嚴重急性呼吸綜合症(SARS,薩斯)在中國重複爆發的因素分析
劉實
在過去的17年中,在中國發生了兩次廣泛流行的嚴重急性呼吸綜合征(薩斯),即薩斯1和薩斯2。它們均是由相關的冠狀病毒引起:薩斯冠狀病毒和薩斯冠狀病毒-2。這些病毒的來源至今未知、其在自然界的發生也很神秘,但它們在發病機理和流行病學上還是有一些明顯的共同端貌。
【
原文“Potential Factors Influencing Repeated SARS Outbreaks in China”於2020年3月3日發表於International Journal of Environmental Research and Public Health(國際環境研究與公共健康雜誌)。 參見:
Abstract: https://www.mdpi.com/1660-4601/17/5/1633
HTML Version: https://www.mdpi.com/1660-4601/17/5/1633/htm
PDF Version: https://www.mdpi.com/1660-4601/17/5/1633/pdf
】
原文作者:
孫眾1,Karuppiah Thilakavathy1,2,S.Suresh Kumar 2,3,何國忠4,* 劉實5,*
1馬來西亞博特拉大學醫學與健康科學學院生物醫學科學係,馬來西亞雪萊莪 43400;
2馬來西亞博特拉大學醫學與健康科學學院遺傳與再生醫學研究小組,馬來西亞雪蘭莪43400;
3馬來西亞博特拉大學醫學微生物學和寄生蟲學係,馬來西亞雪蘭莪43400;
4昆明醫科大學衛生研究所,昆明650500;
5 雄鷹分子醫學研究所,Apex,美國北卡羅萊納州27502;
*通訊:guozhong_he@vip.sina.com;SVL8EPA@gmail.com(S.V.L.);電話:+ 86-1360-885-6345(F.L.)
【翻譯說明:
為了使不懂英文的讀者能流暢地閱讀本文的中文版,本文翻譯將盡量避免使用英文詞匯。故將一些比較關鍵的英文詞匯集中於此,便於隨時比對。
angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2): 血管緊張素轉換酶2
bat:蝙蝠
bat-SL-CoV:蝙蝠薩斯樣冠狀病毒
bamboo rat: 竹鼠
civet: 果子狸
coronaviruses (CoVs): 冠狀病毒
COVID-19: 冠狀病毒疾病-19
human coronaviruses(HCoV):人類冠狀病毒
Middle East Respiratory Syndrome(MERS):中東呼吸綜合征(塻斯)
horseshoe bat: 馬蹄蝠
MERS-CoV: 中東呼吸綜合征冠狀病毒,塻斯冠狀病毒
new coronavirus pneumonia (NCP): 新冠狀病毒肺炎(新冠肺炎)
pangoline: 穿山甲
severe acute respiratory syndrome (SARS): 嚴重急性呼吸綜合症(薩斯)
SARS-1: 薩斯1 (非典型肺炎;非典)
SARS-2: 薩斯2 (武漢肺炎;武肺;新冠病毒肺炎;新冠肺炎;冠狀病毒疾病-19)
SARS-CoV: 薩斯冠狀病毒
SARS-CoV-2: 薩斯冠狀病毒-2
SARS-like COVs (SL-CoVs):薩斯樣冠狀病毒
Wuhan pneumonia: 武漢肺炎
2019-nCoV: 2019新冠病毒
】
