丹麥水貂撲殺傾倒場景。圖源:Reuters/Ritzau Scanpix,Mette Moerk
撰文丨陳珍珍
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截至2020年11月7日,全球新冠疫情感染人數已經超過了4900萬,在人傳人感染尚嚴峻的情況下,全球又暴發了一批動物疫情,尤其是水貂疫情。
「這些病毒在水貂體內變異了。變異的病毒已經傳播到了人。」 11月4日,基於國家血清研究所的發現 [1],丹麥首相梅特·弗雷澤裡克森( Mette Frederiksen )宣布對水貂進行撲殺。丹麥是世界第一大水貂皮毛生產國,水貂數超過1500萬。[2]
在此之前,荷蘭政府為了阻止動物疫情傳播也將水貂養殖的禁令提前,並開展了大規模撲殺水貂行動。各國對水貂疫情的重視,不僅源於水貂對於新冠病毒的易感性,更是由於荷蘭出現的 「貂傳人」 的研究報告。
荷蘭病毒學家對今年4至6月間水貂養殖場新冠疫情的研究顯示 [3],的確存在新冠病毒從人傳染到水貂,又從水貂傳染回人的現象。這也是動物向人傳染新冠病毒的第一次正式報導。需要注意地是,此研究在9月1日刊發在生命科學預印本平臺 bioRxiv,尚未經過同行審議。
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多種動物可感染新冠,中間宿主尚未確定
疫情持續到現在,新冠病毒的動物中間宿主仍然無法確定。許多動物研究顯示靈長類動物、貓、狗、兔子、果蝠和水貂等都可能感染新冠病毒(SARS-CoV-2),並且病毒在受感染的貓、樹鼩、倉鼠,還有水貂等動物個體間是可以進行傳播的。雖然動物感染的公共風險還比較低,但為了抑制動物疫情,從2020年5月20日起 [3],荷蘭政府設立嚴格的檢疫要求,強制要求水貂養殖主、獸醫和實驗室上報水貂養殖相關數據。
荷蘭鹿特丹拉斯姆斯醫學中心的病毒學家貝斯·奧迪蒙尼克(Bas B. Oude Munnink)的研究團隊便利用相關流行病學數據、全基因測序技術(WGS),以及與患者深入接觸跟蹤,探索水貂養殖場中僱員感染和水貂感染之間的相互作用機制。
從2020年4月23日開始,第一個荷蘭水貂養殖場的動物疫情被發現,截止到6月26日,研究者共記錄了16家水貂養殖場的數據,分別編號NB1至NB16,統計了超過72萬隻水貂和97位僱員的數據。通過PCR或血清學檢測,97人中有66人(67%)有 SARS-CoV-2 感染的證據。
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貂可傳人,但影響範圍較局限
為了探究病毒在人和水貂之間的傳播途徑,研究人員對養殖場相關人員進行了詢問,進而推測人和水貂感染的先後次序。之後,利用WGS進行序列分析,辨別人和水貂身上病毒是否屬於同一簇。
結果顯示,人可傳貂。在NB1水貂養殖場的動物疫情暴發後,研究人員發現:在動物疫情暴發前,約八成的僱員已經表現了相應的呼吸道感染症狀,只是未經檢測。他們通過對比16隻水貂和一個僱員身上的新冠病毒鹼基序列,發現兩者僅有7個核苷酸的差異,說明了水貂和僱員身上的病毒來源相同。
貂似乎也能傳人。在NB3水貂養殖場中,在出現動物疫情後,所有7名僱員均顯示新冠病毒陰性,直到後來2-3周隨訪檢查中,有5名僱員才檢查出病毒感染陽性。通過對5人體內病毒樣本的WGS分析,並結合初始陰性檢測結果和症狀出現時間,說明了僱員是在動物疫情後才被感染的,很有可能是從水貂身上被感染的。同樣情況也出現在NB7養殖場。
在追蹤接觸者時,發現了一例特殊感染:一位NB3養殖場被感染僱員的密切接觸者,從未前往過水貂養殖場,但也感染了NB3類型的新冠病毒。這實現了從人到貂、從貂到人、又從人到人的感染循環。
水貂身上的新冠病毒目前主要在相關的僱員身上發現,未在養殖場附近的感染者身上發現,暗示了貂傳人範圍的局限性。研究人員通過分析養殖場附近的34個 SARS-CoV-2 陽性樣本的病毒序列,發現它們與水貂身上的病毒並不相關,因此,目前沒有證據表明水貂養殖場的病毒會影響周遭的居民。
針對荷蘭所有新冠病毒序列的最大似然分析:A、B、C、D、E是16個水貂養殖場的病毒序列簇;與水貂養殖場有關人類的病毒序列用藍色表示;來自水貂養殖場附近的感染樣本的病毒序列用洋紅色表示(以相同的四位數郵政編碼進行衡量「附近」)。刻度條表示每個站點的替換單位。圖源:[3]
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養殖場間的病毒傳播機制尚不明晰
研究者通過系統發育分析,將16個養殖場的病毒基因序列分為5個不同簇。從下圖中可以明顯發現,部分養殖場的病毒序列屬於同一簇。究其原因,研究人員並未發現相關共同解釋因素。有的研究者提出可能是源自於共同的農場主、飼養員或獸醫等,但部分養殖場雖然屬於同一位農場主,相應水貂身上的病毒卻屬於不同簇。目前已經排除了地理上因素,相關可能因素仍需要繼續研究。
顯示了五個系統樹A、B、C、D、E,代表不同養殖場中新冠病毒在分子水平上系統進化過程,其中A簇包括NB1, NB3, NB4, NB8, NB12, NB13和NB16;B簇包括NB2;C簇包括NB6, NB7, NB9和NB14;D簇包括NB5,NB8,NB10,和NB15;E簇包括NB11。圖源:[3]
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新冠病毒在水貂之間變異速度會更快
