中分离出具有传染性的新冠病毒毒株。

此外,还有报道称,野猫或野貂等动物可以能作为传播媒导致白尾鹿感染新冠病毒。

上述观点似乎都有一定道理,但也都不能完全解释野生白尾鹿中的大规模传播情况,很可能它们并不是通过单一原因造成的感染和传播,而是多种原因共同导致的

白尾鹿是一种群居动物,它们通常在几平方公里的范围内活动,然而,在每年十月到第二年2月的繁殖季,这种情况就会发生变化。在此期间,鹿群会相互接触并大大扩大行动范围。它们之间在接触时会有很多鼻子碰鼻子的接触,这就导致一旦一只鹿感染了新冠病毒,它们的行为方式很容易造成新冠病毒在种群内的广泛传播。

之前在中东地区暴发的中东呼吸综合征(MERS-CoV),也是一种冠状病毒所致的致命传染病。而这种病毒就是由骆驼传播给人类的。因此,科学家们担忧白尾鹿成为新冠病毒的宿主,从而向人类传播。

一旦新冠病毒在白尾鹿体内建立长期感染,就可能在其体内发生变异、进化,并与其他冠状病毒重组,从而可能感染其他鹿或放牧动物如绵羊、山羊、奶牛等。

而越来越多的研究证明了这一点,新冠病毒在白尾鹿体内显示出长期进化的迹象。今年2月份,加拿大食品检验局的研究人员在预印本 bioRxiv 发表的一项研究显示,在安大略省采样的白尾鹿感染的新冠病毒与新冠原始毒株相比,具有76个突变位点,这些突变导致新冠入侵宿主细胞的S蛋白发生了变化,这种变化是高度可传播变异株成功的关键。而对这些病毒基因组的分析显示,与之亲缘关系最近的是一年以前感染人类的新冠病毒,这表明该病毒已经在白尾鹿中传播了很长时间。

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2月份,宾夕法尼亚大学发表在预印本 medRxiv 的论文显示,当地白尾鹿中发现了与人类基因组不同的新冠 Alpha 变异株,这表明 Alpha 变异株之前感染白尾鹿后一直在白尾鹿体内独立进化。

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更重要的是,有研究发现,安大略省一个人体内的新冠病毒与在白尾鹿中发现的新冠病毒基因组高度相似,尽管缺少关键证据,但科学家们怀疑此人可能从白尾鹿身上感染了新冠病毒。如果这一点得到证实,那么白尾鹿对人类的传播将令人担忧。

此外,白尾鹿和人类一样,能够多次感染新冠病毒,例如有研究发现,感染了 Omicron 的白尾鹿体内同样存在着针对 Delta 的抗体,这表明白尾鹿可以多次感染新冠病毒,这也意味着新冠病毒将难以从白尾鹿体内消失,从而继续造成传播。
原文链接
https://www.nature.com/articles/d41586-022-01112-4



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