新冠病毒被認為起源於蝙蝠，和來自中華菊頭蝠冠狀病毒RaTG13（中科院武漢病毒所石正麗研究員團隊2013年在中國雲南採集）在核苷酸序列水平上有96.2%的相似性，但這是一種此前在人類和其他動物身上均未檢測到過的一種新型冠狀病毒，它的出現新帶來很多亟待解決的問題，其中就包括除人類之外，其他是否有寵物、畜禽也可能被新冠病毒傳染？
當地時間4月8日，頂級學術期刊《科學》（Science）在線發表了論文「Susceptibility of ferrets, cats, dogs, and different domestic animals to SARS-coronavirus-2 」。這項研究旨在弄清楚一些問題：新冠病毒會傳染給其他動物物種，從而成為感染的「蓄水池」嗎？新冠病毒感染在人類中有多種臨床表現，從輕微感染到死亡，那麼在其他動物中是如何表現的？隨著疫苗和抗病毒藥物開發的努力，哪些動物可以最精確地用於模擬這些藥物或疫苗對人類的效果？
為解決這些問題，來自中國農業科學院哈爾濱獸醫研究所獸醫生物技術國家重點實驗室、國家動物疫病防控高級別生物安全實驗室的研究團隊評估了不同模型實驗動物和寵物、畜禽對新冠病毒的易感性，通過實驗感染新冠病毒，觀測接種動物及同居動物的臨床表現及病理變化，檢測器官組織病毒載量、呼吸道和腸道病毒排放及動物體內針對新冠病毒抗體轉陽情況。
他們的研究顯示：新冠病毒在狗、豬、雞和鴨子身上複製能力很弱，但能在雪貂上呼吸道和貓的呼吸系統及消化系統高效複製。實驗感染貓能夠通過空氣傳播新冠病毒；部分貓感染後可導致嚴重發病甚至死亡，低齡貓發病明顯較大齡貓嚴重。
組織病理學觀察證實，病毒感染貓可引起不同程度的肺臟炎症與腸道黏膜損傷；免疫組化研究發現上呼吸道（鼻腔、上顎、扁桃體）黏膜上皮及嗅球細胞、氣管及支氣管黏膜黏液腺上皮細胞、小腸黏膜上皮等部位存在大量病毒感染。
該論文通訊作者為中國科學院院士、中國農科院哈爾濱獸醫研究所動物流感基礎與防控研究創新團隊首席科學家陳化蘭，中國農業科學院哈爾濱獸醫研究所所長、國家動物疫病防控高級別生物安全實驗室主任步志高，以及中國疾控中心病毒病預防控制所黨委書記、BSL-3實驗室主任武桂珍。此前的當地時間3月31日，研究團隊已率先在預印本平臺bioRxiv上發表了該項研究。
值得一提的是，國家動物疫病防控高級別生物安全實驗室是中國現有的兩個P4（生物安全等級四級）實驗室之一，另一在中科院武漢國家生物安全實驗室。這項研究中的所有感染新冠病毒的實驗均在P4實驗室中進行，獲得中國農業農村部的批准。動物研究和動物福利方案由中國農科院動物實驗倫理委員會審核通過。
中國農業科學院哈爾濱獸醫研究所官網發布的新聞稿中提到，哺乳動物及禽類中一直有不同的冠狀病毒流行，但這些冠狀病毒大多僅限於感染特定種屬動物，一般不能感染人類。同樣，人間常見的幾種冠狀病毒也不感染其他動物。但是，來自蝙蝠的某些冠狀病毒，如SARS和中東呼吸症候群（MERS）病毒，往往可以感染多種動物和人類。
新冠病毒目前在全球大範圍的人群中流行，傳入與人類密切接觸動物的風險與日俱增。因此，迫切需要開展與人密切接觸家養動物對新冠病毒的易感性研究，評估家養動物是否面臨新冠病毒危害並成為潛在中間宿主的風險，為防控新冠病毒提供科學依據。
