在位于巴西的世界最大的热带雨林中,一群科学家监视着可能从动物溢出从而感染人类的病原体。

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巴西玛瑙斯雨林公园的实验室中,艾琳·拉莫斯(Aline Ramos,右)和同事正从一只黑白柽柳猴身上采样,收集入生物样本库。黑白柽柳猴生活在巴西玛瑙斯的城市中,对人类而言具有潜在致病风险;而人类携带的病原体,譬如寨卡病毒,也可能会威胁到这种濒危的猴子

马塞尔 · 戈多(Marcelo Gordo)打开了野餐冰桶的盖子,令人窒息的气味扑面而来,桶内塑料袋中露出了奶油焦糖色的皮毛,是三只黑白柽柳猴的尸体蜷曲在一起。戈多是玛瑙斯亚马孙联邦大学的生物学家,他解释道,这些猴子死在马路上,政府官员把尸体给了他,而一个学生不小心拔掉了储存猴子尸体的制冷机的插座。尽管尸体已经腐烂,仍然具有相当的研究价值。

兽医学校简陋的解剖室中,兽医亚历桑德拉 · 纳瓦(Alessandra Nava)和两个研究生带上护目镜、N95口罩和蓝色的丁腈手套,着手从猴子尸体中提取组织和体液。这些样本被仔细装入瓶中,运输到奥斯瓦尔多 · 科鲁兹基金会亚马孙分部的生物样本库(常被称作Fiocruz),Fiocruz隶属于巴西卫生部。纳瓦正是在这里和同事们检测样本,寻找寄生虫、病毒和其他感染性病原体。

纳瓦和同事们战斗在前线,寻找可能发生溢出事件、感染人类的动物疾病,在下一次大流行前未雨绸缪。新疾病可能起源于任何地方,但许多研究者认为具有惊人生物多样性的热带雨林地区,将会是危险新病原体的温床。

当人口不断蚕食雨林区域,疾病溢出事件的发生概率就会激增。巴西玛瑙斯地处雨林,人口220万,正是一个很好的例子。广袤的森林中,野生动物间流行着各种感染性疾病,这长久威胁着当地居民的健康。全世界1 400种蝙蝠——携带着令人眼花缭乱的病毒——大约12%会掠过亚马孙森林的树梢。而森林中的猴子和啮齿动物同样具有潜在的危险。

随着城市化的步伐加快,高速公路向外拓展,水电站选址建立,金矿被挖掘开采,畜牧场和小农场鲸吞森林,都让现代人类和野生动物发生了前所未有的亲密关系。巴西总统雅伊尔 · 博索纳罗的亲商政策更成了这一现象的催化剂。Fiocruz的研究员希望通过监测当地动物种群和人类病患,阻止人畜共患病——从动物播散至人类的疾病——成为一场灾难。他们的工作提示限制那些增加溢出风险的人类活动相当重要。同时也对监管医院中新而少见疾病有重要意义,帮助医务人员更好地应对雨林病原体可能带来的广泛威胁。

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玛瑙斯野生动物救助中心发现一只猴子感染上了蛔虫

颇有讽刺意味的是,如今正是其中一种疾病阻碍了Fiocruz的工作,可能源自蝙蝠的疾病COVID-19已经两次在玛瑙斯肆虐,累计死亡人数达到了9 000,按人口计算已经是世界相当高的水平。纳瓦的团队这一年内都没能在野外捕捉动物,部分是考虑到人类可能将冠状病毒传染给野生动物。而纳瓦处理样本的Fiocruz 的实验室也被征用,用于冠状病毒的研究。

对于实验室的研究和创新副主任费利佩 · 纳维卡(Felipe Naveca)而言,这一剧变在个人生活和职业生涯上都留下了难以磨灭的痕迹。COVID-19杀死了他的父亲,同时可能导致了他祖母的去世。纳维卡在实验室中率先进行着P.1新型变异病毒的基因研究,这一病毒相当危险,它的传染性更强,同时能够逃避免疫。令纳维卡自豪的是,他的实验室为当地卫生部门进行了18 000次的COVID-19检测。“救人性命相比发表科研文章而言更加值得,”他说,但纳维卡与他的同事一样,相当急切地希望能够回到实验室的核心任务,“我们得继续搜寻那些新发的威胁。”

Fiocruz 的工作人员在玛瑙斯市中心的一家前军区旅馆办公,两边是小教堂和奢华的高层住宅。办公室的几个房间中制冷机和冰箱低声嗡鸣,其中正是生物数据库:包含超过100种雨林动物的粪便、血液、其他组织和体液样本。覆盖了40个物种,主要是猴子、蝙蝠和啮齿动物,这些哺乳动物被认为最可能将疾病传播给人类。房间中的另一些样本则是纠缠着这些动物的昆虫,它们可能作为携带者将病原体传给人类。

