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被消灭的传染病:最后的致命牛瘟病毒样本或将走向彻底销毁

NaturePortfolio  · 公众号  · 科研  · 2020-01-24 10:00

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原文作者:Declan Butler 

联合国粮食及农业组织和世界动物卫生组织鼓励全球多个实验室,对剩余的致命性牛瘟病毒样本进行测序——然后彻底销毁。

二十世纪初,牛瘟导致撒哈拉以南非洲地区90%以上的牛死亡。图片来源:Reinhold Thiele/Getty


牛瘟病毒是一种致命性牲畜病毒。2019年6月,科学家们取得了里程碑式突破——销毁了世界上现存的大部分牛瘟病毒标本。牛瘟是继天花之后第二个被宣布消灭的传染病。


但事实证明,销毁现存剩余牛瘟病毒标本的进程非常缓慢。牛瘟病毒在亚洲和欧洲的牛群中存在了数千年,2011年自然环境中的牛瘟病毒被宣布根除时,全球仍有数十个实验室持有牛瘟病毒标本,其中部分实验室安全条件较差。现如今,多个国际组织及机构正在推动再次销毁剩余牛瘟病毒标本,或在安全级别更高的实验室保存,以减少因意外或人为泄露导致病毒再次蔓延。部分持有牛瘟病毒标本的实验室合作参与了一个名叫“测序-销毁”(Sequence and Destroy)的研究项目——该项目旨在对病毒标本进行全基因组测序,然后彻底销毁。


“世界并未走出困境。”新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的理论生物学家Paul Fenimore说。他对牛瘟病毒泄露造成疾病再次流行的情况,做了建模模拟。Fenimore表示,各国共同努力销毁现存病毒株的举措,已大大降低了牛瘟回归的风险,但只要实验室存有病毒株,意外泄露的风险就仍然存在,即便这种风险非常低。牛瘟一旦再次蔓延,可能“在国家或地区层面造成数十亿美元的损失”。

图片来源:联合国粮食及农业组织(FAO)和世界动物卫生组织(OIE)

曾经谈之色变的牛瘟

牛瘟病毒与麻疹病毒同科,但不会感染人类。牛瘟病毒感染的症状包括发热、严重腹泻和痢疾,病牛会在出现症状后几天内死亡。19世纪后期,牲畜进口将牛瘟病毒带到了撒哈拉以南非洲,导致了当地90%以上的牛死亡,进而是毁灭性的大饥荒。这些事件被认为是非洲历史上最严重的自然灾害。


这就是为什么在根除自然环境中的牛瘟病毒后,联合国粮食及农业组织(FAO)和世界动物卫生组织(OIE)同意销毁实验室中任何可能含有牛瘟病毒的材料,或将其运送至FAO-OIE指定的少数几个高生物安全级别机构保存,OIE总干事Monique Eloit说。1980年根除天花之后,世界卫生组织也做了类似的工作——天花病毒标本目前只储存于美国和俄罗斯的两家特批实验室中。


牛瘟被认为是最危险的农业生物恐怖主义威胁之一 ,但危险性最高的可能是实验室冰柜中被长期遗忘的标本。Fenimore提到2007年英国曾爆发口蹄疫疫情,最终感染源被确定为著名的动物保健研究中心——皮尔布莱特研究所的排水管泄漏。他举这个例子,是为了说明意外泄露即便在世界一流的设施中也可能发生。


起初,销毁库存病毒的进程非常快,含有病毒的材料包括活病毒株、疫苗、用于研究的血液及组织标本等。但随着进程推进,各标本持有实验室反应不一,FAO首席兽医官John Lubroth说,部分原因是FAO和OIE并没有强制执行的权利,项目推进只能依靠倡导呼吁。2011年,全球共有35个国家44个实验室存有牛瘟病毒。两年后,病毒持有范围缩小至23个国家28个实验室。目前,全球仍有14个国家持有某种形式的病毒标本,其中6个国家拥有FAO-OIE指定保存机构(参见“病毒标本持有情况”)。到目前为止,非洲是唯一一个将所有病毒标本储存于单一机构的地区,该机构位于位于埃塞俄比亚德布雷塞特。Lubroth表示,考虑到生物恐怖主义和国家安全因素,FAO和OIE不会公布仍持有病毒标本的实验室和指定存储机构。


FAO和OIE于2015年启动了“测序-销毁”项目——这是2013年取消了2012年颁布的牛瘟病毒研究禁令后被批准的唯二项目之一。测序数据将保存在公共数据库,以便在未来疾病再次流行时追溯疾病来源。如果未来因为种种原因需要活病毒,研究人员可根据其全基因组序列,重建病毒株。项目启动后,皮尔布莱特研究所率先响应倡议。当年6月份,研究所销毁了3,500瓶左右的材料——代表约50株病毒,仅保留了少量活病毒,该研究所的牛瘟研究人员Michael Baron说。


法国国际发展农业研究中心(CIRAD)的安全保存机构正在组织销毁其库存标本,CIRAD的病毒学家GenevièveLibeau说。目前尚不清楚埃塞俄比亚、日本、美国、中国的其他指定牛瘟保存机构是否有明确的计划,对其库存标本进行测序和销毁。

其他病毒能否推动牛瘟病毒标本的销毁进程?

但卫生机构仍将保存少量活牛瘟病毒疫苗,以备紧急情况下使用。Baron的研究探究了与牛瘟病毒关系密切的小反刍兽疫病毒(PPRV)疫苗是否能够预防牛瘟,因为牛瘟疫苗可以有效预防PPRV。如果PPRV疫苗能够有效预防牛瘟,那么该疫苗便可在牛瘟再次爆发时作为诊断手段加以应用,换句话说,也就不必保留活牛瘟病毒疫苗了。但2016年的研究报告显示,PPRV疫苗对牛瘟防治无效1


现在,FAO和OIE希望能在2030年前根除PPRV。山羊和绵羊是发展中国家约3亿贫困农村家庭拥有的主要牲畜,而PPRV每年可导致数百万山羊和绵羊死亡。


Eloit表示,根除牛瘟病毒以及根除后时代的管理运作将成为非常宝贵的经验。“世界范围内根除某种疾病或将被重新定义为,销毁所有疾病相关材料且全球不再有任何实验室或机构持有任何库存标本。”她说。

参考文献

1. Holzer, B., Hodgson, S., Logan, N., Willett, B. & Baron, M. D. J. Virol. 90 5152–5162 (2016).


原文以Sequence and destroy: the quest to eliminate the last stocks of deadly rinderpest virus标题发表在2019年 7月24日的新闻上

© nature

Nature|doi:10.1038/d41586-019-02098-2


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