四十多隻牙買加果蝠將運往蒙大拿州波茲曼的實驗室,它們將成為一項雄心勃勃的實驗的一部分:預測下一次全球大流行病。
全球範圍內的蝙蝠是病毒從動物傳播到人類的主要媒介。這些病毒通常對蝙蝠無害,但對人類可能是致命的。例如,中國的馬蹄蝠被認為是導致新冠病毒病爆發的可能原因。研究人員認為,氣候變化和人類發展的侵佔給蝙蝠帶來了壓力,增加了病毒從蝙蝠跳躍到人類的頻率,導致了人畜共患疾病。
疾病生態學家,近期發表在《自然》雜誌和《生態學通訊》雜誌上關於生態變化在疾病中所起作用的論文的合著者 Raina Plowright 說:“溢位事件是一系列應激源造成的後果——蝙蝠棲息地被清理,氣候變得更加極端,蝙蝠為了尋找食物而遷入人類區域。”
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這就是為什麼蒙大拿州立大學免疫學家 Agnieszka Rynda-Apple 計劃今年冬天將牙買加果蝠帶到波茲曼,建立一個繁殖種群,並加速她的實驗室作為由七個國家的 70 名研究人員組成的團隊 BatOneHealth 的一部分的工作——該團隊由 Plowright 創立——希望找到預測下一種致命病毒可能從蝙蝠傳播到人類的方式。
Rynda-Apple 說:“我們正在合作研究為什麼蝙蝠是如此出色的媒介這個問題。我們試圖瞭解蝙蝠免疫系統的哪些特性使其能夠保留病毒,以及在何種情況下它們會 Shed 病毒。”
她說,為了研究營養壓力的作用,研究人員為它們創造了不同的飲食,“並用流感病毒感染它們,然後研究它們 Shed 多少病毒,病毒 Shed 的時長以及它們的抗病毒反應。”
雖然她和她的同事已經一直在進行這類實驗,但繁殖蝙蝠將使他們能夠擴大研究範圍。
為了徹底瞭解環境變化如何導致營養壓力並更好地預測溢位,這是一項艱苦的工作。“如果我們真的能夠理解拼圖的所有碎片,這將為我們提供工具,讓我們能夠回顧並思考我們可以採取哪些生態對策來打破溢位迴圈,”蒙大拿州立大學統計學助理教授 Andrew Hoegh 說,他正在為可能的溢位情景建立模型。
蒙大拿州立大學的小型研究團隊與位於蒙大拿州漢密爾頓的美國國立衛生研究院落基山實驗室的研究人員合作。
最近發表在《自然》和《生態學通訊》上的論文重點關注澳大利亞的亨德拉病毒,那裡是 Plowright 的出生地。亨德拉病毒是一種呼吸道病毒,會導致類似流感的症狀,並從蝙蝠傳播到馬,然後可以傳播給治療馬匹的人。它具有致命性,馬的死亡率為 75%。在已知的七名感染者中,有四人死亡。
推動 Plowright 工作的問題是,儘管蝙蝠可能已經寄生該病毒數百萬年,但亨德拉病毒為何在 1990 年代開始出現在馬和人身上。研究表明,原因是環境變化。
Plowright 於 2006 年開始她的蝙蝠研究。在從澳大利亞蝙蝠(稱為狐蝠)採集的樣本中,她和她的同事很少檢測到該病毒。2005-06 年,北部地區海岸的熱帶氣旋拉里摧毀了蝙蝠的食物來源後,數十萬只動物就此消失了。然而,他們發現了一個弱小且飢餓的蝙蝠小種群,它們身上攜帶著亨德拉病毒。這促使 Plowright 將注意力集中在營養壓力上,認為它是溢位的關鍵因素。
她和她的合作者搜尋了 25 年關於棲息地喪失、溢位和氣候的資料,發現環境變化造成的食物來源喪失與食物壓力大的蝙蝠體內高病毒載量之間存在聯絡。
在 厄爾尼諾 氣候模式(每隔幾年發生一次,具有高溫)發生後的那一年,許多桉樹不會產生蝙蝠所需的帶有花蜜的花朵。而人類對其他棲息地的侵佔,從農場到城市發展,已經消除了替代食物來源。因此,蝙蝠傾向於遷入次等的無花果樹、芒果樹和其他樹木的城市地區,並在壓力下 Shed 病毒。當蝙蝠排洩尿液和糞便時,馬會在嗅地面時吸入。
研究人員希望他們對感染亨德拉病毒的蝙蝠的研究能夠說明一個普遍原理:自然環境的破壞和改變如何增加致命病原體從野生動物溢位到人類的可能性。
最有可能發生溢位的三個來源是蝙蝠、哺乳動物和節肢動物,尤其是蜱蟲。大約 60% 的新發傳染病感染人類來自動物,其中約三分之二來自野生動物。
森林砍伐和人類侵佔荒野地區會助長疫情蔓延的觀點並不新鮮。例如,專家認為,導致艾滋病的艾滋病毒最初是在中非人們食用黑猩猩時感染人類的。1998 年末和 1999 年初馬來西亞爆發了蝙蝠傳播的尼帕病毒,該病毒從蝙蝠傳播到豬。豬擴大了病毒的傳播,並傳播給人類,在那次疫情中感染了 276 人,造成 106 人死亡。現在正在顯現的是與環境變化帶來的壓力之間的聯絡。
這個複雜難題的一個關鍵部分是蝙蝠的免疫系統。在蒙大拿州立大學飼養的牙買加果蝠將幫助研究人員更多地瞭解營養壓力對其病毒載量的影響。
落基山實驗室病毒生態部門主管兼 BatOneHealth 成員 Vincent Munster 也在研究不同種類的蝙蝠,以更好地瞭解溢位的生態學。“蝙蝠有 1400 種不同的物種,攜帶冠狀病毒的蝙蝠和攜帶埃博拉病毒的蝙蝠之間存在非常顯著的差異,”Munster 說。“以及成千上萬只群居的蝙蝠與相對獨居的蝙蝠之間的差異。”
與此同時,Plowright 的丈夫 Gary Tabor 是大型景觀保護中心的主席,這是一個非營利組織,它應用疾病生態學研究來保護野生動物棲息地——部分目的是確保野生動物得到充分的營養,並防止病毒溢位。
Tabor 說:“鑑於世界繼續經歷前所未有的土地清理水平,棲息地破碎化是一個行星健康問題,但尚未得到充分解決。”
隨著預測疫情爆發的能力提高,其他策略也成為可能。可以預測亨德拉病毒可能溢位的地點的模型可以引導在這些地區為馬匹接種疫苗。
另一種可能的解決方案是 Hoegh 提到的“生態對策”——例如大規模種植開花的桉樹,這樣狐蝠就不會被迫在發達地區尋找花蜜。
Plowright 說:“目前,全世界都關注我們如何阻止下一次大流行病。不幸的是,保護或恢復自然環境很少成為討論的一部分。”
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