根據對NB1-NB4養殖場中的水貂新冠病毒的序列分析,即使是同一個養殖場中的病毒序列,仍然具有個別核苷酸差異,這也表明了病毒在水貂體內仍然在不斷突變。而 SARS-CoV-2 的鹼基位點年替代率為1.16*10-3,基本上每兩周就有一個突變 [4],加上水貂養殖上的空間高密度,使得有些養殖場的病毒,在疫情暴發後一周,表現出相對較高的序列多樣性。這些均暗示了病毒在水貂種群間變異速度更快。
在這份9月發表的報告中,所有水貂樣本內都還沒有發現相關特異性的突變,也沒有出現病毒感染力增強的證據。雖然有研究表明在試管實驗中,若病毒突刺蛋白基因發生突變,會增強病毒的感染性,但目前從A、C、E簇的相關數據分析,雖然發生了突刺蛋白基因改變,但受感染人的臨床症狀無明顯變化。
水貂養殖的狀況 圖源: Elmoudjaweb
雖然基於現有的研究方式,無法確定荷蘭水貂養殖場中 「貂傳人」 究竟有多少。但是已然確定水貂身上的病毒確實有傳染到人的事實,與感染病毒的水貂接觸也是新冠病毒傳播的一個重要危險因素。今年夏天,在西班牙和荷蘭已有超過15萬隻水貂因疫情防控被撲殺。[1]
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如何看待丹麥 「水貂疫情」?
根據11月3日丹麥的報告,丹麥國家血清研究所已在5例水貂樣本和12例人類樣本中發現病毒對抗體敏感性下降。[1]
「對於這個特定變異以及它對未來疫苗可能產生的影響,我們當然需要做更多的研究,但這類研究需要很長時間。」 國家血清研究所傳染病流行與預防部門負責人泰雅·克勞斯(Tyra Grove Krause)6日表示。[5]
丹麥國家衛生局稱目前已有超過200例新冠病毒患者是與水貂感染有關,而丹麥衛生部長瑪格那斯·賀內克(Magnus Heunicke)表示北部地區783例新冠感染患者中,有一半病例都可能與水貂有關 [6]。
有觀點認為這種病毒一旦擴散,可能限制未來疫苗的有效性。[1]
香港大學生物醫學學院教授金冬雁提醒,要避免過度解讀水貂的變異病毒。「病毒到了動物要適應這個動物,它就會有一些變化。但是病毒適應了這個動物了以後又到了人,是不是能適合度好、傳染性又高、致病性又強,還能夠逃逸這個疫苗?不可能所有東西都這樣的。因為動物體內環境跟人還是有些不一樣,水貂和人也不一樣。」
金冬雁告訴《知識分子》,現在對水貂病毒的討論都是推測,還沒有期刊發表或預印本之類的 「實質性證據」,對於突刺蛋白變異的意義也沒有過細的研究。至於對疫情和人的影響,現在水貂相關的感染人數並不很多,丹麥也早已決定撲殺全部水貂,所以 「這個應該是不足為慮的」。
類似地,有科學家認為需更多細節(例如測序結果)才能評估丹麥水貂體內的病毒變異。瑞士巴塞爾大學遺傳學家艾瑪·赫高夫(Emma Hodcroft)在社交網站表示:別慌,當我們有更多信息時,科學家會更新。[7]
圖源: Twitter/Dr Emma Hodcroft
世界衛生組織(WHO)在5日告訴《美國國家地理》[5] ,當病毒從人到貂,又從貂傳到人後,病毒毒株每次都有很大變異,這些是需要注意的。然而由於 「目前水貂感染人的病例數量仍相對較少,需要進一步證據充分評估水貂相關的變異株對新冠病毒的任何潛在影響」,WHO表示。
參考文獻
[1]https://coronasmitte.dk/-/media/mediefiler/corona/mink/risikovurdering-af-human-sundhed-ved-fortsat-minkavl_03112020.pdf?la=da&hash=721871D898F1D9F1F9D99E3A002C35F9537F5CEA
[2]https://edition.cnn.com/2020/11/05/europe/denmark-mink-cull-coronavirus-intl-hnk-scli/index.html
[3] Bas B. Oude Munnink, et al. Jumping back and forth: anthropozoonotic and zoonotic transmission of SARS-CoV-2 on mink farms, bioRxiv (2020), https://doi.org/10.1101/2020.09.01.277152
[4] D. S. Candido, et al..Evolution and epidemic spread of SARS-CoV-2 in Brazil. Science (80-.)., eabd2161 (2020)
[5]Denmark to cull 15 million mink after coronavirus spillover into humans.https://www.nationalgeographic.com/animals/2020/11/denmark-mink-culling/
[6]Denmark wants to cull 15 million minks over COVID fears.https://apnews.com/article/denmark-cull-15-million-minks-covid-19-37f57a303bbf738efca50918c35696de
[7]Denmark Will Kill All Farmed Mink, Citing Coronavirus. Infectionshttps://www.nytimes.com/2020/11/04/health/covid-mink-mutation.html