《Integrative Conservation》:Canine Distemper Virus Research in China and Future Directions for Conservation
编辑推荐:
犬瘟热(canine distemper)是由犬瘟热病毒(canine distemper virus, CDV)引起的一种高接触性、严重疾病。CDV呈全球分布,易感宿主名单持续扩大,对圈养及原生栖息地中的许多受威胁野生动物物种构成日益增长的风险。作为生物多样
犬瘟热(canine distemper)是由犬瘟热病毒(canine distemper virus, CDV)引起的一种高接触性、严重疾病。CDV呈全球分布,易感宿主名单持续扩大,对圈养及原生栖息地中的许多受威胁野生动物物种构成日益增长的风险。作为生物多样性大国(megadiverse country),中国拥有众多特有及受威胁物种,其中许多可能受到CDV暴发影响。为明确中国当前CDV研究优先事项,研究人员对已发表的中国CDV研究进行了系统综述(systematic review)和Meta分析(meta-analysis)。从多个数据库中收集符合条件的结果,并对研究主题和宿主物种相关数据进行分类。研究人员采用Pearson卡方检验(Pearson's Chi-squared test)和标准化Pearson残差(standardized Pearson residuals)识别并衡量研究分布相对预期比例的偏差。研究人员发现所有检验分组均存在显著偏倚。研究显著偏向家养动物、体外(in vitro)实验室工作及养殖动物,研究主题偏向检测、系统发育学(phylogenetics)以及病毒结构与功能。在进一步排除非受关注保护物种后,研究人员发现剩余研究显著偏向圈养物种。在此文献子集中,受威胁本土物种的代表性显著高于非本土物种或IUCN受威胁等级较低物种。该子集的研究主题偏倚亦发生变化,转为在监测(surveillance)、系统发育学(phylogenetics)和预防(prevention)方面有显著更多工作。需要更多工作以更好地理解并应对CDV感染对中国易感野生种群的威胁。体外(in vitro)以及家养、养殖和圈养种群中开展的工作可奠定知识基础,以扩展并应用于野生种群。
1 Introduction
犬瘟热病毒(canine distemper virus, CDV)为副黏病毒科(Paramyxoviridae)麻疹病毒属(Morbillivirus)有包膜单股RNA病毒,与麻疹病毒、海豹瘟热病毒和小反刍兽疫病毒近缘。CDV可经呼吸道飞沫、体液分泌物和排泄物接触传播,亦可经食入或接触感染物质进入宿主。除家犬外,CDV在多种野生食肉动物中日益流行,包括猫科、鬣狗科、鼬科、浣熊科、海豹科、熊科、小熊猫科、灵猫科等,并在非人灵长类等非食肉哺乳动物中暴发。因宿主范围扩大,有建议改称“食肉动物瘟热病毒”。CDV威胁全球食肉动物生物多样性保护,并加剧濒危野生动物灭绝风险。中国为生物多样性大国,地理面积大,生物多样性热点多,受威胁、特有和珍稀物种数量高,但经济增长、人口密度、人类干扰和生态系统改变导致生物多样性退化。疾病是保护威胁之一,CDV等新发疾病可显著影响本地种群,许多被认定为野生食肉动物种群存活的关键威胁。已有中国CDV综述多集中于遗传变异、细胞受体、表面蛋白分子生物学、感染机制、犬感染频率与风险因素、防治技术与方法,较少报告野生动物感染,未见专门针对中国野生动物的CDV综述,也未见系统文献综述或Meta分析。本文旨在通过系统文献综述对中国CDV研究趋势进行分类和评估,纳入中国境内所有CDV相关研究,包括临床病例、血清学调查、基因组和抗原分析、病理与发病机制、实验感染等,以确定知识空缺或分配偏倚,并建议改进研究分配,优先保护中国哺乳动物多样性。
2 Materials and Methods
2.1 Literature Search Strategy
在Scopus、PubMed、Google Scholar和中国知网(CNKI)四个数据库检索。英文数据库检索式为China AND “canine distemper virus”;CNKI检索词为“canine distemper virus”,因数据库限于中国研究且支持英文关键词翻译。检索限于英文或中文,筛选至2022年10月的同行评议期刊论文,排除书籍、章节、学位论文、会议摘要和综述,排除重复记录、中国境外数据及非CDV研究。仅凭标题或摘要不确定时审阅全文。Google Scholar和CNKI各超过200条结果时仅筛选前200条,并追溯入选文献参考文献。构建Excel数据库记录标题、作者、期刊、年份、全文语言等,记录关注宿主物种、IUCN红色名录评估状态、生活状态,多宿主论文按每个物种计数,多主题论文按每个主题计数。