摘要:在過去的17年中,在中國發生了兩次廣泛流行的嚴重急性呼吸綜合征(薩斯),它們均是由相關的冠狀病毒引起:薩斯冠狀病毒和薩斯冠狀病毒-2。這些病毒的來源至今未知、其在自然界的發生也很神秘,但它們在發病機理和流行病學上還是有一些明顯的共同端貌。兩種病毒都利用相同的受體-血管緊張素轉換酶2-入侵人體。兩種流行病均發生在有重大節慶假日的寒冷幹燥冬季,並始於喜歡消費野生生物的地區。因此,如果蝙蝠是薩斯冠狀病毒的天然宿主,那麽低溫和低濕度的這段時間可能為這些蝙蝠聚集地區內的病毒存活提供有利的環境條件。同時,寒冷的冬季使人體變得更加脆弱,使得廣泛存在的蝙蝠攜帶或釋放的病毒更容易突破人類的防禦係統。一旦成功感染了一些最初的人群,隨著社交聚會和節假日旅行的增加,疾病的傳播變得更加迅速。這些自然和社會因素影響了薩斯流行病學的總體發展和軌跡。但是,一些獨特的因素也可能導致薩斯在武漢的起源。本文在不同的場景中討論了這些因素,以便促進更多的研究來實現最終驗證。
關鍵詞:武漢肺炎;冠狀病毒;嚴重急性呼吸綜合症(SARS,薩斯); 非典; COVID-19; 血管緊張素轉換酶2;薩斯冠狀病毒;2019-nCoV;暴發;疫情;流行病學;感染;幹旱;蝙蝠;綠燈;紅燈;野生動物;宿主;暴露;風險。
1.導言
自2002年以來,中國發生了兩次嚴重急性呼吸綜合征(薩斯)的流行,一次在2002年末,另一次在2019年末。這兩次流行病的病原體已被確認為冠狀病毒的新成員,分別是薩斯冠狀病毒和薩斯冠狀病毒-2(圖1)[1]。冠狀病毒由於其表麵有冠狀尖峰而被命名,分為四個屬即alpha,beta,gamma和delta。在薩斯冠狀病毒出現之前,已經有四種冠狀病毒能夠感染人類,即人類冠狀病毒。這四種可以引起“普通感冒”的人類冠狀病毒包括:alpha組的HCoV-229E和HCoV-NL63以及beta組的HCoV-OC43和HCoV-HKU1 [2]。此外,除了2002年在中國導致薩斯的薩斯冠狀病毒[2]之外,2012年又發現了另一種引起中東呼吸綜合征(塻斯)的冠狀病毒:塻斯冠狀病毒[3]。
圖1.應用從薩斯2病人體內分離出的病毒構建係統分類樹。
使用BLAST工具,將薩斯2病人體內分離出的病毒株(武漢海鮮市場肺炎病毒分離株Wuhan-Hu-1)的序列與國家生物技術信息中心(NCBI)的全基因組序列數據庫進行比對。 下載前100個匹配序列並使用MAFF(AIST)對齊後,使用MEGA X構建係統分類樹。根據係統分類樹,薩斯冠狀病毒-2與蝙蝠薩斯樣冠狀病毒ZC45、 ZXC21具有共同的祖先。
與薩斯冠狀病毒使用血管緊張素轉化酶2(ACE2)作為與人類細胞結合的受體不同[4],塻斯冠狀病毒使用二肽基肽酶4(DPP4)作為感染人類細胞的受體[5]。並且,從係統分類上來講,塻斯冠狀病毒和薩斯冠狀病毒亦是截然不同的,也與包括人類冠狀病毒在內的其他冠狀病毒的相距甚遠。
2019年底,在中國中部爆發的“武漢肺炎”與一種被命名為薩斯冠狀病毒-2的新型冠狀病毒有關。薩斯冠狀病毒-2不僅與薩斯冠狀病毒在係統分類上密切相關,而且還使用與薩斯冠狀病毒相同的受體血管緊張素轉換酶2。因此,盡管“武漢肺炎”曾被冠以“新冠狀病毒性肺炎(NCP)”等多種其他疾病名稱、現在更名為“冠狀病毒病-19(COVID-19)”。但是,我們認為將“武漢肺炎”稱為“薩斯2”,將先前的“薩斯”稱為“ 薩斯1”更為合適。“武漢肺炎”的病原體名稱已從“2019-新冠病毒”更改為“薩斯冠狀病毒-2”。因此,將“冠狀病毒病-19”進一步更改為“薩斯2”對於明確病原體和疾病之間的關係是合乎邏輯和理性的。在本文中,我們希望通過對影響2002年和2019年薩斯爆發的自然因素和社會因素的分析,了解該類疾病的一些共同流行病學特征。對這些特征的了解有利於預防和控製此類流行病的發生和發展。同時,也有助於搜索病毒的來源和闡明其最初的出現。