Fiocruz 生物数据库的建设部分参照了PREDICT早期预警计划。PREDICT由美国国际开发署创立,拥有2亿美元的预算,在特朗普政府2020年叫停这一计划前已经完成了近1 000种未知动物病毒的鉴定,这些动物病毒有发展为人畜共患病的风险。相比全球性的PREDICT计划,纳瓦和同事们则在地区层面进行类似的研究工作。他们在动物宿主中寻找已知的病毒和寄生虫疾病,包括隐匿的病毒性发热和丝虫病,感染这种寄生虫会导致象皮病,这种综合征会造成可怕的毁容。他们也利用DNA测序手段筛查动物样本中的新病原体。

“他们的工作相当杰出,有重要的意义,”普林斯顿大学研究野生动物疾病生态学的生物学家安德鲁 · 多布森(Andrew Dobson)表示,“这说明即使在科研资源有限,而且政府对科学持负面态度的国家中,也有可能建立起对新病毒的监控机制。”

PREDICT计划的创始人和运营者,资深的“疾病猎人”丹尼斯 · 卡罗尔(Dennis Carroll)也同意这一看法:“亚马孙是世界上生态系统多样性最为丰富的地区之一,因此在这里进行研究相当重要。”

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学生们在等待抽样化验动物,兽医亚历桑德拉 ? 纳瓦(右)正将标本存入液氮中

Fiocruz 二层大厅的一张黑白照片点明了这一计划的灵感来源,照片中是巴西的传奇医生和“疾病侦探”卡洛斯 · 恰加斯(Carlos Chagas)。照片上的恰加斯身着探险远征用的白色制服和高筒靴,站在独木舟中,周围是他的副手们。1909年,恰加斯发现了现在以他名字命名的疾病,他仅仅用一个简单的显微镜,鉴定出了疾病的罪魁祸首是一种现在被称作克氏锥虫(Trypanosoma cruzi)的原生动物,以及恰加斯病是由锥蝽(常被称作“接吻虫”)通过叮咬传播。恰加斯病的临床症状多样,从发热到数十年后的心衰,每年在拉丁美洲仍然造成数十万人的死亡。

纳维卡现在的工作则是利用更复杂的现代基因学工具进行类似的“侦探”工作。他担忧的一个病原体是研究甚少的奥罗普什病毒,它主要由帕拉库蠓(Culicoides paraensis)传播。奥罗普什病毒病会导致发热、头痛和关节痛,自1955年首次被发现,已经有30次暴发,约500 000人致病。疾病的流行范围正逐渐扩大到巴拿马、6个南美国家以及特里达尼和多巴哥。而帕拉库蠓的生活范围更广,甚至覆盖到北美——在这里它和另一些昆虫被叫作“看不见”(no-see-ums)——这意味着病毒的流行可能不局限于南美。致倦库蚊(Culex quinquefasciatus)是西尼罗河和圣路易斯脑炎的携带者,同时也能够传播奥罗普什病毒,尽管效率不高,但其在热带的分布之广导致奥罗普什病毒可能在非洲、东南亚和澳大利亚暴发。

纳维卡和同事希望能够找到这种病毒的主要自然宿主。候选动物很多:树懒、狨猴、雀类以及一些其他鸟类和哺乳动物身上都发现了奥罗普什病毒。纳维卡团队近期使用聚合酶链反应从基因层面鉴定尿液和唾液中的病毒遗传物质——而不是血液中的——能够使寻找动物宿主更为简单,也能够辅助患者的诊断。

纳维卡同时担忧的还有另一个研究很少的病毒:马雅罗病毒,它近期在南美势头不减,导致流感样症状,这就很难同更常见的热带病鉴别,譬如奇昆古尼亚病毒和登革热。与研究奥罗普什病毒一样,纳维卡希望可以明确病毒的自然宿主,并研究是否有大量未诊断的病例。

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玛瑙斯附近的雨林正被非法建筑蚕食,让人和动物成为密切接触的邻居

纳维卡和一些科学家提出警告,马雅罗病毒可能是下一个在巴西或更广范围大规模暴发的动物病毒。其主要携带者是一种趋血蚊(Haemagogus janthinomys),特定分布区域在中美和南美北部,但实验证明黄热蚊(Aedes aegypti,埃及伊蚊)和亚洲虎蚊(A. albopictus,白纹伊蚊)——二者广泛分布于热带和亚热带地区——也能够传播该疾病。埃及伊蚊尤其适应了城市中的繁殖。

对纳维卡而言,寨卡病毒作为追踪隐匿病原体的研究案例极有价值。寨卡病毒1947年于非洲首次被鉴定,也是在非洲发生了猴子的溢出事件,接下来的几十年中,它隐秘地完成了大范围传播,很少造成患者死亡。谁也没有料到其2013年在大洋洲的暴发,以及18个月后拉丁美洲的大流行。研究者突然发现了这一疾病令人不安的后果——感染孕母产下新生儿会患有小头畸形以及其他出生缺陷。“直到十年前才有人关注寨卡病毒,”纳维卡说,“只有知己知彼,才可能更好地对抗病毒。”

