敬畏自然,谨防冠状病毒跨物种传播

      冠状病毒(Cornavirus, CoV)是一种有囊膜、不分节段的单股正链RNA病毒,是目前已知基因组最大的RNA病毒。在病毒学分类上,冠状病毒属于套式病毒目(Nidovirales)、冠状病毒科(Coronaviridae),根据血清型和基因组特征分为四个属,分别为α、β、γ和δ冠状病毒属[1]。冠状病毒在自然界中具有广泛的感染宿主,包括人类、多种哺乳动物和鸟类,主要引起人和动物的呼吸道和肠道疾病。到目前为止,已知感染人的冠状病毒(HCoV)有7种,分别为:α冠状病毒属的HCoV-229E、HCoV-NL63,β冠状病毒属的HCoV-OC43、HCoV-HKU1、严重急性呼吸综合征相关冠状病毒(SARS-CoV)、中东呼吸综合征相关冠状病毒(MERS-CoV)和此次从武汉市肺炎患者下呼吸道分离鉴定的新型冠状病毒2019-nCoV。其中SARS-CoV、MERS-CoV、2019-nCoV对人类健康造成了严重威胁,传染性强、致病力高。据世界卫生组织(WHO)统计,截至2003年7月,SARS-CoV引致感染8096例,死亡774例,病死率为9.6%;迄今,MERS-CoV引致感染2494例,死亡858例,病死率高达34.4%;现有的流行病学数据显示,尽管2019-nCoV传染能力高于SARS-CoV和MERS-CoV,但是病死率远低于SARS-CoV和MERS-CoV[2],因此有效切断传播途径是防控当前疫情的首要措施,建议不要恐慌、做好自我防护、减少交叉传染、众志成城、共抗疫情。
      目前普遍认同SARS-CoV和MERS-CoV的自然宿主均为蝙蝠,SARS-CoV可经中间宿主果子狸传染给人类[3],而MERS-CoV则经沙特阿拉伯当地的单峰骆驼传染给人类。基于对2019-nCoV全基因组序列分析、病毒分离,以及最早爆发的病例大多与主营活禽和野生动物的武汉华南海鲜批发市场有接触史,推测2019-nCoV 的自然宿主也是蝙蝠[4]。蝙蝠能够持续飞行的生活习性和生态分布,增加了传播病毒的机会,在过去的15年中,在蝙蝠身上已发现超过30种冠状病毒。那么2019-nCoV到底是由蝙蝠直接将病毒传染给人类还是通过中间宿主传染?目前尚无定论[4],但基于对冠状病毒传播及感染规律的认识,推测可能存在中间宿主,但是这一推论尚待验证。
      科学家利用2019-nCoV毒株体外感染细胞,发现该病毒可利用细胞表面受体——血管紧张素转化酶2(ACE2)感染非易感细胞,这种受体在人、猪、蝙蝠和果子狸等动物中均普遍存在,警示该病毒可能在动物中具有潜在的跨物种感染能力[5]。冠状病毒是一个大家族,家禽、家畜、宠物和野生动物都可能感染冠状病毒,如:鸡传染性支气管炎病毒(IBV)、猪流行性腹泻病毒(PEDV)、猪Delta冠状病毒(PDCov)、猪传染性胃肠炎病毒(TGEV)、猪急性腹泻综合征冠状病毒(SADS-CoV)、犬冠状病毒(CCV)、猫传染性腹膜炎病毒(FIPV)以及牛冠状病毒(BCoV)等,这些病毒可引起动物临床严重发病,对动物生产具有重大影响[5,6]。虽然迄今尚未发现这些动物病毒感染人的报道,但在实验条件下,猪源病毒PDCoV可人工感染鸡,并可感染鸡、猪和人源细胞系。同样最新研究发现猪源SADS-CoV在体外具有广泛的宿主嗜性,尤其可感染多种啮齿类动物的细胞系,也可感染人类和绿猴细胞,进一步提示冠状病毒具有跨物种传播的潜力[7]。而且某些野生动物,如:蝙蝠、果子狸、竹鼠、獾等均是冠状病毒的常见宿主,已成为某些冠状病毒的传播媒介,SARS-CoV、MERS-CoV就是冠状病毒跨物种传播的范例。在抗击新型肺炎的当下,如何防控冠状病毒跨物种传播?值得思考。 
      由于冠状病毒的基因组为RNA,负责病毒复制的RNA聚合酶缺乏校正功能,因此病毒在复制时极易产生变异,这种变异包括基因突变、重组等。一旦病毒从自然宿主向中间宿主传播过程中发生变异,适应了宿主动物,或与宿主本体病毒发生重组,就可能具备进一步感染人的能力。提示人类要敬畏自然,远离野生动物,杜绝野生动物消费,减少对野生动物的侵害,减少对野生动物栖息地的侵扰,减少人为与野生动物的接触,包括捕捉、贩卖、食用等,保持人类与野生动物、自然环境的和谐共处。 
      鉴于2019-nCoV具有潜在跨物种感染的能力,因此,除了必须严防病毒从动物向人类传播,还需谨防新型冠状病毒从人向动物扩散,再通过动物传染人。而且由于动物本身可感染相关冠状病毒,若出现病毒重组,将会给防控带来新的困难。尽管目前尚无关于2019-nCoV逆向从人向动物传染的报道,但由于新型冠状病毒传播能力强,若病毒感染范围扩大,有必要加以重视并进行监测。同时,参考SARS-CoV感染不同品系小鼠、猴等的试验结果:病毒仅在部分品系的动物中具有感染和复制能力,且均未出现严重的发病和致死现象[8],推测动物若感染或携带2019-nCoV,也有可能不产生严重的临床病变或致死现象,表现为无症状的局限性感染,因此容易导致防控和检疫的忽视,特别值得注意。此外,冠状病毒的传播路径主要以接触传播和飞沫传播为主,本次疫情主要经飞沫传播、呼吸道气溶胶近距离传播、接触传播以及口-粪传播,这些传播方式为2019-nCoV从人向动物传播提供了可能。因此,在当前疫情非常严峻的形势下,在防控人类感染的同时,应该注意动物感染的检测和预防,特别加强与2019-nCoV感染者接触动物、宠物的检测,加强野生动物和流浪动物管理,并根据疫情发展注意动物养殖人员和养殖动物的监测,建立动物冠状病毒流行病学数据库,密切监测动物冠状病毒的演化特征,预防潜在的动物携带和传播病毒,为人类防控冠状病毒感染、保障动物健康服务。

