2009年的流感大流行似乎來得莫名其妙。它最初看起來像是墨西哥的一場致命疫情,然後向北蔓延到邊境。當衛生官員得知導致病例驚人爆發的病毒是一種新型病毒,並且對大多數人類構成感染威脅時,他們已經無法阻止它在世界各地傳播。幸運的是,絕大多數病例的症狀都很輕微。如果我們下次沒有那麼幸運怎麼辦?
這個問題沉重地壓在流感科學家和公共衛生規劃者的心頭,因為他們正在為下一次大規模疫情爆發做準備。而且肯定會有下一次。流感病毒不斷變異。有時,這些變化會導致病毒與我們的免疫系統以前見過的病毒截然不同,以至於它們能夠引發全球性的疾病浪潮,即大流行。總有一天可能會出現一種可以抵禦所有亞型流感病毒的疫苗,但這種疫苗目前仍然是一個夢想。因此,新的病毒可能會並且將會從鳥類、豬或其他動物身上襲擊我們。我們能做的最好的事情就是儘早發現新的入侵者,以便儘快開始生產針對這些特定病原體的疫苗,從而縮短從首次感染到大規模免疫的時間。沒有人希望重蹈2009年的覆轍,當時疫苗問世時,疫情已經達到頂峰,公眾的興趣也在減退。
但是,只有當科學家們知道哪些病毒在最有可能產生新的大流行病毒的物種——鳥類和豬——中傳播時,才有可能發現新的威脅。雖然在過去五六年裡,由於對禽流感(H5N1病毒)的擔憂,對鳥類的監測有所改善,但科學家們對感染全球估計9.41億家養豬的病毒知之甚少。
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然而,對豬病毒的強化監測不太可能很快到來。大多數豬肉生產國根本不檢測他們的豬,而在一些檢測的國家——如美國——檢測是代表豬肉生產者進行的,他們幾乎沒有經濟動力來分享他們的發現。原因是:豬農知道,當新聞中將豬和流感聯絡起來時,豬肉價格就會暴跌。在美國,政府機構拼湊了一個新的專案,他們希望該專案能夠在不威脅生產者生計的情況下提取急需的資料。但許多人類健康專家擔心,為了讓豬農加入而做出的妥協可能會阻礙這項工作。
不斷增加的突變率
你可以稱豬為全球流感監測的阿喀琉斯之踵。對於動物和飼養它們的人來說,流感與其說是一種嚴重的威脅,不如說是一種麻煩;它通常只會引起豬的輕微症狀。豬流感甚至不是一種應報告的疾病,這種分類是為被認為對整個行業構成威脅的疾病保留的,例如口蹄疫。另一方面,豬流感病毒可能對普通人群來說是一個大問題。這是因為豬是新型流感病毒的基因坩堝。它們可以感染來自鳥類、其他豬和人類的流感病毒,為基因在新組合中融合創造機會,這種新組合被稱為重配體。令人擔憂的是,這些新的雜交體將被證明能夠輕易感染人類,同時又足夠外來,一旦感染就會引起嚴重疾病。
自2009年大流行開始以來,科學家們一直在努力拼湊出負責任的病毒是如何出現以及在哪裡出現的。儘管這個謎題仍然缺少許多碎片,但他們能夠推斷出的東西只會強調保持警惕的必要性。
幾十年來,感染豬的流感病毒基本上保持穩定。它們是導致1918年西班牙流感大流行的甲型流感病毒的基因後代,那次疫情導致多達5000萬人死亡。這個病毒家族被稱為H1N1;H代表血凝素,N代表神經氨酸酶,這兩種蛋白質存在於病原體的表面,實驗室和免疫系統用它們來區分不同的流感病毒。(H蛋白有16組,N蛋白有9組。)自1918年大流行以來的幾十年裡,遠房表親也一直在感染人類。豬的變種,即經典豬流感病毒,其進化速度遠慢於人類的變種。大約在十幾年前,這種情況發生了巨大的變化。由於未知的原因,北美豬流感病毒開始以驚人的速度進化,那裡飼養了大量的豬。
事實上,美國是世界第二大豬肉生產國,僅次於中國;2009年有1.15億頭豬在美國屠宰場被屠宰。商業養豬場的規模和經營方式各不相同。如今,許多經營者按發育階段對動物進行隔離,例如,將懷孕的母豬與仔豬分開,以減少利潤威脅性疾病的傳播。