另外，鑑於目前COVID-19全球流行情況，其演變為常在傳染病的可能性很大，急需建立穩定、可靠的動物感染模型，滿足疫苗和藥物研發評價需求。
研究團隊強調，對貓新冠病毒的監測應被視為消除目前COVID-19流行的一種輔助手段。他們呼籲，密切監測和保護疫區的貓，避免其接觸傳染源，防止其成為可能的傳播宿主或儲存宿主。
另外，此前有質疑稱貓感染新冠是實驗室條件下大劑量使然。然而，除該項研究之外，此前的4月3日，華中農業大學農業微生物國家重點實驗室、動物醫學院教授、農業部獸用診斷製劑創製重點實驗室主任金梅林院士，中科院武漢病毒研究所新發傳染病研究中心主任、中科院高致病性病原生物學與生物安全重點實驗室主任石正麗研究員帶領的團隊也在預印本平臺bioRxiv上發表了一項研究，他們通過貓血清調查發現：武漢地區新冠疫情暴發後採集的102隻貓的血清ELISA檢測顯示，來自15隻貓（14.7%）的血清對新冠病毒的受體結合域（RBD）呈陽性。
而美國紐約布朗克斯動物園4歲的老虎馬來亞虎納迪亞也於近日確診感染新冠病毒。當地時間4月5日，美國農業部發布聲明確認，紐約一家動物園中的一隻老虎確診感染新冠病毒，另有幾隻獅子和老虎也表現出呼吸系統疾病症狀。紐約布朗克斯動物園官方表示，納迪亞和另外三隻老虎以及三隻非洲獅都出現了乾咳和食慾下降的症狀，但預計它們均能康復。公共衛生官員認為，這些動物是被一名無症狀感染員工傳染的。
新冠病毒可在雪貂上呼吸道複製長達8天，但不會導致嚴重疾病或死亡
雪貂經常被用作人類呼吸道病毒的動物模型。因此，研究團隊首先測試了雪貂對新冠病毒的敏感性。
本研究使用了兩個新冠病毒毒株：來自武漢華南海鮮市場F13-E和來自一位新冠病毒感染患者的CTan-H。
研究團隊對雪貂分別經鼻內接種10^5pfu（plaque forming unit）的F13-E或CTan-H，並在接種後第4天實施安樂死（p.i.）。收集每隻雪貂的鼻甲、軟顎、扁桃體、氣管、肺、心臟、脾臟、腎臟、胰腺、小腸、大腦和肝臟，用qPCR和病毒滴定法進行病毒RNA測定。
雪貂臟器或組織中病毒RNA：A、接種F13-E，B、接種CTan-H。
研究結果表明，所有4隻雪貂的鼻甲、軟顎、扁桃體中均檢測到病毒RNA和傳染性病毒，但在其他檢測組織中均未看到。
C、接種F13-E，D、CTan-H的雪貂臟器或組織中的病毒滴度。
研究團隊認為，這些結果表明，新冠病毒可以在雪貂的上呼吸道複製，但沒有檢測到在其他組織中的複製。
為了研究病毒在雪貂體內的複製動態，研究團隊對6隻雪貂經鼻內接種了10^5pfu的F13-E（3隻）或CTan-H（3隻），然後將它們安置在隔離且單獨分開的三個籠子裡。在第2、4、6、8和10天收集雪貂鼻洗液和直腸拭子用於病毒RNA檢測和病毒滴定。同時對它們進行了兩周的體溫和新冠跡象監測。
接種F13-E(E)和CTan-H(F)的雪貂洗鼻洗液中的病毒RNA。接種F13-E(G)和CTan-H(H)的雪貂鼻洗液中的病毒滴度。
結果顯示，第2、4、6、8天，在所有6隻雪貂的洗鼻液中均發現病毒RNA。在一些直腸拭子中也發現了病毒RNA，但拷貝數明顯低於鼻洗液。所有雪貂的鼻洗液中均檢測到傳染性病毒，但沒有一隻雪貂的直腸拭子中發現傳染性病毒。
