渔业贸易对水生动物携带病原体传播风险的全球定量研究

《Water Biology and Security》：Fishery trade and the spread of pathogens carried by aquatic life

本研究针对渔业贸易可能增加病原体传播风险但缺乏定量证据的问题，开展了全球尺度分析。研究人员整合NCBI病原体数据库和FAO渔业贸易数据，发现非贸易物种是最大病原体携带源，且贸易额越高国家报告病原体越多。研究表明渔业贸易可能促进病原体全球传播，为公共卫生监测和生物安全提供重要见解。

　　

随着全球水产消费量在21世纪几乎翻倍，预计到2050年将再次翻番，渔业贸易在国际食品体系中扮演着日益重要的角色。水生食品作为高质量蛋白质、必需omega-3脂肪酸、维生素和矿物质的重要来源，对亿万人的营养安全至关重要。然而，这种大规模的商品流动可能带来意想不到的风险——病原体的全球传播。

尽管已有研究指出渔业贸易可能增加病原体传播风险，但关于这种关系的定量证据一直缺乏。水生生态系统中，病原体不仅能在种群内快速传播，还能远距离传输，并在养殖与野生种群间发生双向传播。活鱼运输被认为是病原体传播的最重要驱动因素之一，如细菌性肾脏病、罗非湖病毒和流行性溃疡综合征的传播都与活鱼转移直接相关。

为填补这一研究空白，北京大学公共卫生学院全球健康学系的陈静远等人开展了一项开创性研究，论文发表在《Water Biology and Security》上。研究人员利用公共数据库资源，首次在全球尺度上定量分析了渔业贸易与水生动物携带病原体传播之间的关系。

研究团队采用了多项关键技术方法：从NCBI数据库（包括GenBank和NCBI病毒数据库）获取截至2022年1月的水生动物宿主样本病原体基因组元数据；从联合国粮农组织（FAO）全球渔业贸易统计数据库收集1976-2019年国际渔业贸易数据；利用NCBI分类数据库获取684种水生物种的系统发育数据；应用Beta多样性分析和宿主-病原体共享网络构建等方法，并利用ArcGIS进行空间分布可视化。

3.1 病原体及其宿主概述

研究共分析了8077条记录（4767条细菌记录和3310条病毒记录），涉及106个国家/地区，样本采集时间跨度从1921年至2022年。病原体来自32个宿主纲的752个宿主物种，其中辐鳍鱼纲（Actinopterygii）、珊瑚纲（Anthozoa）、寻常海绵纲（Demospongiae）、哺乳纲（Mammalia）和双壳纲（Bivalvia）贡献了最多的病原体丰富度。

研究人员根据FAO数据库将宿主分为四类：野生贸易物种（119种）、驯化贸易物种（23种）、多来源贸易物种（110种）和非贸易物种（500种）。值得注意的是，非贸易物种在数量上远超贸易物种。

3.2 病原体传播中的关键水生动物宿主

病原体丰富度在32个水生宿主纲中分布不均，75.89%的细菌丰富度和70.91%的病毒丰富度集中在辐鳍鱼纲、珊瑚纲、寻常海绵纲、哺乳纲和双壳纲这五个纲中。哺乳纲是最大的人畜共患细菌储存库（71种，占44.10%），也是本研究中唯一发现人畜共患病毒的宿主纲。

通过构建加权调整的“宿主-宿主”病原体共享网络，研究发现辐鳍鱼纲、双壳纲和珊瑚纲在病原体传播中扮演关键角色。在物种水平上，蓝蟹（Callinectes sapidus）、点纹鳢（Channa punctata）等10个物种被确定为关键宿主，其中50%属于非贸易物种。

3.3 渔业贸易与病原体传播的联系

研究揭示了三个重要发现：首先，非贸易宿主是所有病原体的最大携带者，携带的细菌总数（68.67%）、人畜共患细菌（54.66%）和病毒（61.32%）均显著高于贸易物种。其次，Beta多样性分析显示，不同宿主组之间的病原体组成存在显著差异，非贸易宿主的病原体多样性最高。最后，线性回归分析表明，1976-2019年水产品贸易额越高的国家，报告的细菌和病毒数量越多（细菌：R²=0.22，P=1.08×10^?6；病毒：R²=0.18，P=1.60×10^?5）。

讨论与结论

本研究首次在全球尺度上定量揭示了渔业贸易与水生动物携带病原体传播之间的关联。研究发现，非贸易物种作为重要的病原体储存库，可能通过贸易网络将病原体传播给驯化物种。随着全球水产品消费量持续增长，更多水生物种将被纳入贸易网络，增加了人畜共患疾病溢出事件的风险。

研究结果对生物安全和渔业可持续发展具有重要意义。实施有效的监测和控制措施，如检疫、使用冷冻或干燥饲料、分离野生基础种群与养殖后代、培育抗病遗传品系等，对减少病原体传播风险至关重要。政府需要制定强有力的监管框架，与国际标准接轨，以减轻水生病原体国际传播的风险。

该研究也存在一定局限性：NCBI数据库中报告的宿主可能并非真正的自然宿主，而只是病原体分离样本的来源；部分宿主名称报告不规范，导致低估物种和病原体丰富度；数据库本身存在缺陷和不完整性，经济水平和研究兴趣等因素可能导致报告偏差。

尽管如此，这项研究为理解渔业贸易对水生动物携带疾病风险的影响提供了重要见解，为未来监测和控制政策的制定提供了科学依据，有助于维护行业可持续性并预防未来全球大流行病。研究强调，解决渔业贸易相关疾病风险需要跨学科领域的共同理解和努力，通过适当管理，有望最小化渔业贸易对疾病风险的影响。