纳维卡希望能够继承恰加斯追踪疾病的传统,正努力谈判争取一艘25米长的平底船,配齐设备作为一个漂浮的实验室。由于在偏远的野外现场很难保存易腐坏的人体和动物样本,这艘船反其道而行之,将实验器材带到了现场。 纳维卡希望参加研究处女航,可能是今年晚些时候就向着偏远的亚马孙村落前行,他和同事们期待着能够捕捉一些蝙蝠、啮齿动物、灵长类和昆虫,把大量的宝藏运回Fiocruz 。

但即使在玛瑙斯市内,也有许多野外工作机会。2020年《科学》杂志访问时,戈多就在位于苏马乌马州立公园的一间教室中搭起了简易实验室,这是城市中一小块原始雨林,夹在繁忙的高速公路和高档商场中间。利用装有香蕉诱饵的笼子,他和助手们抓住了9只黑白柽柳猴,在注射镇静剂后,用拭子采集了口腔和肛门的体液样本,剪下几缕毛发,并抽取了血液。最后放生了动物。

这项工作很奇特,自然时有危险。猴子们会咬戈多,也会对他打喷嚏,这次戈多按下注射器活塞时弄碎了针筒,猴子血溅到了面屏上。他说妻子会抱怨自己把猴子尸体放在自家冰箱里。

玛瑙斯的黑白柽柳猴,顶着一张尤达般的脸出没在城市的各个角落,就像北美的松鼠和浣熊,它们在都市花园中寻找食物、四处玩耍,自然不会顾及地界线。至今还没有证据表明玛瑙斯市中的猴子会威胁人类健康,戈多则担忧“不合理的杀戮或森林采伐”,他其实并不愿意讨论这个问题。但他和一些人已经在调查猴子是否携带寄生虫,譬如导致丝虫病的线虫纲生物,以及寨卡病毒和奇昆古尼亚病毒。

戈多也在担心发生“溢回”事件——从人传给野生动物的传染事件。譬如说,有证据表明寨卡病毒在巴西大流行时从人传给了野生猴子。研究人员发现一个巴西本地的怀孕母猴在暴露于寨卡病毒后出现了自然流产的现象,而胎儿也会出现同人类情况相似的出生缺陷,这让人担忧病毒可能会危及野生动物。

戈多至今还没有在玛瑙斯的猴子中发现这些病毒,但它们确实存在被感染风险:去年一项戈多参与的研究发现城市边缘猴子和人类共居的森林保护区中的两种蚊子:一种趋血蚊(Haemagogus janthinomys)和一种煞蚊(Sabethes chloropterus),都能够携带寨卡病毒。居住地限定在玛瑙斯市内和附近的黑白柽柳猴则处在高危风险中。在未来16年中,预计它们的种群数量将会下降80%。这时一场病毒暴发就会落井下石,带来灾难性的后果。

人类也在溢回事件的威胁之下。举例来说,欧洲和美国的科学家担心水貂养殖场中暴发COVID-19,这类事件将会为病毒创造变异的机会,并传染回人类。与此相似,感染寨卡病毒的灵长目种群将会引起人类疫情的再燃。黄热病已开先河,黄热病病毒在数个世纪前因奴隶贸易进入了南美洲,而现在这种病毒在巴西已经无法根除,正是因为它在野生猴子种群中建立了牢固的根基,并时时传染回人类。

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戈多在苏马乌马公园捕捉了一天猴子,回家后赶忙给一只两个巴掌大小的幼年白喉树懒喂奶。戈多的朋友在大学办公室不远的小片森林地上发现了被遗弃的小树懒。戈多专精于人畜共患病,但他“并不怎么担心”,这只小树懒看起来很健康。但几周后它就生病死了,有可能是死于肺炎。

纳瓦认为随着亚马孙土地利用模式的改变,Fiocruz中心的工作将愈发显得紧迫。2019年博索纳罗开始执政后,采伐森林的速度飙升——这般改变栖息地将会让病毒宿主和携带者更危险,溢出事件的发生率更高。

2016年,纳瓦和同事们报告称巴西大西洋沿岸森林定居点附近的一处开拓地中,约9%的蝙蝠携带着至少1种、至多16种病毒,包括了冠状病毒和汉坦病毒。在附近一个更原始的森林中,则是少于前者一半的蝙蝠被感染,而只有6种不同的病毒。这些发现符合稀释效应,这一争议颇多的假设认为生物多样性更丰富的森林中,蚊子和其他携带者将会有更多目标,那么叮咬无法“孵育”特定病毒的动物的可能性就会更高。开拓土地则是降低生物多样性,走向了相反的道路,同时还拉近了人类和野生动物的距离。“蝙蝠尤其令人担忧,”纳瓦说,“它们会在建筑物中栖息。”

纳瓦认为这一切都在说明停止破坏雨林相当重要,但她承认巴西的政策在博索纳罗执政期间将很难改变,他还有两年的执政期。同时纳瓦表示,疾病战士们必须继续监视森林中的危险疾病。“我们没有力量阻止采伐森林,”她补充道,“但我们有力量寻找新的病毒。”

资料来源 Science