1998年,明尼蘇達州、愛荷華州和得克薩斯州的豬群被發現感染了一種新的H3N2病毒,這是一種所謂的“三重重配體”,包含經典豬流感病毒基因,以及通常感染鳥類和人類的病毒基因。從那時起,其他三重重配體病毒已經形成並傳播。其中包括另一種版本的H1N1,以及H1N2和H3N1病毒。甚至在2006年,密蘇里州的豬身上也短暫地發現了H2N3病毒,考慮到1968年後出生的人對H2病毒家族沒有任何抗體,這可能是一個危險的轉變。當科學家們思考哪些病毒可能導致未來的大流行時,H2病毒在名單上名列前茅。
美國農業部和診斷實驗室的研究人員在科學期刊上報告了這些新病毒。但大多數專注於人類健康方面的流感科學家和官員都被另一種危險的威脅分散了注意力:禽流感。1997年,H5N1病毒在傳統上被認為是新流感病毒震中的東南亞出現。最初的疫情發生在香港,在香港下令撲殺其境內所有家禽後得到控制。然而,到2003年底,該病毒捲土重來,並在中國、越南和泰國的家禽群中肆虐,隨後蔓延到更遠的地方。數百萬只鳥類死於感染或被撲殺以阻止其傳播,超過300人死亡。
這些禽流感事件突顯了密切關注動物宿主中新流感毒株的緊迫性。香港大學的病毒學家裴偉士和管軼以及其他同事在中國對鳥類進行了開創性的監測。十多年來,該團隊還開展了一項計劃,對進入屠宰場的豬進行流感檢測。香港屠宰場屠宰的動物中,約80%來自中國大陸附近的農場。儘管在香港收集的資料並不能說明中國的全部情況,但該計劃仍然比美國目前的情況更廣泛地打開了一扇瞭解這個幅員遼闊、以不開放著稱的國家的豬流感情況的視窗。
檢測豬
這種並置的諷刺意味並沒有被流感科學家們忽視,他們記得美國是如何積極推動中國、印度尼西亞和其他亞洲國家提高其H5N1疫情的透明度的。管軼和其他人對豬的監測資料匱乏感到沮喪,不僅來自美國,也來自其他地方。美國的監測資料不足,但在南美洲和中美洲、非洲、印度和亞洲其他一些地區,幾乎沒有對豬流感進行監測。“目前的形勢確實一點也不令人安心,”裴偉士宣稱。“我們知道途徑,”管軼談到豬在新型流感病毒產生中可能扮演的角色時說。“為什麼我們不進行觀察呢?”
在美國,一個更好的問題可能是“為什麼他們不分享呢?”農民曆來都會對他們的豬進行流感檢測,通常是在國家動物衛生實驗室網路(NAHLN)的診斷實驗室進行。製造豬流感疫苗的公司也需要知道動物面臨哪些流感威脅,以便他們能夠相應地調整他們的疫苗。但動物衛生部門收集的資訊很少與負責保障人類健康的研究人員和官員分享。事實上,在2009年疫情爆發後,豬場的流感檢測戛然而止。“基本上,生產者真的不想知道,因此,進入NAHLN實驗室的通常的呼吸道樣本流乾涸了,”疾病控制與預防中心流感部門負責人南希·J·考克斯說。
這些實驗室和公司的優先事項是由對豬及其所有者最有利的事情決定的。NAHLN實驗室——通常設在大學裡,如明尼蘇達大學和愛荷華州立大學——為農民,他們的客戶工作。明尼蘇達大學豬健康和生產力主席蒙特塞·託雷莫雷爾解釋說,任何發現,無論是陽性還是陰性,都將被保密。“實際上有很多實際的測序監測,如果你願意這麼說的話,但這些資訊會反饋給提交樣本的人。”
值得注意的發現,如首次三重重配體H3N2的發現,最終會出現在科學文獻中,但這個過程可能需要一年或更長時間。這遠不能代替即時監測,即時監測會給人類健康官員提供當前的畫面,而不是歷史的視角。每隔一段時間,就會有人直接從豬身上感染豬流感,疾控中心就會接到電話。(例如,今年秋天就發生了兩次。幸運的是,這兩個病例都被證明是孤立事件。)但這樣的電話通常來得太晚,無法進行徹底的調查。“當我們能夠弄清楚實際的暴露情況時,豬通常已經被送去屠宰了,”考克斯說。
