高致病性禽流感爆發:研究稱需注意“超級傳播者”鳥類物種
塔夫茨大學的研究人員的一項新研究詳細說明了哪些鳥類物種是高致病性禽流感的“超級傳播者”。塔夫茨大學卡明斯獸醫學院傳染病與全球健康系教授兼系主任Jonathan Runstadler說:“科學界已經習慣於把鳥類作為一個群體來談論流感病毒,但鳥類是一個令人難以置信的多樣化的動物類群,具有不同的自然歷史、生理學和解剖學。”
Runstadler是5月19日發表在《PLOS Pathogens》雜誌上的一項新研究的作者之一,該研究以數據為導向,考察了在不同鳥類群體中流通的流感病毒,並描述了哪些類型的鳥類參與了病毒的傳播。這篇論文發表的時機無懈可擊,因為一種高致病性的禽流感菌株已經在北美地區蔓延。
這一品系的禽流感起源於1996年左右,首次在一隻家鵝身上發現。該病毒變異並持續存在,第一次大的野生鳥類爆發大約發生在2005年,在亞洲中部的一個主要濕地。該病毒隨後的變化導致2014年通過太平洋西北地區引入美國,嚴重影響了美國的家禽業,並作為一項控制措施被迫宰殺了約4000萬隻火雞和雞。
“這是一個很大的打擊,”論文的主要作者、麻省大學波士頓分校生物學副教授Nichola Hill說。“在它結束後,我們知道我們處於爆發之間,而且有很大的可能性再次爆發。我們覺得我們需要研究長期的、歷史性的數據來尋找模式,並確定哪些鳥類真正在推動全球的傳播。因此,我們在比以前的研究更精細的分類尺度上對鳥類進行了比較,如野鴨、海鷗、陸上鳥類和鵝與雞等家畜家禽,我們得出了一些非常有趣的發現。”
從歷史上看,像野鴨這樣的鴨子被認為是禽流感的“超級傳播者”,感染了野生鳥類和後院的家禽, Hill和Runstadler的研究發現這大致是真的。野鴨是傳播病毒和在野鳥庫中進化病毒的有力工具。它們可以攜帶高致病性毒株,而且完全沒有症狀,再加上它們會游泳和飛行,因此它們可以通過各種方式傳播病毒,包括進入當地水體。
但是還有其他鳥類在傳播病毒方面發揮了更大的作用。“當我們研究哪些鳥類負責溢出到家禽體內時,跡象表明是野鵝,它們確實善於放大病毒,”Hill說。“我們需要從它們的宿主病理學、免疫力、行為和生態學方面了解原因。”
一個可能起作用的生態因素是,鵝是陸地上的食草動物,在城市和農業環境中茁壯成長。北美和歐洲的許多鵝種被認為是有害物種。“它們真的是完美的外溢宿主,因為它們可以利用人類改變的棲息地,”Hill補充說。
此外,了解哪些鳥類推動了遠距離傳播,可能會影響病毒如何或何時進入一個新的地理區域。例如,2014年的疫情通過太平洋進入美國,很可能是由鴨子攜帶,但目前的疫情是通過大西洋進入的,鴨子可能沒有參與到同樣的程度。
“2021年首次檢測到的野生鳥類是大黑背鷗,”Hill說。“海鷗是強壯的、長距離的、中上層的飛行者,它們利用尾風在海洋上飛行,並非常迅速地傳播病毒。”
在北美,如此規模的禽流感疫情爆發是前所未有的。在目前的北美疫情中,大約有40種鳥類受到感染,包括烏鴉和麻雀等鳴禽,以及貓頭鷹和鷹等猛禽。與2014年在北美爆發的疫情相比,這次疫情的地理範圍更大,影響的物種種類也更多。
“知道海鷗、鵝和鴨子可能以不同的方式傳播這種病毒是對理解或最終更準確地模擬我們期望像這樣的病毒如何傳播的一個很大貢獻,”Runstadler說。“最終,我們可以把這些數據放入一個模型,使我們能夠預測是否有病毒出現,該病毒何時可能進入北美,以及我們可能針對哪些鳥類群體進行監測以檢測它。”
