​荐读&直播预告 | 病毒面前,人与动物该如何相处

2021-07-17

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不久之前,我们还陷入新冠病毒是否来自自然的疑云,但如今,人类本身也成为了传染源。

全球首个非人类的灵长类动物感染新冠病毒的病例出现在美国圣地亚哥动物园,园方证实,有两只大猩猩被无症状感染者饲养员传染。


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(图源:澎湃影像)


大猩猩却并非首当其冲的物种。在病毒肆虐的2020年,“大猫”们成了新冠病毒除了人类之外的目标。


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12月,路易斯维尔动物园的雪豹NeeCee感染新冠,并很快传给另外两只雪豹


老虎、雪豹相继出现感冒症状,后被检出新冠阳性,传染源同样是饲养员。

相对于人类,动物感染的棘手之处在于,无法组织他们有效隔离,也没有可以纾解药物,只能尝试增强免疫;它们自然也不能述说自己的症状。

无论是动物传人还是人传动物,物种间传染并不罕见。


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动物易感新冠风险分布图,灵长类极易感

(图源:海上柳叶刀)



猫与弓形虫

如果家中有猫咪,那么“弓形虫”应该不是个陌生词汇。

这里的“弓形虫”指代龚地弓形虫,它的目标是猫科动物,但是也可以感染多种中间宿主。很遗憾,我们人类也属于其中之一。


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龚地弓形虫传播途径简图

全世界有大约30%的人感染了弓形虫,我国不同人群的感染率为0.33%~47.3%,可见其感染率之高。弓形虫可随着血液的传播到达全身各处,在发育过程中,就像很多顶复动物一样,弓形虫涉及多种状态的切换,如滋养体、速殖子、慢殖子、裂殖子、配子体和卵囊等,其中的过程相当复杂。对人类等中间宿主来说,弓形虫的速殖子一旦侵入机体,可以迅速分化为包裹在组织囊肿或胞囊(tissue cysts)内的缓慢生长的慢殖子,并在神经元与骨骼肌等长寿细胞内持续存在。

虽然弓形虫不会像疟原虫那样造成大量急性感染,而是多数呈现为隐性感染,但它会引发慢性疾病,并且导致宿主行为的变化,而宿主抵抗力弱时也会造成严重的损害,如侵害脑、心脏、眼、肝、肺等器官。目前认为,弓形虫感染与包括精神分裂症在内的一些精神疾病可能有关,如帕金森病、双相情感障碍等,它也是造成新生儿畸形的重要原因之一。


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龚地弓形虫结构模式图

尽管人类会被感染,但是龚地弓形虫的最终目标是猫,而猫最喜爱的食物是鼠,因此人们一度认为龚地弓形虫对鼠有了针对性的演化策略。但在2020年,布里兰特等人对上述观点进行了全面验证,并更新了有关结论。

他们的研究暴露出了真正的问题——事实上,没被感染的鼠更倾向于待在自己气味所在的区域,而被感染的鼠则更倾向于去探索其他区域。换句话说,健康的鼠更倾向于宅在家,在自己熟悉的区域活动,而被弓形虫感染以后,它们的胆子就变大了,会有更多的探索活动。而这些探索活动并没有特别指向猫的气味。

另一个团队以吴(Huân M. Ngô)为第一作者发表的成果也具有很强的提示意义。这项研究显示,患有严重弓形虫感染的人类儿童身上存在的某些小RNA和蛋白质与阿尔茨海默病和帕金森病患者相同。

寄生虫能够影响12种人类嗅觉受体,与在黑猩猩和鼠类中的情况类似,并且与1178种人类基因之间存在相关性,其中很多基因在多种癌症中都存在异常表达。这意味着弓形虫感染能够引起人类神经的病变,并引起基因表达层面的变化,不仅会引起神经功能的变化,也可能诱发神经癌变。或者说,在某种意义上,这些疾病可能带有传染病的性质。


斑点恶魔

今天,我们多数人可能对天花已经不是很熟悉了,但在古代,那可是非常严重的传染病。实际上在20世纪,天花也杀死了3 亿~5.4 亿人,比当时所有战争造成的死亡人数总和还要多。在西方,它被称为“斑点恶魔”,甚至有一种说法是,人只有得过天花以后,生命才是自己的

引起天花的是天花病毒(variola virus,VARV),其遗传物质为DNA,属于痘病毒类。痘病毒类是所有病毒中个头最大、结构最复杂的。而且,天花病毒已经跨过了人畜共患病的界限,进入了发展的最后一个阶段——只感染人。

