人猪共枕的病毒温床

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  保守估计,如今的人兽共患病超过200 种。随着动物保护区越来越少,养殖产业不断规模化,可能会有一些我们还不能预料的疾病出现。
  
  如果不是这次甲型H1N1 流感,拉格洛里亚镇还只是坐落在墨西哥维拉克斯州的一个普通小镇而已。现在,它已经举世闻名。和它一起闻名的还有距离小镇8 公里远的一座养猪场,直到截稿前,它依然被怀疑是此次流感病毒的发源地。
  
  当人病遇见猪病
  
  两年前,世界上最大的猪肉生产和加工商之一的史密斯菲尔德公司开始在拉格洛里亚镇建造养猪场,每年饲养超过100 万头猪的史密斯菲尔德公司在这里并不受欢迎,镇里的居民们因为环境恶化而不断抗议——猪粪即便被处理了,仍然臭气熏天,引来大量的蚊蝇。在医务人员因为流感事件而介入之后,发现这些蚊蝇甚至跑进了居民家中,不得不用化学药剂来剿灭。
  猪与这次大规模暴发的流感扯上了不清不楚的关系。“这次的甲型H1N1 流感病毒株中有5 个RNA 片段来自猪流感,所以一度被定名为‘猪流感’。事实上,猪流感已经存在了相当长一段时间。”吉林大学人兽共患病研究所卢强教授介绍,病毒需要借助人和猪这样的宿主细胞来合成下一代,实现自我的繁殖。“流感病毒的遗传物质是单链的核糖核酸,也就是我们说的RNA,它有别于我们熟知的脱氧核糖核酸(DNA)。RNA 被核衣壳紧紧地包裹,核衣壳外面是病毒囊膜,有血凝素和神经氨酸酶这两种重要的糖蛋白。通过血凝素和神经氨酸酶,流感病毒可以顺利进出细胞。”
  这种繁殖并不是简单地从一到多。因为在宿主细胞中的复制有基因片段的交换,流感病毒的变异并不鲜见。世界各地流行的猪流感包括3 种主要的亚型,即H1N1、H3N2 和H1N2 亚型,其中包括不同的基因型,即古典猪H1N1、类禽H1N1、类人H3N2、基因重配的H3N2 以及多基因型的H1N2 亚型。此外,H1N7、H4N6、H9N2、H5N1和H3N3 等亚型病毒也从猪体内分离到,但都未在猪群中引起传播。
  卢强对记者分析,如果一名养猪从业人员得了流感,那么人的流感病毒就有可能经过猪产生变异,经过变异后的人流感会从猪身上重回到人的体内。“人流感病毒每年不同,最重要的变异温床就是猪。之前因为变异后的人流感并没有对人体产生严重危害,所以没有被重视。”
  在上述的“人流感病毒- 人流感病毒”变异中,如果作为变异温床的猪不巧也被流感病毒困扰,那么事情就没有那么简单了。“人流感、猪流感病毒在猪身上搅在一起,新出来的变异病毒就有了两种流感病毒的特征。”卢强说,如果期间再有禽流感病毒混入,结果就会像我们现在看到的甲型H1N1 流感病毒这样复杂,可能引发新的传播方式,甚至发生致死事件。
  
