《One Health Advances》:Hantavirus emergence through a One Health lens: ecological dynamics, human exposure and integrated surveillance
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汉坦病毒(Hantaviruses)是由啮齿动物传播的人兽共患病毒,在欧亚大陆引起出血热伴肾综合征(hemorrhagic fever with renal syndrome, HFRS),在美洲引起汉坦病毒心肺综合征(hantavirus cardiopul
汉坦病毒(Hantaviruses)是由啮齿动物传播的人兽共患病毒,在欧亚大陆引起出血热伴肾综合征(hemorrhagic fever with renal syndrome, HFRS),在美洲引起汉坦病毒心肺综合征(hantavirus cardiopulmonary syndrome, HCPS)。尽管人类感染汉坦病毒通常能在临床上被识别,但感染风险受到上游因素的影响,包括储存宿主生态学、环境变异性和人类暴露。来自中国、欧洲和美洲的证据表明,汉坦病毒的发病率可能取决于啮齿动物种群动态、气候条件、土地利用、农业实践、居住环境以及娱乐性或旅行相关的暴露。在中国,出血热伴肾综合征的季节性模式——包括在许多流行区出现的主要秋冬季高峰和较小的春季或春夏高峰——说明了病毒-宿主生态学和农业劳动如何共同影响人类风险。在欧洲,已证明欧岸?(bank vole)种群周期影响普马拉病毒(Puumala virus)的流行,而美洲的研究则将降雨量、啮齿动物丰度与家庭、职业和娱乐场所的人类暴露联系起来。本小型综述通过一体健康(One Health)视角综合了关于汉坦病毒疾病的生态驱动因素、暴露途径和监测挑战的证据。研究人员认为,一体健康方法应超越对多部门合作的一般性呼吁,转向基于证据的整合监测,将啮齿动物、环境和人类数据与针对特定环境的预防措施联系起来,例如在流行农业区的收获季节前发布季节性风险警告并加强减少暴露的措施。
储存宿主生态学与汉坦病毒风险的环境驱动因素
汉坦病毒感染的地理分布受其储存宿主生态学的强烈影响。具有医学重要性的汉坦病毒主要在啮齿动物储存宿主中维持,许多致病性病毒与特定的宿主物种或宿主复合群表现出密切关联。这种宿主依赖性有助于解释地理上不均一的汉坦病毒风险——只有在有能力的储存宿主、适宜的栖息地和人类暴露三者重叠的区域才会发生人类疾病。然而,储存宿主的存在本身不足以预测人类风险,当地发病率还取决于啮齿动物丰度、储存宿主群体内的感染流行率、季节性移动、栖息地干扰以及人类进入受污染环境的频率。
环境变异性可通过改变储存宿主种群动态和人-啮齿动物接触来影响汉坦病毒传播。降水增加可能促进植被生长和食物供应,从而支持啮齿动物的繁殖和存活,而干旱、栖息地破坏或寒冷胁迫则可能驱使啮齿动物进入人类住所、储藏区域或工作场所。美国西南部的四角落地区(Four Corners region)仍是一个经典例子,厄尔尼诺现象相关的降水创造了有利于鹿鼠(deer mouse)种群增长的生态条件,随后受影响地区的汉坦病毒心肺综合征(HCPS)病例显著增加。在欧洲,普马拉病毒(Puumala virus)的流行已被证实与受森林生态、食物供应和季节性条件影响的欧岸?(bank vole)种群周期有关。这些例子表明,气候并非孤立的直接原因,而是通过储存宿主生态学和暴露途径影响风险。
由于人类汉坦病毒病例往往出现在储存宿主种群变化之后,啮齿动物丰度和感染流行率可作为预警指标。欧洲和美洲的长期生态学研究表明,啮齿动物种群周期可能先于人类疾病风险的变化。中国的出血热伴肾综合征(HFRS)生态学研究也强调了环境变异性、储存宿主生态学和人类行为在塑造疾病动态方面的交互作用。这些发现支持了一个实际的一体健康(One Health)启示:啮齿动物监测不应仅被视为生态学研究,而应作为连接动物、环境和人类健康数据的综合风险评估系统的一部分。
土地利用、农业与人类暴露:来自中国及其他地区的证据
