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吸血蝙蝠。图片来源：Pixabay/CC0 public domain

来源：Quanta magazine

作者：Rodrigo Perez Ortega （实习作者）

翻译：张元一

编辑：李姗珊

蝙蝠等野生动物会携带传染病，这些传染病可能作为人畜共患疾病（zoonosis）“蔓延”到人类种群中。提前在动物种群中解决这些传染病可能是保护人类最好的办法。

科学家们仍在争论 SARS-CoV-2 病毒起源于蝙蝠还是穿山甲。但他们确信，这种冠状病毒只是人畜共患疾病（即从动物传染给人类的疾病）的最新例子。正如流行病学家所说，从艾滋病病毒到后来的埃博拉病毒、尼帕病毒、禽流感，潜伏在野生动物体内的病原体一次次“蔓延”到人类身上。2009 年至 2019 年间，美国国际开发署（U.S.Agency for International Development）的传染病预警系统“预测”（PREDICT），在野生动物身上发现了 1000 多种可能导致人畜共患病的新病毒。COVID-19 不会是最后一个。

如果能在野生动物之间通过传播性疫苗（transferable vaccines）阻止病毒的传播，我们能阻止人类传染病大流行吗？一些科学家们认为，答案或许是肯定的。

最近，爱达荷大学两位生物学家发表在《自然-生态与演化》（ Nature Ecology & Evolution）杂志上的一项研究为这种方法进行了佐证。“自我传播”疫苗的概念在流行病学界流传了几十年，主要被当成保护野生动物健康的工具。数学生物学家 Scott Nuismer 和演化生物学家 James Bull 用他们建立的模型和其他实验证据推进了这个想法。自我传播的疫苗也可以是一种防止人畜共患病的安全实用的方法。这一想法在付诸实践之前仍存在许多的困难，但研究人员对其潜在效用十分感兴趣。

可转移疫苗

为了动物的健康，也为了人类自身的防护，人们通常会给农场动物接种疫苗。但是，“给野生动物接种疫苗是非常困难的，” Nuismer 说。蝙蝠、狐狸、浣熊、公猪和其他可能感染人畜共患传染病的野生动物往往躲在偏远的地方，为它们接种数量足以产生群体免疫力的疫苗并不容易。

科学家已经成功地使用了诱饵疫苗来控制西欧狐狸和美国浣熊的狂犬病。但是这些疫苗只能保护那些食用诱饵的动物个体，而一些携带病原体的动物，比如蝙蝠，并不会上钩。

为了超越这些局限性，科学家们提议制造一种能够在野生动物中自然扩散的自我传播疫苗。Nuismer 和 Bull 讨论了两种疫苗：可转移疫苗（transferable vaccines）和传播性疫苗（transmissible vaccines）。

可转移疫苗的接种方法是：在一只蝙蝠的毛皮上粘一些疫苗，当它回到自己的栖息地，其他蝙蝠会通过梳理它的毛发接触到疫苗。这种疫苗的传播是有限的，但在 Nuismer 和 Bull 的模型中，可转移疫苗能够在动物种群达到足够高的免疫水平，从而根除该野生种群中的病原体。

2017 年，格拉斯哥大学（University of Glasgow）的疾病生态学家 Daniel Streicker 及其研究团队验证了可转移的疫苗的有效性。他们在秘鲁测试了吸血蝙蝠体内的狂犬病可转移疫苗。狂犬病是南美洲人类死亡的一个主要影响因素。Streicker 说，即使鲜有人类感染狂犬病，“农场失去一两头牛，对一个家庭来说也是毁灭性的打击。”

Samuel Velasco/Quanta杂志

他和他的团队找到了三个蝙蝠群体，每个群体有至少 200 只蝙蝠。他们在每个群体中 20 到 60 只蝙蝠的背部涂了含生物标志物的凝胶，这种凝胶一旦进入它们的毛发就会发出荧光。几天后，科学家们发现在其中两个群体中，至少 84%的蝙蝠能够发光。这表明这样应用可转移疫苗可以免疫足够多的蝙蝠，从而可以减少狂犬病爆发的频率、规模和持续时间。