Runstadler從2005年開始研究禽流感,當時他的實驗室位於阿拉斯加大學費爾班克斯分校,H5N1病毒株在東亞出現。他的實驗室的科學家們研究流感病毒在野生動物宿主中的生態,包括鳥類,它們是流感的主要儲存者。Runstadler說,大多數流感病毒被認為起源於鳥類並傳播到其他宿主。
Runstadler的實驗室定期與塔夫茨野生動物診所和主任Maureen Murray(卡明斯學院的臨床副教授)合作,從通過診所的各種鳥類身上收集樣本,而不僅僅是那些出現禽流感臨床症狀的鳥類。其目的有兩個:了解病毒的流行病學和在診所安全地管理禽流感病例。
Murray說:“當我們接納新的鳥類進入診所時,我們對它們進行採樣,看它們是否攜帶病毒,並對它們進行隔離,直到我們得到一個陰性測試,以確保我們不會讓其他病人接觸到病毒。”
這些樣本在Runstadler的實驗室進行篩選,以確定一隻鳥是否攜帶流感病毒,如果是的話,是否是負責爆發的H5毒株。Runstadler指出,現在收集數據的這項工作對於未來的數據對比至關重要。如果一隻鳥測試呈陽性,樣品將被送往美國農業部的國家獸醫服務實驗室進行額外的測試和測序,作為最終確認。
“我們已經看到一些陽性鳥類通過診所,包括大角貓頭鷹、雪鴞、禿鷹和遊隼,”Murray說,“但幸運的是,沒有很多病例。”
對人類的風險
儘管禽流感是人畜共患病,但對人類的風險非常低。Runstadler說,對於正在進行日常生活的普通人來說,威脅實際上是零。對於經常處理鳥類的人,如野生動物專家、家禽工人或後院雞主,風險稍大。
最近,科羅拉多州的一名男子被診斷出患有禽流感,這是此次疫情中北美地區的第一個人類病例。媒體報導稱,他參與了捕殺家禽的工作,並被一隻病鳥感染。根據美國疾病控制與預防中心(CDC)的說法,他的症狀很輕,已被隔離,並已康復。Hill指出,他的症狀輕微這一事實令人擔憂,因為它使病毒更難檢測和追踪,因為受感染的人可能會忽視輕微的症狀而不尋求治療–這與COVID-19很相似。
Murray和野生動物診所的工作人員在處理鳥類時使用個人防護設備,包括手套、隔離服、護目鏡和口罩。而且他們還為公眾提供了一份關於禽流感保護的建議清單。
Murray說:“如果你看到一隻似乎生病的鳥–它不能站起來,看起來失去平衡,或者不知道周圍的情況–我們建議首先打電話給你當地的動物管理官員或野生動物康復人員尋求幫助。但是,如果你必須自己處理它,我們建議至少戴上三層口罩,或者如果有的話,戴上更具保護性的口罩,例如N95。手套也是一個好主意,但如果沒有手套,事後要把你的手洗得非常、非常乾淨。”
她補充說,家裡有鳥的人在接觸過病鳥後,在接近自己的鳥之前,應該換掉衣服和鞋子。
Hill不僅關注人類的外溢性,還關註一般的哺乳動物的外溢性。她指出,狗、狐狸或土狼等動物可能會捕食鳥類,尤其是出現神經系統症狀或呼吸困難的脆弱鳥類。儘管美國、加拿大和荷蘭已經報告了赤狐的感染,但目前還不清楚這些相互作用的結果會是什麼。
這次疫情會結束嗎?
“簡短的回答是沒有人知道,”Runstadler說,“因為我們沒有足夠複雜的理解,儘管我們希望有一天我們會。這是一個非常複雜的系統。”
他說,2014年的禽流感入侵逐漸消退,但這次不太可能發生,因為2022年的入侵與上次爆發的禽流感有很大不同。2014年在北美髮現的病毒含有高致病性H5病毒的碎片,但不是整個病毒,就像這次爆發一樣。另外,這次入侵似乎比上一次的傳播速度更快。此外,Hill說,她的研究顯示了禽流感爆發的規模和程度隨時間推移而增加的模式。
“有理由預計這種病毒會在這裡停留,它不會消失,”Runstadler說。