关于天花病毒最初的源头已经很难考证。目前,综合各方面的意见来看,其最初很有可能起源自非洲中部的某种啮齿动物,然后传播到了埃及,古埃及法老拉美西斯五世的木乃伊上就有天花的痕迹,然后是印度,之后传到了我国。

1562年,为英国奠定霸权地位的君主伊丽莎白一世就患上天花,治愈方法是将她用毯子卷起来烤(传说这是“中国疗法”)。但她在愈后不仅满脸痘印,而且头也秃了。她脸上的瑕疵得靠擦粉遮掩,红色的头发则是假发。事实上,在那个时代的欧洲,经常会有很多贵妇人突然就足不出户了,原因无它,都是被天花毁容了。


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电影《玛丽女王》中的伊丽莎白一世形象,理论上更还原真实的伊丽莎白一世(图源:豆瓣)


尽管“中国疗法”的确治愈了英国女王,但天花真正的解决方法是人痘接种。

接种人痘的基本原理就是让人主动去接触天花,这是一种原始的减毒疫苗——接触已经在环境中充分暴露并且衰弱的病毒。其背后的原理,一方面是病毒的浓度和活力不足,不易引起疾病,另一方面则是利用了人体免疫系统的神奇能力。

我们的免疫系统在初次接触病原体后,会产生第一次免疫应答,这次应答启动的速度慢,强度往往不足,但应答之后,会产生具有记忆能力的免疫细胞。当第二次遇到同一种或同一类型的病原体时,就会启动第二次免疫应答,这一次免疫应答则来得又快又猛烈,足以把立足未稳的病原体消灭掉。实际上,接种就是在诱发人体的第一次免疫应答,从而使人获得迅速启动再次免疫的能力,也就是获得针对病毒的免疫力。

到了康熙年间,皇帝在宫廷之中推广人痘接种,充分肯定了这种接种方法的有效性。人痘接种的方法也从中国向世界传播了出去。


牛与疫苗

至于疫苗安全性的问题,最终是由英国的乡村医生爱德华·詹纳(Edward Jenner)解决的。詹纳敏锐地发现了挤奶女工在被牛痘感染以后,会出现轻微的症状,然后就会对天花免疫这一事实。当然,以我们今天的观点来看,牛痘病毒(CPXV)和天花病毒是两种不同的病毒,只是它们的亲缘关系很近,都属于正痘病毒。但因为两种病毒的结构极度类似,人体的免疫系统不能将两者区分,针对牛痘病毒的免疫应答对天花病毒同样有效。这就意味着,可以用更安全的牛痘来代替人痘进行天花疫苗接种。


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牛痘病毒


1796 年5月,詹纳找到了一名刚刚患上牛痘的挤奶女工莎拉·内尔姆斯(Sarah Nelms),他用从莎拉身上获得的痘样给一个8岁的小男孩詹姆斯·菲普斯(James Phipps)进行了接种。之后,男孩出现了轻微发烧和不适的症状,但不久就逐渐好转了。7月,詹纳让男孩接触了真正的天花,男孩没有发病,詹纳的接种获得了成功。

虽然男孩的注射存在一定风险,但可以肯定的是,詹纳是一位高尚并且负责的医生,他的后半生一直都在给人免费接种牛痘,并因此失去了赚取大笔财富的机会。至于这个小男孩,经过这次试验,他这辈子都没有得过天花,后来他还出席了詹纳的葬礼。

尽管詹纳的实验很成功,后续的推广也证明了其有效性,但还受到了一些保守势力的阻挠。他们散布消息说接种牛痘可能会导致性格扭曲或者“牛”化,注射部位会长出牛角,但时代终究会碾过这些人。


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早期讽刺牛痘接种的漫画


今天,天花疫苗所使用的毒株已经不是牛痘病毒了,而是痘苗病毒(vaccinia virus,VACV),它与两种禽痘病毒——鸡痘病毒(fowlpox virus)和金丝雀痘病毒(canarypox virus)已经作为载体用于制备新型疫苗或进行基因治疗。

可见,病毒的狡猾之处之一在于:它利用共生关系,在物种间肆意游走,剥削的却是人与动物间的信任,悄无声息地将世界搅得天翻地覆。

而在病毒面前,人与动物互为风险,但不可否认的是,人类依然需要它们。


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本文摘自《寂静的微世界》(中信出版社鹦鹉螺,2021年1月),冉浩著,有删改



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-- 直播预告 --

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