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近年频发的人兽共患病,生态学家们该怎样应对
原创 象妹 小象君 AnimalDialogue 来自专辑One health
编译:齐惠元
编辑:蔡静雯
重点提要
1. 近2/3的人类传染病都是人兽共患病(zoonosis:在人与其他动物间互相传播的疾病);
2. 每年人兽共患病造成的死亡人数高达数百万,患病人数高达十亿;
3. 在过去20年间,带来的经济损失高达数千亿美元;
4. 人与病原体之间的关系类似于生态学中的资源-消费者生态模型,所以生态与进化生物学的角度有助于我们了解疾病传染的生态、找到有效的防疫对策;
5. 各种人类活动都会影响人兽共患病的传染强度和广度,包括土地利用方式的改变、工业化、动物制品产业的发展、抗生素的应用等;
6. 全球化下,各个国家感染人兽共患病的风险都在增加;
7. 人兽共患病的防疫和溯源是一项跨领域的工作,需要临床医生、公共卫生科学家、生态学家、疾病生态学家、兽医、经济学家等通力合作。
人兽共患病
人兽共患病(Zoonoses)是指在脊椎动物与人类之间自然传播的、由共同的病原体引起的一类传染病,占人可感染的传染病中的60%。
人兽共患病通常按照传播途径(病媒传播性或食源性)、病原体种类(微寄生虫、宏观寄生虫、病毒、细菌、原生动物、蠕虫、虱子或跳蚤)或人际传播的程度分类。
其中带来的灾害最为严重的要数地方性人兽共患病(endemic zoonosis),每年带来高达十亿人的患病和数百万人的死亡。而传播广泛型的人兽共患病带来的灾害也因全球化而日益严重。
人兽共患病的例子--左上:中东呼吸综合征(MERS),右上:重症急性呼吸综合征(SARS),左下:埃博拉病毒病,右下:鼠疫/US. CDC,WHO从生态学的角度看,病原体从其他物种传到人类可以视为我们与动物和环境关系的自然产物。微生物在进化途中利用了新的生态位,适应了新的宿主(人),导致了人兽共患病,而提供传播途径的也往往是我们人类自己。
虽然影响病原体生存和变化的基本生态原则仍然与过往相似,但其适用的环境已经有所改变--土地使用、自然资源开采、动物制品的生产系统、现代运输、抗菌药物的使用和贸易的全球化,这些都与人兽共患病的传播率相关。
病原体生态学
人与病原体之间的关系类似于生态学中的资源-消费者生态模型。
人与病原体之间的关系类似于生态学中以被捕食者-捕食者为例的资源-消费者生态模型,所以生态与进化生物学的角度有助于我们了解疾病传染的生态、找到有效的防疫对策。此外,借助于对生态学的种间竞争原则的评估,也可以理解病原体菌株之间的相互作用。
需要注意的是,与其他大型生物不同,微生物的世代更替时间短,并可能面临来自宿主免疫、微生物群中其他生物体以及抗生素的强大的淘汰压力。因此,病原体进化可以在非常短的时间尺度中发生--可能发生在一次流行病期间,甚至在个别感染例中。例如流感病毒抗原的频繁变化导致需要不断更新流感疫苗的配方。
动物宿主数量的变化会影响人兽共患病传染到人的机率。如果病原体嗜好的宿主数量骤减,其可能会将传染方向转为人,导致在人类中的大爆发。例如,当牛瘟首次被引入东非时,牛和野牛的数量迅速枯竭,昏睡病的病媒采采蝇转而以人为食,结果导致了昏睡病的大量流行。
其他环境的改变(包括人为改变)也会与动物宿主的数量变动相关,继而影响人类感染的风险。
在人兽共患病的生态里,野生病源动物、病媒动物、家畜、人类间的相互关联食物需求量与传染风险
家畜饲养业随着全球人口的暴增,食物需求量的增加,也在日益庞大。在改善了食物危机问题的同时,也提高了人兽共患病的风险。饲养条件、检疫、加工、储存、包装、运输,任何一环考虑不周都可能引发问题。而且,患病动物的表征常常不明显(对动物宿主来说并非会引起严重的疾病),但这些病原体却有可能会在人体内引起重度病症。
人们消费的野生动物制品虽然总体上比畜禽制品少得多,但是会引发新型的人兽共患病。例如艾滋病、非典肺炎、埃博拉,许多让人们闻风丧胆的疾病都是从野生动物传到人类的。对于养殖业不发达的中非国家来说,野味是重要的蛋白质来源,每年都会有大致十亿公斤的野肉被消费。
HIV源于猴免疫缺陷病毒,为其变种减少野生动物制品的消费,同时规范畜禽养殖业,可以降低从野生动物上感染新型人兽共患病的风险,但必须有足够的疾病监控,才能保证并不是换了一条途径感染。
土地利用的改变与人兽共患病
土地利用方式的改变有可能导致动物宿主的数量或生态上的变化,从而改变人类与野生动物的接触频度,最终提高人兽共患病传染到人的机率。
在热带地区,恰加斯病(南美锥虫病)、黄热病和利什曼病的发生都与土地利用的变化有关。其中在原始森林采矿、伐木、种植园开发、石油天然气开采所带来的影响尤为严重,这种森林破坏不仅会产生巨大的环境变化,也会对全球健康构成威胁。因为往往原始森林中的许多地区有着较高的野生动物和微生物的生物多样性,这也意味着这些地方极有可能是新型人兽共患病的温床。
