病原體被發現會殺死瀕危黑猩猩:它對人類構成威脅嗎?

一次埃博拉疫情和一些錯誤的線索拖慢了對攻擊神經和腸道的細菌長達15年的 खोज

West African Chimpanzee at the Tacugama Chimpanzee Sanctuary in Sierra Leone

在獅子山塔庫伽瑪黑猩猩保護區中的西部黑猩猩(Pan troglodytes verus)。

在一月份中旬的一個星期五晚上,居住在獅子山塔庫伽瑪黑猩猩保護區的五歲黑猩猩傑克遜拒絕吃晚餐,這讓他的飼養員感到震驚。到星期六,他變得昏昏沉沉並開始癲癇發作。從那時起,傑克遜的情況有所好轉——他正在進食,看起來也很穩定,儘管仍然腹瀉——但他的生存絕非有保障。“這種疾病非常像那樣:你會看到起起伏伏,”塔庫伽瑪的總經理、獸醫安德烈亞·皮薩羅說。“有一天它們非常好,第二天,它們就變得非常糟糕。”

傑克遜患有流行性神經和胃腸綜合徵 (ENGS),這是一種神秘的疾病,自 2005 年以來,已導致 60 只患上該病的塔庫伽瑪黑猩猩中的 59 只死亡。在多年努力查明該疾病的原因後,科學家和獸醫最終找到了可能的罪魁禍首:一種新發現的Sarcina菌種,這是一種常見於環境中的細菌,偶爾與人類的胃腸道疾病有關。正如研究人員在 2 月 3 日發表在《自然·通訊》上的報告所述,這一發現表明,某些Sarcina菌種實際上可能具有高度毒力,但直到現在才被人們認識到。 

“也許存在一系列不同的Sarcina菌種,它們看起來相同,但已經獲得了使其更具致病性的遺傳特性,”主要研究作者、威斯康星大學麥迪遜分校的獸醫和博士候選人莉亞·歐文斯說。“這可能會對人類和動物的健康產生影響。”


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塔庫伽瑪是獅子山唯一的西部黑猩猩保護區,西部黑猩猩是一個極度瀕危的亞種,其分佈範圍曾經橫跨西非,但現在僅限於八個國家。該保護區獲得認可,並榮獲獎項,位於弗里敦東南八英里處,西區國家公園的邊緣,還開展環境教育、生態旅遊和社群保護專案。如今,九十九隻黑猩猩永久居住在塔庫伽瑪。它們中的許多是在幼年時從非法野生動物貿易中被解救出來的。

塔庫伽瑪的黑猩猩從 2005 年開始患上 ENGS,儘管獸醫花了數年時間才意識到他們失去的動物死於共同的原因。這種綜合徵在不同的個體中表現不同,有些表現出神經系統症狀,如缺乏協調性和癲癇發作,另一些則遭受胃腸道不適——或兩者兼而有之。有些動物似乎從 ENGS 中恢復過來,但幾周或幾個月後又會死亡,而另一些動物則在沒有任何警告跡象的情況下突然死亡。

塔庫伽瑪的獸醫追查了幾個虛假的線索,包括一種引起神經系統問題的病毒,為此他們為保護區內的每隻黑猩猩都接種了疫苗。他們還徹底清除了黑猩猩圍欄中發現的一種有毒植物。但病例仍在不斷出現。2016 年,非洲大陸靈長類動物保護區的傘式組織泛非保護區聯盟聯絡了流行病學家託尼·戈德堡,他是歐文斯在威斯康星大學麥迪遜分校的導師。戈德堡立刻被吸引住了。“這是一種未知的傳染病,對瀕危物種的健康和生存構成嚴重威脅,而該物種恰好是我們最近的親屬,”他說。

獲得將黑猩猩樣本出口到美國的許可花了兩年半的時間(尤其是因為當時埃博拉疫情正在爆發),並制定了安全運輸樣本的後勤方案。最終,威斯康星州的研究人員獲得了來自 19 只死於該綜合徵的黑猩猩和 14 只健康黑猩猩的組織、血液、血清和糞便樣本。“一天晚上我來到實驗室,我們收到了這批裝滿液氮的[貨物],”歐文斯說。“託尼欣喜若狂,就像,‘哦,我的天哪,我已經等了好幾年才能看到這些大腦了!’”