土地利用决定了储存宿主、受污染环境和易感人群共享同一空间的频率。农业扩张、作物收割、粮食储存、围栏内农业结构、林缘以及密封不良的农村住房都可能增加接触啮齿动物排泄物的机会。一项关于土地覆盖、土地利用与人类汉坦病毒感染风险的系统综述发现,在若干环境中(尤其是中国和巴西),农业用地与感染风险呈正相关,而与森林覆盖、草地或建成区的关联因地区和病毒生态而异。这种异质性很重要,因为土地利用并非普遍的风险因素,而是通过当地储存宿主物种、耕作系统、住房条件和人类行为的组合来改变暴露情况。
中国提供了最清晰的例证之一,说明病毒生态学和人类活动如何共同构建汉坦病毒季节性。在许多流行区,出血热伴肾综合征(HFRS)呈现双峰模式:较大的秋冬季高峰和较小的春季或春夏高峰。在中国,这种双峰模式常被解释为反映了不同病毒-宿主系统和暴露场景的共存。汉滩病毒(Hantaan virus)主要与黑线姬鼠(Apodemus agrarius)相关,更多贡献于田间或农村暴露以及秋冬季节发病率,而首尔病毒(Seoul virus)由褐家鼠(Rattus norvegicus)携带,在许多环境下更与围栏内或城市传播及春季发病率相关。在淄博市,出血热伴肾综合征病例在3月至5月和10月至12月出现高峰,说明了季节性人类风险模式。来自同一地区的空间分析进一步表明,春季和秋季风险在地理上存在差异,支持有针对性的季节性预防。
农业活动与出血热伴肾综合征季节性的联系在山东等高发省份尤为明显。一项时间序列分析报告了显著的季节性,并讨论了农业活动与出血热伴肾综合征发病率之间的时间对应关系:秋收通常在9月下旬开始,病例随后在10月迅速上升,11月达到高峰,12月下降。汉坦病毒感染的潜伏期表明,这一模式在生物学上是合理的,并且与收获期间、田间作业、粮食处理或在啮齿动物滋生的临时住所中的暴露一致。结合许多流行区观察到的较小春季高峰,这一模式表明,出血热伴肾综合征风险是由储存宿主生态学、农业劳动和围栏内暴露的季节性变化组合所塑造的,而非单一恒定路径。
除农业外,汉坦病毒暴露还可能发生在职业、家庭、娱乐和旅行场景中。农民、林业工人、建筑工人、清洁工、军人以及进入啮齿动物滋生建筑物的人员可能在搅动受污染灰尘时经历强烈的短期暴露。娱乐性暴露可发生在游客入住有啮齿动物侵扰的小屋、露营地或封闭结构中。2012年优胜美地国家公园(Yosemite National Park)暴发疫情,与在隔热帐篷小屋过夜有关,展示了建成环境如何将当地啮齿动物生态转化为游客风险。2026年游轮相关的安第斯病毒(Andes virus)聚集性案例则说明了另一种不同的路径:局部生态暴露在与延迟识别、密闭旅行环境和国际流动相结合时,可能成为多国公共卫生问题。
人-动物-环境系统中的监测证据与空白
中国长期的出血热伴肾综合征(HFRS)经验提供了一个具有指导意义的监测范例,其中已经包含若干一体健康(One Health)要素,即使并不总是以此命名。国家监测将人类病例报告与啮齿动物监测、实验室检测和在流行区的针对性预防相结合。2006至2012年间,中国报告了77,558例出血热伴肾综合征病例和866例死亡,病例集中在少数省份,主要发生在春季和秋冬季,农民仍是受影响最大的职业群体。2014至2023年的最新全国数据显示了持续的地理和病毒学复杂性,在中国已鉴定出汉滩病毒(Hantaan virus)、首尔病毒(Seoul virus)和普马拉病毒(Puumala virus)等与人源出血热伴肾综合征相关的汉坦病毒。
尽管长期病例报告有价值,但仅靠人类监测对于汉坦病毒预防而言本质上太迟,人类病例通常只在生态变化、啮齿动物种群变动和暴露事件发生后才会出现。临床识别也可能延迟,因为早期症状非特异性,且与钩端螺旋体病、登革热、流感样疾病、疟疾、COVID-19和其他发热综合征重叠。这在农村或旅行相关场景中尤其相关,因为暴露事件在时间和地点上可能与诊断相距甚远。要使监测支持预防而不仅仅是记录,临床信号应与啮齿动物、环境和暴露信息相关联。在临床实践中,相符的综合征结合仔细重建的暴露史——例如近期农村居住、作物收割、清理啮齿动物滋生的空间、小屋住宿或探险旅行——可能在实验室确认之前提供第一个可操作的信号。
