为什么蝙蝠病毒不断感染人类?

具有里程碑意义的研究揭示了罕见但致命的亨德拉病毒的“溢出”机制。

　　

         

澳大利亚狐蝠携带一种名为亨德拉的病毒，这种病毒已经扩散到人类身上，可以导致一种罕见但致命的呼吸道感染。

“嘿，伙计们，你们能张开翅膀让我看看吗?”Peggy Eby抬头看着悉尼植物园里一群狐蝠的栖息地说。“我和他们聊了很多。”

Eby是悉尼新南威尔士大学的野生动物生态学家，他正在寻找哺乳期的雌性和它们刚出生的幼崽，但阴天的天气让它们只能依偎在母亲的翅膀下。Eby研究狐蝠——蝙蝠的一种，已经有25年了。她用双筒望远镜，统计了即将断奶的哺乳期雌蝙蝠的数量——这是蝙蝠是否正在经历营养压力的一个代表，因此可能更有可能传播能使人生病的病毒。

澳大利亚狐蝠之所以引起人们的兴趣，是因为它们携带着一种名为亨德拉的病毒，这种病毒会导致一种非常罕见但致命的呼吸道感染，每两个感染者中就有一人死亡。亨德拉病毒与尼帕病毒、SARS-CoV-1病毒和SARS-CoV-2病毒(导致COVID-19大流行的病毒)一样，是一种蝙蝠病毒，已经扩散到人类身上。这些病毒通常通过中间动物传染给人类，有时会造成致命后果。科学家们知道溢出效应与栖息地的丧失有关，但直到现在还难以确定引发事件的具体条件。

经过详细的调查，Eby和她的同事们现在可以预测——最多在两年后——亨德拉病毒可能会在何时出现集群溢出。马里兰州巴尔的摩市约翰·霍普金斯大学的传染病流行病学家Emily Gurley说:“他们已经确定了溢出效应的环境驱动因素。”他们已经确定了如何预防这些事件。该研究结果发表在11月16日的《Nature》杂志上。

食物的压力

具体来说，研究人员发现，在蝙蝠经历食物压力的几年之后，亨德拉病毒会发生集群溢出。这些食物短缺通常伴随着多年的强厄尔尼诺，这是一种热带太平洋的气候现象，通常与澳大利亚东部的干旱有关。但如果蝙蝠在冬天赖以为生的树木在食物短缺的第二年有一个大的开花事件，就没有溢出效应。不幸的是，问题是“几乎没有冬天的栖息地了，”纽约州伊萨卡市康奈尔大学的疾病生态学家和研究合著者Raina Plowright说。

英国格拉斯哥大学的兽医和传染病生态学家Sarah Cleaveland说，这项研究“绝对是了不起的令人兴奋的是，它直接带来了解决方案。”Cleaveland说，这项研究着眼于气候、环境、营养压力和蝙蝠生态的影响，可以为研究其他病原体带来新的见解，包括尼帕病毒和埃博拉病毒及其病毒家族。香港大学的保护生物学家Alice Hughes说，这项研究提供了“对这个问题的驱动因素更清晰的理解，与其他地方的流行病有着广泛的关联。”她说，随着气候变化和栖息地流失的增加，“这篇论文强调了我们可能看到的风险增加。”

城市的转变

1994年，在布里斯班一个纯种马训练设施的马和人中爆发了亨德拉病毒。后来的研究证实，病毒从它的蝙蝠宿主——最有可能是黑狐蝠——通过狐蝠在草地上的粪便、尿液和嚼碎的纸浆飞溅传播给马。受感染的马将病毒传播给人。感染通常发生在澳大利亚的冬季，在另一个集群出现在马身上可能要过几年，但自21世纪初以来病例一直在增加。

为了研究溢出机制，Plowright、Eby和他们的同事收集了1996年至2020年期间澳大利亚东南部约30万平方公里蝙蝠栖息地的位置和时间、蝙蝠栖息地的位置和它们的健康、气候、花蜜短缺和栖息地丧失的数据。然后他们用模型来确定哪些因素与溢出效应有关。Cleaveland说:“我只是对他们拥有的宝贵的生态数据集感到敬畏。”

在研究过程中，研究小组注意到蝙蝠行为的显著变化。狐蝠从以游牧为主的生活方式——成群结队地从一个原始森林迁移到另一个原始森林寻找花蜜——转变为在城市和农业地区以小群体定居，使蝙蝠更接近马和人居住的地方。自21世纪初以来，蝙蝠栖息的总体数量增加了两倍，到2020年达到320个左右。

该团队的另一项研究发现，新建立的栖息地每年冬天都会传播亨德拉病毒，但在食物短缺之后的几年里，蝙蝠会传播更多的病毒。研究报告的合著者Daniel Becker说，“感染在冬季出现了非常显著的激增”。Becker是位于诺曼的俄克拉荷马大学专注于传染病研究的生态学家。该研究还将蝙蝠中病毒脱落的增加与马感染病毒的增加联系起来。

Plowright和Eby最近在《自然》杂志上发表的论文中的模型显示，当食物短缺时，狐蝠种群分裂成小群体，迁移到靠近马的农业地区，食物短缺紧随强烈的厄尔尼诺事件，这可能是因为本地桉树的芽对气候变化很敏感。为了节省能量，这些年来蝙蝠只飞行很短的距离，在附近的农业区寻找食物。对马的溢出效应最有可能发生在冬季食物短缺之后。他们的模型能够准确预测这些年份。

然后意想不到的事情发生了。2018年发生了厄尔尼诺，随后2019年发生了干旱，这表明2020年也应该是一个溢出年。但5月份只发生过一次，之后就再没有发现过。“我们把所有的卡片都扔回空中，仔细研究我们假设的所有其他元素，”Eby说。最终，他们发现，当原生森林在冬季食物短缺后出现大的开花事件时，这有助于避免溢出效应。2020年，金皮镇附近的红桉树森林开花，吸引了约24万只蝙蝠。2021年和2022年，其他地区也发生了类似的冬季开花事件。

研究人员认为，这些大规模的迁徙使蝙蝠远离了马。他们提出，通过恢复那些在冬季开花的少数物种的栖息地，将减少对马的溢出效应，并可能对人类产生溢出效应。通过恢复其他携带危险病原体的动物的栖息地，“也许我们可以防止下一次大流行。”