设计更早发现病毒威胁的新方法,以防止另一场大流行

寻找下一个病毒威胁
医学博士Guyani Tillekeratne和她的团队在斯里兰卡Ruhuna大学建立了一个分子诊断实验室(如图),她和斯里兰卡的合作伙伴在那里工作,以确定导致儿童严重呼吸道疾病的病毒,并建立监测筛选。图片来源:鲁胡纳大学

对于王linfa博士来说,关于COVID-19大流行的一些最重要的未回答的问题就在地面洞穴深处的滑溜溜的鸟粪层中。

王是新加坡杜克-新加坡国立大学医学院的病毒学家,他是世界卫生组织(WHO)委派的一个国际科学家小组的一员,该小组的任务是解开SARS的起源17年前。现在,他正试图对导致COVID-19的冠状病毒(称为SARS-CoV-2)进行同样的研究。虽然病毒开始感染人类的确切路径尚不清楚,但几乎可以肯定的是,它是通过蝙蝠传播的,这是王晓明近30年来的研究重点。这就意味着要看很多蝙蝠的粪便。

去年,王开发了一种检测方法,在蝙蝠粪便和尿液中检测sars型冠状病毒抗体,使他能够寻找SARS-CoV-2的基因亲戚。去年春天的一项研究在中国南方的蝙蝠身上发现了类似的病毒,今年2月,王和他的合作者也密切地发现了类似的病毒在泰国的蝙蝠和穿山甲中这些发现表明,导致大流行的病毒的动物祖先可能在比以前认为的更广泛的地理区域传播。

这意味着COVID-19起源故事的很大一部分仍未找到:很明显,第一批人类感染病例出现在中国武汉,但是人类或动物将病毒带到那里的吗?病毒来自哪里?

“最有可能的热点是在中国南部和东南亚,”同时也是杜克全球健康研究所教授的王教授说,“但我们必须持开放态度。”他说,要确定动物向人类传播的确切来源可能需要很多年。

但与围绕COVID-19起源的政治指责不同,这种对大流行根源的安静、细致的研究并不倾向于将疫情归咎于谁,大多数传染病专家认为,这是病毒进化自然循环中不可避免的一部分。事实上,这根本不是关于这场流行病。是关于下一个。

Greg Gray和Gayani Tillekeratne讨论了COVID-19的早期发现。图片来源:杜克大学护理学院

潜入动物水库

影响人类的传染病中,有60%到70%是从动物身上开始的,包括鼠疫、埃博拉病毒、西尼罗河病毒、莱姆病和多种形式的流感。根据美国疾病控制与预防中心的数据,这些疾病每年导致全球270万人死亡。当一种新型病毒在人群中爆发时,它会引起混乱。

即使在COVID-19之前,动物传播的病毒在本世纪至少引发了四次全球疫情:2002年的SARS、2009年的H1N1流感、2012年的呼吸系统疾病中东呼吸综合征和2014年的埃博拉。然而,尽管有这样的定期提醒,世界公共卫生系统并不善于预测或预防这种致命事件。

杜克大学医学、全球健康和环境健康教授、公共卫生硕士格雷戈里·格雷(Gregory Gray)说:“我们现在有一个打地鼠的政策。”“我们等待一种病原体引起很多发病率,然后我们做出反应。我们必须找到一种更好的方法来预测新出现的传染病,并在它们造成大量伤害之前减轻它们。”

格雷和王等科学家认为,我们可以通过更多地关注携带病毒的动物,更好地预测新的病毒威胁。一种被称为“同一个健康”的方法试图通过将人类、动物和环境健康作为一个相互关联的系统进行研究,将它们连接起来。One Health认为,如果病毒不受自然世界边界的限制,我们理解它们的努力也不应受到限制。

作为一名生物学家,王从以动物为中心——或者更准确地说,以蝙蝠为中心——的角度来研究这个问题。作为地球上唯一会飞的哺乳动物,蝙蝠已经进化出了一种非凡的能力,能够耐受让其他动物和人类生病的病毒。但这也意味着它们会携带有毒的病原体,有时会扩散到其他物种。多年来,王追踪了几种进入人类体内的蝙蝠病毒,最著名的是作为世界卫生组织团队的一员,他们追踪了2002年SARS疫情的源头,即中国云南省的一群马蹄蝠。

图片来源:杜克大学护理学院

可以预见的是,他的这项工作为他赢得了“蝙蝠侠”的绰号,但这并不意味着他特别喜欢蝙蝠。相反,就像有翅膀的复仇者,他在里面保护人类免受看不见的危险。

他对1998年马来西亚尼帕病毒爆发的研究就是一个很好的例子。当这种病毒开始感染该国尼帕河地区的猪时还不为人知,几周内数百名农民患上了严重的脑炎。研究人员花了6个月的时间来确定病因,到那时,近一半的感染者已经死亡。为了控制疫情,100万头猪被宰杀。