每一組接種病毒的雪貂中分別有一隻在第10天和第12天出現發燒和食欲不振。為了調查這些症狀是否由病毒在下呼吸道的複製引起，研究團隊在第13天對這兩隻雪貂實施了安樂死，並收集它們的器官進行病毒RNA檢測。
然而，除了接種了CTan-H的雪貂鼻甲檢測到低拷貝數外，沒有在任何其他組織或器官中檢測到病毒RNA。
病理研究顯示，在第13日安樂死的兩隻雪貂中，有嚴重的淋巴漿細胞性血管周炎和血管炎，肺泡間隔和肺泡腔中的II型肺泡細胞、巨噬細胞和中性粒細胞的數量增加，肺部有輕度的支氣管周炎。
星號表示在接種病毒後第13天對動物實施安樂死，其餘4隻在第20天對動物實施安樂死。
通過ELISA和中和試驗，所有雪貂體內均檢測到新冠病毒抗體，其中第13天安樂死的兩隻雪貂的抗體滴度明顯低於第20天安樂死的雪貂。
為了進一步研究新冠病毒是否在雪貂肺部複製，研究團隊給8隻雪貂經氣管內接種了10^5 pfu的CTan-H，並在第2、4、8和14天分別對2隻動物實施安樂死，在組織和器官中檢測病毒RNA。
在第2天實施安樂死的兩雪貂和第4天實施安樂死的兩隻雪貂中，研究人員分別僅在其中一隻的鼻甲和軟顎中檢測到病毒RNA；在第8天實施安樂死的兩隻雪貂中，其中一隻雪貂的軟顎檢測到病毒RNA，另一隻雪貂的鼻甲、軟顎、扁桃體和氣管中檢測到病毒RNA；在第14天實施安樂死的兩隻雪貂中均未檢測到病毒RNA。
這些結果表明，新冠病毒可以在雪貂的上呼吸道複製長達8天，而不會導致嚴重的疾病或死亡。
研究團隊在論文的最後還提到，比較而言，新冠病毒和其他在雪貂上呼吸道和下呼吸道均可複製的流感病毒、甚至人SARS-CoV表現出一些不同。新冠病毒只在雪貂的鼻骨、軟顎和扁桃體中複製。它也可以在消化道中複製，但即使在氣管內接種了病毒，在雪貂的肺葉中仍沒有檢測到病毒。
貓高度易感並發生「貓際傳播」：應將貓新冠病毒的監測視為疫情防控輔助手段
值得注意的是，貓和狗與人類有密切接觸，因此研究團隊認為，除了雪貂這樣的實驗室動物，了解常伴人類生活的家養動物對新冠病毒的易感性對於COVID-19的控制很重要。
研究團隊首先研究了新冠病毒在貓體內的複製。5隻8個月大的亞成年家貓（遠交系）經鼻內接種了10^5pfu的CTan-H，其中2隻貓計劃在第6天實施安樂死，以評估其器官中的病毒複製情況。3隻貓被放在隔離器內的單獨籠子裡。為了監測呼吸道飛沫的傳播，分別有一隻未受感染的貓被放在與每隻接種病毒的貓相鄰的籠子裡。
由於8個月大的貓具有攻擊性，因此很難對它們進行常規的鼻腔清洗。為了避免可能的傷害，研究團隊收集了這些貓的糞便，並在安樂死後檢查它們器官中的病毒RNA。
第6天實施安樂死的2隻亞成年家貓中，鼻骨、軟顎和扁桃體中均檢測到了病毒RNA，其中一隻的氣管，以及另一隻的小腸中也分別檢測到病毒RNA。然而，這兩隻貓的任何肺樣本中都沒有檢測到病毒RNA。
在這些貓的病毒RNA陽性的鼻骨、軟顎、扁桃體和氣管中檢測到傳染性病毒，但在病毒RNA陽性的小腸中沒有發現傳染性病毒。
貓之間新冠病毒的傳播。
在病毒傳播研究中，第三天2隻接種病毒貓的糞便中檢測到RNA病毒，第5天所有3隻接種病毒貓的糞便中均檢測到RNA病毒。處於病毒暴露風險的3隻貓中，有一隻的糞便在第3天檢測到病毒RNA。