  难以溯源的变异
  
  猪为什么这么“坚强”,能同时容纳自身的流感病毒、来自人类和禽类的流感病毒?
  事实上,之所以成为病毒变异的温床,首先是猪的群体总量大,作为餐桌上的常客,仅中国每年就生产超过1 亿头猪;其次是和人类的关系密切。“作为哺乳类动物,猪的很多器官和人都很相像,这也可以理解为生物进化上的亲缘性。”吉林大学人兽共患病研究所副所长柳增善教授如是说。
  研究已经证实,猪和人体的肌肉组织十分相似,人的胸部和腹部肌肉都能在猪身上找到,而猪的后腿肌肉和人的大腿肌肉相似,如果有什么不同,只是大小尺寸和位置不同罢了。此外,猪的胸部、腹部器官和人的也很相似:人的肝脏是四叶的,猪的肝脏是五叶的;猪和人的肺部都是多叶状的,两者的胃、脾、胆道系统、小肠、肾脏和膀胱等脏器,也大致相同。因为器官的相近,英国伦敦帝国学院的研究人员曾试图将转基因猪器官移植到人的体内。
  “但猪的病原比人类复杂。流感病毒的最大危害就是它会不断变化,我们不知道它可以变化到何种程度。每一次新的流感病毒出来之后,研究人员能做的就是和以往的流感病毒做对比,然后根据新测试出来的基因序列,研制防御疫苗。”柳增善说。
  根据中国动物卫生与流行病卫生中心动物流行病学检测室主任陈继明和他的研究小组绘制的流感病毒HA 和NA 基因全景谱系得知,流感病毒可以分为16 个HA 亚型和9 个NA 亚型,“HA 亚型和NA 亚型又能够进行排列组合,形成数十个亚型,如H1N1、H3N2、H5N1 等亚型。各亚型流感病毒因为时间、地理、宿主的不同以及不同毒株之间的基因‘杂交’,最后会形成一个非常庞大而复杂的流感病毒家族。”陈继明说,因为难以统计的变异过程,要寻找最初的来源变成了一个艰巨的任务。
  1998 年,美国分离出了一种新的猪流感病毒,首次发现了人、禽、猪这三种病毒的结合体,当时并没有引起人的死亡。香港大学微生物学系管轶教授在接受记者采访时说,虽然还没有证实甲型H1N1 病毒是如何在全球传播的,但从现在获取的病毒株杂合人、禽、猪流感的基因片段分析,各大洲之间的生猪进出口贸易是一个重要原因,“当我们 无法有效抑制病毒时,疾病的全球暴发就成了可能。”
  “现在已经发现的所有流感病毒都能在其他动物身上找到,在人际之间传播的流感病毒原来也是寄居在动物身上的。”管轶说,最近30 年来大力发展的家禽和畜牧养殖业,让围绕在人体周围的流感病毒大大增加了,人被感染的几率也增加了,而动物种群之间本身的流感病毒也获得了更多的重组变异机会,“可以创造出更多新的流感病毒,或者是引起旧病毒某一片段的变化。”
  新的流感疫苗可以帮助我们更好地预防疾病,但药物的作用只是减缓症状而已。以达菲为例,口服后通过干扰病毒从被感染的宿主细胞中释放,减少了病毒再次复制的机会,使病症得到减缓。柳增善说,如果发现得太晚,出现继发感染,达菲也不起作用了,“拿猪来说,一旦证实患了猪流感,药物就不起作用了,严格的处理措施是进行无害化的处理,比如深度填埋以及焚烧,可以从根本上杜绝向外传播的机会。”
  
  人兽共患病超过200 种
  
  甲型H1N1、SARS、禽流感、口蹄疫⋯⋯在卢强的眼中,除了都是高危险性的传染病之外,它们还有一个共同的名字是“人兽共患病”。
  “人兽共患病是世界卫生组织和联合国粮农组织于1979 年联合命名的。它泛指人和脊椎动物由共同的病原体引起,且又在流行病学上有关联的疾病。”卢强对记者说,这类病原体很多,包括病菌、细菌、衣原体、真菌和寄生虫等等,“在划分上,人兽共患病可以分为病毒型、细菌型以及寄生虫型三大类型。这次暴发的甲型H1N1 流感就是病毒型,而细菌型常见的有链球菌病、结核病等,寄生虫则有血吸虫、旋毛虫等。”
  最近10 年来,全球范围内的人兽共患病有加剧的趋势。2007 年,河南农业大学的教师张龙现在自己的文章中提到了一组数据:目前已知感染人类的病原体有1407 种,其中58% 是人兽共患性的。而在这1407 种病原体中,177 种是新出现或再出现的。卢强分析,新出现或再出现的病原体一般而言具有更广泛的宿主种类,因为会有更多的促成因素。大自然有自己的规律,自然性的疾病可以通过自我的调节来抵抗,但是当这样天然的规律被打破时,防御疾病成为了能力之外的事情。当动物还在努力恢复的时候,很可能另外新的疾病又来临了。
  其实,除了人工饲养的家畜、家禽和宠物外,人兽共患病还可源于野生动物、鸟类、水生动物等,这被称为自然疫源性疾病。柳增善说,保守估计,如今的人兽共患病会超过200 种。
  以研究食源性人兽共患病见长的柳增善教授告诉记者,尽管因为食品添加剂的问题人们对食品安全的关注度提高,其实在食品安全领域还有一个突出的问题是食源性寄生虫病引起的疾病。“姜片吸虫病、弓形虫病、肝吸虫病等,这是因为随着生活水平的提高,饮食来源和方式也多样化了,如果不注意,染病并不奇怪。”
  下一个暴发的疾病是什么?目前还没有答案,但是有一些端倪可循。卢强说,现在的动物保护区越来越少,野生动物不断驯化,而家禽类的饲养越来越规模化,养殖产业不断在发展,如果没有及时有效的预防和监控措施,可能又会有一些我们还不能预料的疾病出现。
  需要提高意识的不仅仅是养殖业,人兽共患病的基本原则就是“人兽共防治”。“人和动物的关系和以前不一样了。现在大家养猫养狗当宠物,猫和狗也是很好的病毒混合器,比如孕妇和猫接触容易感染弓形虫,然后由孕妇传染给胎儿。SARS 的时候全世界死亡人数不到千人,但是我国每年就有3000人死于狂犬病,尽管如此,大家对狂犬病的态度和SARS 显然不一样。”卢强说,在防控疾病方面,还有很长的路要走。
  