因此,一体健康的挑战不仅仅是收集更多数据,而是将适当的数据与及时的决策联系起来。关于啮齿动物密度、储存宿主感染流行率、气候异常、农事历、土地利用变化、临床综合征以及旅行或职业史的信息通常由不同部门持有并分别解读。对于汉坦病毒疾病而言,综合预警应根据生态和临床信号是否导致更早、更具针对性的预防来判断,而非依据所汇集数据集的数量。未来的监测应围绕预设的风险问题和应对阈值来构建,而不是围绕平行的人类、动物和环境数据集。
在资源有限的环境中,综合一体健康监测不应旨在监测每一个可能的生态、动物和人类指标。更可行的方法是开发一个针对当地风险环境的最小监测包,结合常规报告的可兼容人类综合征、简单的啮齿动物密度指标、季节性农事历、降雨或洪水警报、社区报告的啮齿动物侵扰情况以及临床评估中收集的暴露史。在高风险县、农场、仓储设施或旅游目的地设立哨点监测站可能是比更广泛、持续的监测更可持续的方法。标准化指标可包括月度啮齿动物密度、捕获啮齿动物阳性比例、与季节基线的降雨偏差、可兼容人类病例数、具有记录的暴露史的病例比例,以及收到季节性风险沟通的高风险环境数量。机构间协调可通过定期的联合风险评估会议来组织,涉及公共卫生、临床、农业、兽医、环境和旅游等部门,每个预警信号都与预设的预防措施相关联。
预防与准备:近期进展与剩余空白
鉴于大多数汉坦病毒疾病缺乏广泛许可的疫苗或特异性抗病毒疗法,预防仍主要依赖于减少对感染啮齿动物及其排泄物的暴露。防鼠建筑、安全储粮、环境卫生、清洁前的湿式消毒以及在滋生物空间中避免产生灰尘的活动等措施已得到充分确立和记载。当前一体健康实践更重要的问题是,如何将预防从通用建议转向针对特定环境的风险降低。季节性农业劳动、农村住房、围栏内啮齿动物侵扰、在小屋或营地的娱乐活动、实验室和职业暴露以及探险旅行各自需要不同的预防信息和责任方。
疫苗研发是汉坦病毒研究中最活跃的领域之一,但各综合征和各地区的进展不一。针对汉滩病毒和首尔病毒的灭活疫苗在中国和韩国早已用于出血热伴肾综合征(HFRS)的预防,尤其是在流行区或高风险人群中。然而,目前尚无疫苗获得美国食品药品监督管理局(FDA)或欧洲药品管理局(EMA)批准用于汉坦病毒心肺综合征(HCPS),也没有针对辛诺柏病毒(Sin Nombre virus)、安第斯病毒(Andes virus)或其他主要新世界汉坦病毒的许可疫苗。近期脱氧核糖核酸(DNA)疫苗的I期研究标志着一项重要进展。汉滩病毒和普马拉病毒脱氧核糖核酸疫苗在早期临床试验中显示出可接受的安全性和中和抗体反应,而通过无针注射给药的安第斯病毒脱氧核糖核酸疫苗在首次人体研究中安全且具有免疫原性。这些发现支持了疫苗的生物学可行性,但关于剂量、持久性、保护广度和针对罕见但严重疾病的研发激励措施等实际问题仍然存在。
治疗研发也已超越了利巴韦林(ribavirin),其对已确诊的汉坦病毒心肺综合征的益处仍未得到证实。被动免疫疗法在生物学上是合理的,因为中和抗体似乎与康复和保护相关。智利的一项非随机多中心试验表明,安第斯病毒免疫血浆是安全的,并与较低的病死率相关,但仍需确证性证据。近期的研究重点在于单克隆或多克隆抗体产品。一种全人源四价抗体制剂已在临床前阶段被评估为潜在的泛汉坦病毒治疗药物,一种强效的辛诺柏病毒中和单克隆抗体已在结构上得到表征。尽管这些生物医学进展具有重要意义,但其人群层面的价值将取决于它们是否被嵌入生态监测、暴露评估和及时的公共卫生响应之中。
2026年游轮相关的安第斯病毒聚集性案例引起了人们对一个传统汉坦病毒控制中很少涉及的准备问题的关注:如何管理一种生态维持的、但在特定条件下也能在人与人之间传播的啮齿动物传播病毒。安第斯病毒在南美洲南部的啮齿动物储存宿主中维持,长尾稻鼠(Oligoryzomys longicaudatus)被认为是主要储存宿主。尽管人传人仍然属于例外情况,通常需要密切或长时间的接触,但此次游轮事件表明,局部生态暴露如何可能演变为跨司法管辖区的公共卫生问题。因此,针对安第斯病毒的准备工作应将啮齿动物暴露预防与早期识别、适当的感染控制预防措施、暴露史评估和国际接触者追踪结合起来。