2.2 Research Bias and Priorities for Conservation
假设研究努力在分类和研究主题类别中分配偏倚会反映为文章比例偏离,即每个宿主物种或研究主题文章数相等表示无偏分配。采用Pearson卡方检验(Pearson's Chi-squared test)检验偏离。生活状态类别中预期文章数按各组物种数比例,家养n=2、养殖n=6、圈养n=7、野生n=4。还检验本土与非本土、受威胁与非受威胁物种间偏倚。为更好分析保护关注物种,详细分析仅限圈养和野生物种,排除养殖、家养和无特定关注物种文章。计算并检查标准化Pearson残差(standardized Pearson residuals),小差异<2,中等显著差异2–4,大高度显著差异>4;中等在α=0.05,较大在α=0.0001。分析使用R和相关包。
2.3 Additional Literature Search
第二轮数据库检索提供更新快照。因访问限制无法完全重复原检索。使用相同检索词查找2022年11月至2026年1月CNKI、Google Scholar和PubMed发表研究,构建附加Excel数据库,采用卡方检验和Pearson残差分析,比较研究分配分布变化。
3 Results
初始检索返回8027条,排除和追溯后490篇符合,381篇中文,109篇英文,发表时间1981–2022。6篇因未指定确切物种/亚种、生活状态且作者未澄清被排除。
3.1 Taxonomic and Research Topic Bias
检索涵盖16种动物、无特定关注物种(none)和一篇人类CDV研究。养殖水貂和狐狸几乎均无法鉴定到种,分别按通用英文名各作一个“物种”。物种分类间研究分配不均(χ
2=1629.5, df=17, p<2.2e
?16)。家犬(Canis lupus familiaris)占近半(43%,n=208),none占25%(n=122)。受威胁大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)和小熊猫(Ailurus fulgens)文章数与预期接近,仅小而显著差异。其余野生和受威胁物种显著低于预期。生活状态分配也不均(χ
2=715.06, df=3, p<2.2e
?16)。家养动物有极大高度显著正残差(r=23.61),养殖动物中等显著正残差。圈养和野生动物显著不足,圈养55篇(10%),野生9篇(2%)。研究主题分配不均(χ
2=157.53, df=6, p<2.2e
?16)。系统发育学和检测方法开发应用呈大高度显著正差异;病毒结构与功能呈中等显著正差异;治疗方法和抗体探索呈高度显著负差异。家养物种研究主要检测和系统发育学(分别35%和24%);检测主题63%来自家养动物。养殖动物主要系统发育学(37%)和检测(25%);系统发育学主题57%来自养殖动物。none类别主要病毒结构与功能(41%)和抗体探索(20%);抗体探索81%来自none类别。
3.2 Conservation Priorities Bias
排除none、人类、养殖和家养物种后,剩余数据仅涉及野生和圈养。结果显著偏向受威胁(χ
2=21.125, df=1, p=4.30e
?6, r=2.65)、本土(χ
2=13.504, df=1, p=2.38e
?4, r=1.73)且圈养(χ
2=13.755, df=1, p=2.08e
?4, r=2.24)物种。圈养55篇(86%),其中53篇为本土,52篇为受威胁;非本土2篇,非受威胁3篇。野生仅9篇(14%),非本土和IUCN无危物种也显著不足。多数集中于大熊猫和小熊猫,均为受威胁本土种。红熊猫均为圈养。大熊猫仅5篇野生。其次东北虎(Panthera tigris altaica)2篇野生。其余野生研究涉及阿穆尔豹(Panthera pardus orientalis)和小齿鼬獾(Melogale moschata)。该子集研究主题仍不均(χ
2=42.597, df=6, p=1.40e