  对话
  新知客= 新 卢强= 卢
  新:您提到,在这次甲型H1N1 流感病毒暴发之前,人流感在猪身上变异是很常见的事情,但是这种变异并没有对人产生危害。前几次没有危害的主要原因是什么?之前的变异和这次变异之间的主要区别是怎样的?
  卢:因为猪和人类接触紧密而且数量庞大,是流感病毒的一个很好的温床,其中关键的是猪可以感染人流感病毒和禽流感病毒,因此这种不同种类的流感病毒就在猪体内有了混合感染的机会,这也对病毒的变异和重组提供了机会。但是这种变异是有随机性的,在新的病毒未出现前,人们无法预测。流感病毒每隔10 多年有一个大的突变,造成全球大流行,而小的突变隔几年甚至每年都会出现,造成部分地区的小流行,这也是为什么流感疫苗的接种需要每年都进行的原因。这次甲型H1N1 流感病毒的变异与以前的变异从学术角度没有任何区别,之前的变异并不是对人没有危害,而是危害没有引起人们的重视。
  新:目前能否发现,导致人兽共患病的病毒在二者身上发生的变异有一定的规律?这是一种怎样的规律?
  卢:导致人兽共患病的病毒有很多,在漫长的进化过程中,病毒和宿主之间形成了相对稳定的关系,病毒的感染谱也就是感染的宿主范围在一定程度上是稳定的,毒力和致病性方面变化也不会很大,但是因为环境的变化、药物的使用、疫苗的应用和更新使病毒处于一种选择性压力下,变异也是一直在发生的。这种变异在动物和人体内都可以发生,变异在很大程度上是随机的,很难说有什么规律,只有能够适应新的情况的变异才能延续下来,要说规律,RNA 病毒因为复制过程中纠错机制的原因比DNA 病毒变异要快,这也是流感病毒易变异的原因。
  新:在人兽共患病的研究中,确定一种疾病是不是人兽共患的,需要进行怎样的分析工作?
  卢:要严格紧扣人兽共患病的定义来分析。比如,如果病原为非生物的因素,如毒蛇咬伤、农药中毒等造成的疾病就应排除在外;病原体需要经人工接种等实验手段才能使某些实验动物感染,而在自然条件下动物不能感染人类专有疾病,如麻疹、甲型肝炎等也不在人兽共患病之列。
  新:我们一直在强调防止人病,但是越来越多的流行病显示,人病和兽病并不是相互独立的。人兽共患病的防治既要防治人又要防治动物,那么监控工作应该怎么进行?
  卢:具体的监控工作因病而异,但主要还是防止疾病由动物传播给人,这就需要密切关注主要的人兽共患病的流行病学,对病原的种类、毒力和致病性的演变、在动物体内带毒情况要有明确的认识,对家畜和宠物进行定期、科学的疫苗接种,加强野生动物重要病原的流行病学监控,狂犬病的监控和防治就是这样做的,在发达国家已基本控制了狂犬病的流行。
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