通过研究受感染猪的血清样本,王和他的合作者在一种叫做飞狐的果蝠中发现了一种相关病毒。研究人员在调查疫情中心的农场时发现,农民已经种植了作物在他们的畜栏附近为他们的猪提供阴凉。蝙蝠以树上为食,把吃了一半的水果扔进猪圈,猪吃了它们,就暴露在病毒中。然后,病毒又跳到农场工人和食用受感染肉类的人身上。

这一场景曾出现在2011年的电影《传染病》中,说明了为什么了解新型病毒的确切发病机制很重要,王说。“(种植果树)听起来像是一个富有创意和成效的想法,但当你调查时,你会发现其中存在巨大的风险因素。”农民只需将猪从阴凉处移走,就能防止未来爆发疫情。

研究界面

但据估计,动物王国中有160万种不同的病毒在传播,包括数百种可能感染哺乳动物的冠状病毒,我们应该关注哪一种呢?格雷指出:“我们试图预测这些病毒威胁,但我们错过了2009年(H1N1)和2019年(SARS-CoV-2)的特定病毒。”预测进化的机会主义飞跃永远不可能是一场胜利的游戏。

格雷认为缩小范围可以做得更好。他的研究重点是他所说的“人与动物的界面”,也就是人与动物经常接触的地方,如农场和牲畜市场。在这些环境中,病毒可以在物种之间游走,潜在地加速进化变化,可能会使病原体高度传播给人类。格雷的工作目标是实时观察这些变化,为移动中的病原体创建一个早期预警系统。

“我们知道,一种病毒需要很多年才能适应人类,而在人与人之间传播则需要更长时间,”格雷说,“所以我们认为,如果我们在人与动物之间寻找新的病毒,我们将有时间制定缓解策略。”

格雷的团队正在中国、马来西亚、缅甸和越南的工业化养猪场和家禽养殖场尝试这种方法。研究人员定期从动物和工人身上提取样本,然后在实验室中分析新的病原体或新的感染源。他们还试验了使用生物气溶胶采样装置来检测活禽市场空气中传播的病毒。尽管这些实验是小规模的,但他们已经能够检测到物种之间的一些病毒溢出。

与此同时,格雷正在与杜克全球健康研究所的同事加亚尼·蒂勒keratne医学博士合作,创造一种不同的闹钟。他们共同启动了一个试点项目,帮助病毒热点地区的临床医生诊断不明原因的肺炎病例,这些病例往往是新暴发的最初迹象。

杜克大学(Duke)的医学助理教授蒂勒克拉特纳(Tillekeratne)亲眼目睹了这一过程。她在过去10年的大部分时间里都在研究斯里兰卡的传染病,那里的医院通常只有识别少数已知病毒的设备。2018年,她和她的同事被叫去帮助调查儿童中一系列严重的、有时是致命的呼吸道疾病。该团队运来设备,在鲁胡纳大学建立了一个分子诊断实验室,帮助确定疾病的原因(三种病毒的混合),并建立监测筛选。

该试点项目的一个目标是将这种检测能力引入内部。她说:“我们正在开发可以在现场进行的分析,这样我们就可以实时进行测试。”“这是我们在斯里兰卡尝试了一段时间的事情。”

一个同样重要的目标是协助信息共享。Gray和Tillekeratne希望在多个国家建立一个病毒观察网络,他们可以提醒其他人注意不寻常的病例和模式。格雷的国际合作伙伴已经发现了一些值得进一步研究的病例,包括马来西亚的一系列呼吸道疾病,似乎是由犬类引起的这种病毒以前从未被发现会感染人类。

“100%的可能性”

当被问及我们是否会看到另一种能够在人类中引起大流行的病毒出现时,格雷苦笑了一下。“我想很多人会说这是百分之百的可能,”他说。

许多因素可能共同使我们的世界对大流行更加友好,从全球旅行的便利到高密度畜牧业,再到外来动物的养殖和贸易。虽然明智的政策可以减少这些风险,但它们不太可能完全消失。病毒是病毒。毫无疑问,我们将再次来到这里,面对某个地方的疫情,而它有可能变成任何地方的疫情。

王现在被要求调查六种不同的病毒流行,她希望我们以全球团结的精神迎接那一刻。提高我们发现新的病毒威胁和防止大流行传播的能力不仅需要生物医学创新,还需要各国之间的透明和开放合作,而这在这次大流行中并不总是很明显。

王说:“我们必须把病毒当作一个共同的敌人,抛开政治不谈,就像打击恐怖分子或打击犯罪一样。”“国际刑警组织是一个打击犯罪的国际组织;我们能有这样的东西来对抗未来的病毒吗?”

以前也有人设想过大胆的想法,但随着威胁的消退和自满情绪的出现,这些想法都消失了。王希望这一次会有所不同,百年不遇的大流行留下的伤疤将迫使我们采取更积极的措施。但无论这是否发生,他和杜克大学的病毒侦探都将密切关注界面,随时准备做出反应,不需要蝙蝠信号。


进一步探索

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引用:设计更早发现病毒威胁的新方法,以防止另一次大流行(2021年,4月21日),检索自2022年10月12日//www.puressens.com/news/2021-04-ways-viral-threats-earlier-pandemic.html
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