?7)。监测最常见(31%),其次系统发育学(28%),均有显著差异。预防呈小差异。检测、病毒结构与功能、治疗和抗体探索均呈负差异。圈养物种强烈影响主题分布。系统发育学和预防在圈养与野生间差异显著(系统发育学:χ
2=7.3829, df=1, p=0.007;预防:χ
2=8.5714, df=1, p=0.003),圈养论文更多。监测在两组间无显著差异,是野生物种唯一显著正差异主题,占野生动物论文89%。
3.3 Updated Literature Search and Comparison
第二轮检索返回2022年11月至2026年1月新发表103篇。涵盖10种动物或无特定关注物种,一篇人类CDV。物种分类仍不均(χ
2=250.11, df=11, p<2.2e
?16),家犬最多(38%,n=44),none次之(32%,n=37)。10种中3种为新出现:食蟹猴(Macaca fascicularis)、马来穿山甲(Manis javanica)和野猪(Sus scrofa)。生活状态和研究主题仍显著偏倚(生活状态:χ
2=88.357, df=3, p<2.2e
?16;研究主题:χ
2=53.294, df=6, p=1.024e
?09)。家养动物n=45,高度显著正残差(r=8.29);野生仍高度显著不足(n=6)。野生和圈养各6篇。圈养6篇全为大熊猫。其中3篇关于圈养大熊猫CDV预防,特别是安全有效疫苗开发。野生6篇中2篇关于野生大熊猫CDV预防,其中研究调查已接种疫苗散养家犬对保护区大熊猫CDV传播风险。其余4篇涉及野猪(n=2,监测和系统发育学)、东北虎(监测)和马来穿山甲(监测)。有研究首次报告马来穿山甲CDV感染,提示犬在跨物种传播中的作用;有研究首次描述中国野猪CDV感染和系统发育学,野猪可能作为CDV储存库并对受威胁野生动物构成疾病风险。
4 Discussion
4.1 Taxonomic and Living Status Biases
分析显示中国CDV发表研究显著偏家犬、养殖食肉动物和none类别。考虑CDV时间尺度和自然史,偏家养动物可预期。CDV最早于1746年描述为家犬疾病,近期才因宿主范围扩大受关注。家养动物研究充分且在传播中作用重要。中国宠物贸易增长、大量流浪和野化犬猫也驱动偏倚。中国为最大毛皮生产国和进口国,涉及水貂、狐狸和貉(Nyctereutes procyonoides),2021年毛皮年产量约2700万张;其他养殖动物包括果子狸(Paguma larvata)、家养雪貂(Mustela putorius furo)和恒河猴(Macaca mulatta)。CDV暴发可严重打击该产业,故养殖动物研究偏倚受其影响。none类别多关注纯科学,探索抗体、病毒结构功能,使用体外实验、小鼠和兔等实验室动物、实验室或疫苗来源病毒样本及计算机分析。基础研究与应用研究差异、成本与可行性可解释该偏倚。获取野生动物样本困难,偏远、受威胁、小种群尤其如此,需严格法规许可,物理和资金成本高;实验室、家养或养殖物种研究计划、努力和成本较低。
4.2 Research Topic Bias
治疗和抗体探索在完整数据集和野生/圈养子集中均显著不足。目前无有效特异性抗病毒紧急治疗,尽管疫苗广泛可用,治疗仅支持性护理,包括液体、祛痰药、止吐药和抗生素。抗体尤其单克隆抗体(monoclonal antibodies, mAbs)、抗原结合片段(antigen-binding fragments, Fabs)和单链抗体片段(single-chain fragment variables, scFvs)有抗病毒前景。该领域对维持受威胁圈养物种健康及野外发现后康复放归物种尤其重要。疫苗接种仍是控制CDV传播最有效方法之一。弱毒活疫苗可能比灭活疫苗提供更好保护,但存在毒力、对某些动物有效性及对野生物种影响担忧。针对不同圈养受威胁物种的安全有效疫苗研究价值大,可转化保护野生物种。已有较多圈养动物相关研究,希望扩展至更多物种。监测虽多数在家养和养殖物种,但在野生和圈养中也显著。监测对野生动物尤其重要,因其监控少,疾病临床生病和死亡难发现。监测可识别威胁、制定和评估缓解措施;持续野生种群监测重要,并可将圈养物种结果用于管理计划。
4.3 Conservation Implications in China and Future Directions
4.3.1 Under-Representation of Wildlife