其他研究人員試圖揭示豬體內迴圈的病毒種類,但同樣遇到了阻力。聖裘德兒童研究醫院孟菲斯世界衛生組織流感合作中心負責人理查德·J·韋比在與幾位同事試圖建立一項短期研究,對看似健康的豬進行流感病毒拭子取樣時,遇到了這個問題。為了獲得接觸動物的機會,韋比的團隊承諾,在研究之前,將其收集的所有樣本放入冰櫃三個月。這是一個善意的姿態,旨在向合作的農民保證,在取樣一週後,他們不會在農場門口發現穿著防護服的公共衛生人員。韋比說,這項提議得到了幾位農民的接受,是為了“潤滑齒輪”。他承認,如果沒有這項提議,一些生產者可能就不會簽約。
然而,目前,在GenBank或GISAID等線上資料庫中上傳的豬病毒基因序列太少,流感研究人員可以在任何地方檢視這些序列。這給人類健康研究人員留下了一個巨大的盲點。“你不可能說GenBank或GISAID或其他任何地方的序列能夠代表目前豬體內實際迴圈的病毒,”考克斯說。“這就是公共衛生部門非常擔心的。我們理解農業方面的所有問題。但我們希望朝著一個解決方案努力,在這個解決方案中,可以更多地共享可用的資訊。”
需要合作
早在2009年大流行之前,疾控中心就開始走上加強合作的道路,與美國農業部就一個專案進行談判,該專案將使動物衛生診斷檢測的發現與人類衛生方面共享。但是,如果沒有豬肉生產者的合作,該專案仍然處於起步階段,無法發揮作用,迄今為止,豬肉生產者一直不願支援許多人認為的政府幹預其事務的企圖。“豬是農民的財產。只要豬身上發生的感染不是被認為是國家畜群風險的專案疾病,那麼豬身上發生的事情就是農民的事情,而不是政府的事情,”國家豬肉委員會科學和技術副總裁保羅·桑德伯格說。
為了克服農民的猶豫,疾控中心-美國農業部監測系統內建了幾個關鍵的妥協方案。首先,匿名性得到保證。在生產者提交給診斷實驗室的樣本中發現的病毒可能會被輸入到一個更廣泛可訪問的監測系統中。然而,除非生產者事先同意,否則任何可能識別其農場的資訊都會在資料傳遞之前被剝離。人類健康官員可以知道病毒是在哪個州發現的,但不知道具體的縣或農場。“匿名監測流是預設設定,這意味著監測的檢測結果將以匿名方式提供給專案。資料中不會包含所有者或提交獸醫的資訊,”美國農業部首席獸醫官約翰·R·克利福德說。
生產者可以同意讓識別資訊附加到資料上,但預計很少有人會放棄匿名保護。該系統的規則還規定,如果有人感染了豬流感病毒,與該人有過接觸的任何豬群的所有者必須同意,當局才能檢測豬。如果疾控中心看到一個人感染病例或一種看起來可能傳染給人類的病毒,那麼為了保護人類健康,匿名面紗會被揭開嗎?目前尚不清楚。桑德伯格說,如果疾控中心看到一種有問題的病毒,它可以提醒相關的州衛生部門注意人類病例。
桑德伯格說,生產者並非不關心豬流感病毒對人類的威脅,他支援新的疾控中心-美國農業部監測系統,但他們認為這種威脅有時被誇大了。每天有數百萬頭豬與人接觸,但人類從豬身上感染的病例卻很少見。農民們看到了阿諾德·範·金克爾的遭遇,這位加拿大生產者的豬群是世界上第一個豬流感大流行H1N1檢測呈陽性的豬群。範·金克爾的豬康復了,但他不得不宰殺這些動物,因為沒有人會買它們。
儘管提交給新的疾控中心-美國農業部監測系統的病毒樣本數量在2010年下半年開始增加,但許多醫生和流行病學家擔心,內建的妥協方案仍然過於限制。他們擔心他們將無法及時識別新的豬病毒或檢測到病毒從豬傳播到人的情況,從而對人類健康產生影響。他們沒有放棄獲得更好資料的努力。疾控中心的考克斯和義大利帕多瓦世界動物衛生組織參考實驗室負責人伊拉里亞·卡普瓦正在組織一次會議,於2月初在義大利舉行,召集主要的人類和動物衛生機構和科學家,試圖找到一種克服障礙的方法。卡普瓦謹慎地樂觀地認為,存在繞過障礙的方法。“我們只需要弄清楚它們是什麼,”她說。
豬肉政治可能進展緩慢,但流感正在以驚人的速度進化。“生物學規則在過去20年中發生了變化,所以我認為思維方式也必須改變,”渥太華大學專門研究流感進化的病毒學家厄爾·布朗說。豬肉生產者可能會因任何負面宣傳而損失慘重。然而,如果2009年大流行病毒的毒性更強的後代從豬身上出現,那麼所有人都會蒙受損失。