作者:孙建和
参考文献:
[1] Adams MJ, Carstens EB. Ratification vote on taxonomic proposals to the international committee on taxonomy of viruses (2012). Arch Virol, 2012, 157:1411-1422.
[2] Zhu N, Zhang D, Wang W, et al. A Novel Coronavirus from Patients with Pneumonia in China, 2019. N Engl J Med, 2020.
[3] Li W, Shi Z, Yu M,et al. Bats are natural reservoirs of SARS-like coronaviruses. Science, 2005, 310: 676-9.
[4] Zhou P, Yang X, Wang X, et al. Discovery of a novel coronavirus associated with the recent pneumonia outbreak in humans and its potential bat origin. bioRxiv, 2020.
[5] Cook, J.K., Jackwood, M., Jones, R.C., The long view: 40 years of infectious bronchitis research. Avian Pathol, 2012, 41 (3), 239–250.
[6] Li Y, Zhou L, Zhang J, et al. Nsp9 and Nsp10 contribute to the fatal virulence of highly pathogenic porcine reproductive and respiratory syndrome virus emerging in China. PLoS Pathog, 2014, 10:e1004216. 
[7] Yang Y, Qin P, Wang B, et al. Broad cross-species infection of cultured cells by bat HKU2-related swine acute diarrhea syndrome coronavirus and identification of its replication in murine dendritic cells in vivo highlight its potential for diverse interspecies transmission. J Virol,2019.
[8] 刘伯华,吴东来,战大伟,等. SARS动物模型的研究. 微生物学报,2004, 44(6):711-716.

学者简介

      孙建和,教授,博士生导师,上海交通大学农业与生物学院动物科学系党支部书记、副主任。上海市曙光学者、《微生物学报》编委、《微生物与感染》编委、中国微生物学会兽医微生物学专业委员会委员、中国畜牧兽医学会兽医公共卫生学分会理事、上海市生物化学与分子生物学会理事、上海市免疫学会畜牧兽医免疫专业委员会副主任委员、美国微生物学会(ASM)会员、美国免疫学会(AAI)会员。美国普渡大学访问学者。研究方向:兽医分子病毒学、家禽先天性免疫信号传导机制。

 

版权所有: 上海交通大学陆伯勋食品安全研究中心