分析显示研究显著偏向受威胁本土圈养物种。关注这些物种令人欣慰,但圈养和野生动植物总体研究仍远落后于家养、养殖和实验室研究。理解圈养物种疾病威胁可成为理解野生物种威胁的第一步;未来可基于现有研究继续圈养工作并将成功方法应用于野生对应种。理解疾病对受威胁本土物种的威胁至关重要,许多物种受疾病暴发负面影响最大。但纳入非本土和非受威胁物种也有价值,可制定有效管理计划。其种群可能不直接受威胁,但可作为储存库或携带宿主,在区域传播或维持疾病。红狐、貉、紫貂和獾等在别国被牵涉;近期中国研究开始关注野猪种群增加的作用。更深入理解这些物种社区角色有助于了解疾病威胁和规划缓解措施。中国拥有大量世界脊椎动物及高比例受威胁和特有食肉动物,但许多种群小、破碎化、遗传变异性低,可能对病原体易感性增加。其他地区野生关注动物CDV研究增长且部分成熟;中国仍信息有限,难以理解受威胁野生种群风险及潜在宿主时空动态如何促进疾病持续和传播。当前文献野生种覆盖少,但中国存在大量CDV易感本土物种。理解疾病动态和风险对保护管理计划至关重要。
4.3.2 Disease Threats From Domestic and Farmed Animals
家犬猫等引入哺乳捕食者可对野生食肉动物构成重大疾病威胁。自由放养或野化家养动物可作为CDV等病原体宿主、储存库或媒介,影响本地动物种群健康,并在传播中起核心作用,作为本地物种可能无法维持的病原体来源。许多自由放养和野化动物未接种或控制,自由进入野生栖息地与野生动物互动。人类基础设施如道路扩展促进家养食肉动物进入以前难达栖息地,威胁可能加剧。中国约有4000万只流浪狗,多数无控制或绝育。许多农村民族传统放牧,使用livestock guarding dogs(LGDs)。训练不足、与牲畜联系不佳或未获适当兽医护理和疫苗接种的LGDs对野生动物构成威胁。接近脆弱野生动物种群的高密度家犬常与野生动物CDV暴发相关,过去曾导致毁灭性流行。保护区及周边野化犬种群高度暴露于类似野生动物的CDV毒株。尽管自由放养和野化犬威胁众多,文献检索仅4篇研究其可能对野生动物CDV影响。所有4篇均发现自由放养犬对保护区野生动物构成重大疾病风险,犬可无限制进入保护区并有CDV暴露阳性证据。迄今中国在家养动物中开展大量监测,但多数未说明动物是受控宠物、自由放养还是野化;未来应注明,且全国更多研究对理解其真实影响关键。养殖食肉动物种群也可威胁野生物种。许多毛皮养殖动物条件差:应激和众多动物近距离不卫生饲养可增加疾病储存库形成风险。加拿大研究表明水貂养殖场可能是影响野生水貂种群的病毒储存库。生物安全松散时,CDV暴发可从养殖动物传播至接触的野生动物。野生食腐动物可能被不安全食物、水或废物吸引,增加接触和感染可能。养殖动物可能逃逸建立野化种群,通过传播或提高新发/现存疾病强度威胁野生物种。例如美洲水貂野化种群已在欧洲和南美广泛建立,对本地生物多样性有明确负面影响。确保适当生物安全、卫生饲养和兽医护理应成为优先事项。然而截至2016年,中国皮革工业协会和国家林业局发布的毛皮养殖标准仅为推荐性,非强制性,且无处罚确保执行。
4.4 Limitations
综述中很少论文列出水貂或狐狸确切物种,如红狐(或银狐,Vulpes vulpes)、北极狐(或蓝狐,Vulpes lagopus)、美洲水貂(Neovison vison)或欧洲水貂(Mustela lutreola),因此需概括,妨碍分析,因这些物种IUCN状态和分布不同。此外,若干论文未指定研究动物确切物种或亚种,如仅写“熊”或“虎”而非“马来熊”或“东北虎”,被排除。这些论文可能有助于理解那些物种CDV,未来研究应明确研究物种。研究地理范围也可能限制。国界作为研究区划简单,但完全包含于国内的栖息地数据影响不大,跨界区域及生活或频繁跨越人类划定边界的物种不会完全体现。大型食肉动物常受CDV影响,家域和扩散距离大,常使用或穿越跨国界区域,可能在本研究定义范围外暴露和受研究,未纳入分析。
5 Conclusions
由于CDV毒力、发病率和死亡率及不断扩大的易感宿主名单,CDV威胁全球食肉动物保护。中国拥有众多受威胁和特有种,生物多样性可能受暴发严重影响。尽管威胁迫近,中国CDV研究分配显著偏离最可能受影响野生物种。为填补当前知识重要空缺,建议关注代表性不足主题,如野生物种CDV治疗、预防和监测。此外,建议未来工作不仅纳入本土受威胁野生动物,也纳入非本土、非受威胁物种以及可能在疾病动态和传播循环中起重要作用的自由放养和野化家养或养殖物种。未来研究行动和资金应针对这些物种,并基于家养和圈养动物已有工作,更好理解和应对中国易感野生种群CDV流行威胁。