糞便呈病毒RNA陽性的接種病毒貓在第11天實施了安樂死，接種病毒貓的軟顎和扁桃體，以及病毒暴露貓的鼻骨、軟顎、扁桃體和氣管中檢測到病毒RNA，表明貓之間發生了呼吸道飛沫傳播。
在第12天，研究團隊對剩下的貓實施了安樂死。在一隻接種了病毒的貓的扁桃體、另一隻接種了病毒的貓的鼻骨、軟顎、扁桃體和氣管中檢測到病毒RNA，但在兩隻病毒暴露貓的任何器官或組織中均未檢測到病毒RNA。
通過ELISA和中和試驗，在所有3隻接種了病毒的貓和1隻暴露於病毒的貓的體內均檢測到新冠病毒抗體。
新冠病毒在感染貓呼吸系統及消化系統高效複製，引起病理損傷和炎症反應，病毒感染後3天病死或安樂死貓組織病理學及免疫組化研究。(A)鼻黏膜上皮排列紊亂，纖毛脫落(箭頭)，固有層淋巴細胞侵潤（箭頭）。(B)扁桃體上皮細胞變性、壞死，黏膜上皮（星號）表面覆蓋細胞碎片及中性粒細胞（箭）。(C)氣管黏膜上皮變性、壞死（箭），表面覆蓋混有大量細胞碎片的黏液（星號）。(D)氣管黏液腺上皮壞死，淋巴細胞侵潤（箭）。(E)未感染病毒貓肺正常組織結構。(F)肺血管內炎症細胞聚集，纖維蛋白凝結形成（箭）。(G)肺泡內即肺泡間隔大量巨噬細胞及淋巴細胞侵潤。(H)肺泡及肺泡間隔炎性侵潤和增生。(I)小腸上皮部分細胞變性、壞死，固有層中等程度淋巴細胞侵潤（箭）。(J)鼻甲黏膜上皮細胞大量病毒抗原陽性（棕色）。(K)扁桃體黏膜上皮及黏膜表面脫落細胞大量病毒抗原陽性（棕色）。(L)氣管黏液腺漿液細胞大量病毒抗原陽性（棕色）。(M)小腸黏膜上皮細胞大量病毒抗原陽性（棕色）。標尺線 A, I = 100 μm, B-H, J-L = 200 μm, M = 500 μm
研究團隊還在幼貓(70-100天)中重複了上述在亞成年貓中的複製和傳播研究。對接種病毒後於第3天死亡或安樂死的幼貓樣本進行的組織病理學研究顯示，這兩隻貓的鼻腔和氣管黏膜上皮以及肺部均有大量損傷。
這些結果表明，新冠病毒可以在貓體內有效複製，幼貓更容易被感染。更重要的是，病毒可以通過呼吸道飛沫在貓之間傳播。
接下來，研究團隊同樣研究了新冠病毒在狗體內的複製和傳播，結果表明，狗對新冠病毒的敏感性較低。類似的研究還表明，豬、雞和鴨對新冠病毒不易感。
總的來說，研究團隊發現雪貂和貓對新冠病毒高度敏感，狗的敏感性較低，另外包括豬、雞和鴨子在內的家畜對該病毒不敏感。
另外，鑑於目前有研究報導新冠病毒利用血管緊張素轉換酶2 (ACE2)作為其受體進入細胞，而ACE2主要表達於雪貂氣管-支氣管黏膜下腺的II型肺細胞和漿液上皮細胞，因此，研究團隊認為，阻止新冠病毒在雪貂下呼吸道複製的潛在機制仍有待研究。
這項研究的結果表明，雪貂可用作新冠病毒疫苗和藥物評價動物模型；犬、豬、雞和鴨對新冠病毒不易感，對病毒宿主溯源具有重要指導意義；更重要的是貓對新冠病毒高度易感。
研究團隊呼籲，密切監測和保護疫區的貓，避免其接觸傳染源，防止其成為可能的傳播宿主或儲存宿主。對貓新冠病毒的監測應被視為消除目前COVID-19流行的一種輔助手段。
論文連結：https://science.sciencemag.org/content/sci/early/2020/04/07/science.abb7015.full.pdf