Nuismer 认为，如果资金足够，可转移疫苗可以很快得到应用。“我们绝对可以成功，”他说。除了传染病预防之外，使用这种疫苗还可以为防止狂犬病传播提供更人性化管控——在南美洲，扑杀蝙蝠是目前阻止狂犬病的主要方法。

传播性疫苗

第二种自我传播的疫苗是传播性的，该疫苗由活的修饰病毒制成，以传播弱化后的疾病。对于种群数量大的野生动物来说这会是理想的选择，因为即使接种了疫苗的动物个体较少，也能广泛传播免疫性。

然而，正如 Nuismer、Bull 和其他研究人员所承认的那样，设计不当的活病毒在被释放后可能会演化，并有可能成为病原体——这将与研究人员所期望的恰恰相反。因此，重组疫苗（recombinant vaccines）可能是最有安全的选择。研究人员需要将病原体的基因插入无害病毒中：如果自然选择导致插入的基因丢失了，剩下的也是无害的病毒载体。纽斯默说：“建模结果表明，这种方法可能非常有效。”

至少有一项实地研究支持了这一观点——传播性疫苗在根除野生动物的致命疾病方面既安全又有效。上世纪 90 年代，当时在马德里动物健康研究中心工作的兽医 José Manuel Sánchez-Vizcaíno 带领的一个研究小组研制了一种重组活疫苗，以保护兔子免受致命的出血性疾病的侵袭。

当他们在西班牙海岸的一个小岛上进行试验时，疫苗似乎传播到了当地一半以上的兔子群体中。

尽管那次实验取得了明显的成功，但其他的实地研究却没有跟进：根据 Sánchez-Vizcaíno 的说法，传染性疫苗并没有引起制药公司太大的兴趣，因为它们看起来无利可图。尽管如此，他依旧在研制一种非洲猪瘟的重组病毒疫苗，这种疫苗的传播只需要几个小时或几天。利用新的分子生物学技术，研究人员可以精确调整疫苗预期的使用寿命，避免疫苗中的病原体产生有害突变或持续演化。

“我们不能再被动应对了“

普利茅斯大学的病毒学家 Michael Jarvis 的团队已经发明了用巨细胞病毒预防埃博拉和肺结核的疫苗，这种疫苗作为载体具有很大的灵活性。大多数巨细胞病毒不会导致疾病，而且每一种病毒都只能感染一个物种，因此，巨细胞病毒疫苗在物种间交叉感染的风险非常低。Jarvis 表示，传播性疫苗“有可能解决我们目前还没有解决方案的问题” 。

然而，安全和生态问题是需要优先考虑的。Jarvis 说：“无论何时，在处理可能释放到自然界的生物有机体时，你需要非常谨慎地避免犯错。”

除了研究安全性，研究人员更需要了解疫苗在不同物种中传播的方法，尤其是在那些比蝙蝠群居性更低的动物身上。为了找到实行疫苗干预的良好目标，流行病学家可能需要更多或更完善的信息，了解哪些动物疾病数量正在上升，哪些疾病最有可能蔓延到人类身上。不过，该 PREDICT 计划的资金在 2019 年用完了，特朗普政府在 3 月正式结束了这项计划，该计划获得了 6 个月的延长资金，用以研究 SARS-CoV-2 病毒的动物来源。

对于目前正争分夺秒生产 COVID-19 疫苗的德克萨斯州儿童医院和贝勒医学院的疫苗学家 Maria Elena Bottazzi 来说，通过自我传播疫苗防止传染病由动物蔓延至人类的概念 “绝对是有趣的。”这项努力也凸显了人类健康与动物、植物乃至整个环境之间的相互联系。她说：“我们不能再被动应对了，要在危机中努力阻止情形恶化。”

“从经济学角度来看，这是一个无需考虑的问题。” Streicker 说，世界各地的政府和慈善家们已经投入了数十亿美元来寻找 COVID-19 的治疗方法和疫苗。“试想一下，即便我们只在一小部分动物疫苗干预研究，尤其是在动物疫苗干预新策略的研究中投入资金，这也可能带来防疫领域发展的一大步。”