歐文斯、戈德堡及其同事對樣本進行了全面分析,以表徵存在的所有病毒、細菌和寄生蟲。歐文斯說,幾個樣本“僅對一種細菌就有驚人的讀取次數,比如 90% 以上”。診斷性測序和統計分析證實,這種細菌在任何健康黑猩猩中都不存在,這表明它與 ENGS 有關。

從外觀上看,這種微生物似乎是Sarcina ventriculi,它看起來有點像四葉草,在世界各地的水和土壤中無處不在。該物種最早是在 19 世紀一位出現嘔吐症狀的人類患者身上發現的,但隨後在與疾病相關的科學文獻中基本上消失了。然而,基因組測序顯示,該團隊發現的不是S. ventriculi,而是一種完全未知的Sarcina菌種,該團隊將其命名為Sarcina troglodytae。“在瞭解這種細菌存在的所有幾十年裡,醫學界從未意識到他們一直稱之為S. ventriculi的可能實際上是一組相關的細菌,”戈德堡說。

黑猩猩並不是最近唯一感染Sarcina的靈長類動物。自 2010 年以來,美國人類患者中出現該細菌的病例激增,通常是接受過減肥手術的患者。然而,臨床醫生主要根據外觀而不是遺傳學來診斷S. ventriculi,因此無法確定人們實際感染的是哪種菌種。但一些人類Sarcina感染病例,包括一例致命病例,表現出與黑猩猩身上看到的“驚人相似”的效果,歐文斯說。

“問題是:這是一種與我們認為我們認識的Sarcina不同的新興病原體嗎?”她說。“還是宿主本身正在發生變化,使其能夠被這種病原體感染並生病?”

歐文斯和戈德堡假設存在多種未被識別的Sarcina菌種,其中一些是良性的,一些是機會性病原體。現在的挑戰將是理清這些不同的菌種,確定有毒菌種是如何引起疾病的,並梳理出體內或體外的哪些環境觸發因素使某些靈長類動物易受感染。回答這些問題不僅可以幫助保護瀕危物種,還可以保護人類。正如歐文斯所說,“黑猩猩基本上就是我們,在基因上。”

這些發現也為如何最好地治療塔庫伽瑪的靈長類動物居民的 ENGS 提出了問題和希望。“這項研究代表了一個起點,可以指導對未來不幸病例的進一步調查,併為定製治療干預措施提供思路,”柏林羅伯特·科赫研究所的獸醫和靈長類動物傳染病博士後研究員莉維亞·帕特羅諾說,她沒有參與這項工作。

塔庫伽瑪的獸醫已經在改變他們的治療方法。與以往任何受感染的黑猩猩不同,傑克遜除了接受靶向抗生素治療外,還在接受益生菌和特殊飲食。“以前,我們迷失了方向,試圖關注一切,”皮薩羅說。“現在我們知道我們必須防範什麼了。” 

瑞秋·努維爾是一位科學記者和作家。她的最新著作是《我感受到愛:MDMA 與在支離破碎的世界中尋求聯絡》(布盧姆斯伯裡出版社,2023 年)。在 X 上關注她 @RachelNuwer

更多作者:瑞秋·努維爾
SA 健康與醫學 第 3 卷 第 2 期本文最初以“病原體被發現會殺死瀕危黑猩猩:它對人類構成威脅嗎?”為標題發表於SA 健康與醫學 第 3 卷 第 2 期(
doi:10.1038/scientificamerican042021-351ntI1ZHySrSBypTOQzgI
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