亚马逊热带雨林砍伐/Getty Images然而,在土地利用的风险评估里,我们往往只是关注于环境和社会影响,而忽视了从疾病生态学角度进行健康影响评估。现实是,发展中国家的标准作业程序和具体法律条例往往不需要在社区一级进行健康风险评估,虽然有些准则将家畜相关的人畜共患疾病纳入预期范围,但却很少考量到野生动物方面。
抗生素耐药性与人兽共患病
诚然,抗生素的发现和应用大幅降低了人类的死亡率,然而目前使用的剂量和广泛度超出了自然范畴,不自然的抗药性因此生成。病原体进化出抗药性就需要用更强的药应对,如此往复,难以开发出对应的抗生素的超级病原体最终也会诞生。
此外,健康宿主中的共生细菌在对抗病原体方面起着重要作用,抗生素的滥用可能扰乱共生细菌的系统,让其他病原体有机可乘。
抗生素造成的环境污染也是要关心的一方面--投入到家畜中的抗生素中的30%到90%都会被代谢到环境中造成环境污染。
工业养殖的奶牛/Getty image目前,研究界对于家畜被喂食药物后产生的耐药性微生物会以什么程度转移到人体还尚未清楚,已产生的耐药性是否会逆转褪去也尚未得知。有研究观测到,终止药物使用后,耐药菌株的含量已大为降低,尽管该研究也同时观测到了耐药性的持久性。耐药性逆转可能会取决于体内微生物群落的自然稀释和微生物保有抗药性所需的成本,验证此观点和开发出临床上应采取的措施还需要更多研究。
多领域合作加强人兽共患病防疫
为了减轻人畜共患病的负担,防止新的人畜共患病的出现,我们不仅仅需要改进保健系统,还应采取多部门的合作,将生态学的角度纳入人畜共患病的预防和控制工作中。
在对抗人畜共患病上花费的并不只限于在人类或动物上的治疗及控制工作,疾病暴发对于商业和社会造成的破坏也占据了经济代价的很大一部分。为了形成高效的防疫工作和减少疾病带来的经济损失,我们需要跨领域的合作,需要动物学和人类医学、生态学、社会学、微生物生态及进化生物学等学科专家的合作。
我们需要加强生态学家在防疫计划中的作用。例如通过与临床医生合作,从而利用实时数据制作出更准确的疾病传播的生态数学模型;参与研究设计和实地考察,更精确地评估关键风险因素。
也要鼓励公共卫生科学家与疾病生态学家的合作,从而将传染病的专业知识、人类病例和病原体在其他动物(野生动物或牲畜)中传播的数据进行结合。
这些疾病生态学的方法在预测新型人畜共患病的出现和传播的方面很可能会发挥重要的作用。所有人畜共患病都有非人类的宿主,这些宿主中的病原体的动态往往会决定着疾病最终在人类中爆发的风险。
爆发的风险因地理、季节或多年周期而异,并且可能取决于土地利用、天气、气候或环境变化等因素。对其野生动物中人畜共患病病原体动态的调查可作为预警系统,以更好地告知其在牲畜或人类中爆发的风险,并减少患病率。
例如,通过卫星观测发现了植被密度与裂谷热(Rift Valley fever)病媒的繁殖地相关,并因此成功地预测人类病例的出现可能性和疫苗供应的必要性。这些方法进一步发展的话,最终可以预测未来疾病出现的风险。
裂谷热病毒主要通过蚊叮咬或接触染疫动物传播给人/Getty image研究常见的地方性人畜共患病、疾病相关的生态、进化、社会、经济和流行病学机制都具有很高的内在价值,然而这些研究往往资金不足。
此外,新兴的人畜共患病研究通常被视为以动物为重点的研究或应用价值较低的纯学术研究。但事实并非如此,例如,了解野生动物宿主病原体的动态如何随季节变化的研究看起来貌似是纯学术的研究,但实际上如果想要了解季节变化如何影响人类患病的风险,这项研究是必不可少的一步,因为季节变化与人和宿主动物的接触可能性也是相关的。
抗微生物药物耐药性和食源性人兽共患病也是很好的研究方向。我们仍然很不了解动物生产中使用的抗生素会对人类造成什么的影响,因此,我们需要医生、兽医和生态学家参与研究设计和解析。
此外,因为长期使用抗生素会让病原体产生抗药性,我们需要开发出代替抗生素的抵抗病原体的方法,我们可以探索益生菌、饮食等替代方式,以促进健康、保护胃肠道菌群和免疫系统调制,进而减少人畜使用抗生素的需求。
尽管不同地区人畜共患病的原因和风险各异,但全球化下的同一疾病的多渠道传播是需要各地卫生专业人员关注和警觉的。为了减轻人畜共患病的负担,防止新的人畜共患病的出现,我们不仅仅需要改进保健系统,还应采取多部门的合作,将生态学的角度纳入人畜共患病的预防和控制工作中。
“One Health(一个健康)”的视角,包含了人类与其他生物以及生态系统健康之间的紧密关联,是有助于理解跨学科合作重要性的概念此文章为以下论文的编译:
Karesh, W. B., Dobson, A., Lloyd-Smith, J. O.,Lubroth, J., Dixon, M. A., Bennett, M., ... & Machalaba, C. C. (2012).Ecology of zoonoses: natural and unnatural histories. The Lancet, 380(9857), 1936-1945.
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原标题:《近年频发的人兽共患病,生态学家们该怎样应对》
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