2. 薩斯1和薩斯2的共同流行病學特征
令人疑惑的是,在不到17年的時間裏,中國爆發了兩次類似的流行病:2002年的薩斯1和2019年的薩斯2。盡管研究病毒的起源對於了解這些流行病至關重要,但是,比較影響這兩種流行病進展的自然因素和社會因素的也很重要。
通過對這兩個嚴重公共衛生事件中的環境因素和人為因素進行比較分析,我們希望找到影響薩斯1和薩斯2發生的一些共同因素。
2.1.環境因素
薩斯1於2002年11月在廣東省佛山市爆發[6]。薩斯2於2019年12月上旬在湖北省武漢市開始蔓延[7]。在中國,11月和12月是冬季,是這兩個地區一年中最冷的月份[8,9]。低溫通常為病毒的生存提供了有利的環境條件。除此之外,我們還注意到在疫情爆發時兩個地區都發生了嚴重的幹旱。佛山2002年12月的年降水量接近0毫米 [10]。事實上,當年廣東省全境都發生了幹旱,導致1300多個水庫枯竭,28.6萬公頃的農田遭受幹旱[11]。巧合的是,2019年的武漢也遭受了近40年來最嚴重的幹旱,2019年12月的降水量僅為5.5毫米[12,13]。這些幹旱條件在這兩個地方都是罕見的,因為它們的年平均降水量大於1100毫米[8,9],高於全球990毫米的年平均降雨量,其中陸地上的平均降雨量為715毫米[14]。寒冷,幹燥的聯合因素比單純寒冷更有利於病毒存活[15,16]。在寒冷幹燥的冬季,風幹的病毒顆粒是一種危險的病毒形式,可以在空氣氣流中存活很長一段時間[17]。
除了為病毒的生存和傳播提供有利條件外,冬季的幹冷條件也會削弱人類的先天免疫力。低溫會導致鼻腔粘膜的血液供應減少,從而導致免疫細胞向鼻粘膜的供應減少。同時,低濕度會降低氣道中纖毛細胞清除病毒顆粒,分泌粘液以及修複氣道細胞的能力。此外,通常人類細胞在病毒感染後會釋放信號蛋白,以提醒鄰近細胞注意病毒入侵的危險。然而,在低濕度環境中,這種先天免疫防禦係統也會受到損傷[18]。更嚴重的是,低濕度會導致鼻粘液變幹;鼻腔內壁變得脆弱,甚至破裂;並使整個上呼吸道更易受病毒入侵[19]。
而另一種冠狀病毒爆發的環境狀況似乎也支持上述理論。2012年6月,在沙特阿拉伯吉達居住的一人是首例感染塻斯冠狀病毒的病人 [20]。吉達的年降雨量僅有61毫米,而當年6月該地甚至於無降雨[21]。因此,相對於溫度,低濕度似乎是影響人類冠狀病毒疾病爆發的更關鍵的環境因素。
2.2.自然宿主
對於在中國爆發的兩種薩斯病毒,蝙蝠均被懷疑是自然宿主。據稱,薩斯冠狀病毒起源於雲南省一個山洞的馬蹄蝠 [22]。
2005年,在中國雲南省一個山洞中的野生中國馬蹄蝠(Rhinolophus sinicus)中采集到了薩斯樣冠狀病毒[22]。2013年,從蝙蝠糞便中培養的Vero E6細胞中分離出活的薩斯樣冠狀病毒毒株 [23]。分離出的病毒株與感染人類和果子狸的薩斯冠狀病毒的基因組序列一致性超過95%。薩斯樣冠狀病毒擁有使用其S蛋白與血管緊張素轉換酶2受體結合的入侵細胞的能力[24]。該研究結果揭示薩斯冠狀病毒可能起源於中國的馬蹄蝠,從蝙蝠中分離得到的薩斯樣冠狀病毒還可在沒有任何中間宿主參與的情況下具備入侵人體細胞的潛力。在2015年至2017年之間,從中國浙江省舟山市采集的334隻蝙蝠中,總共有26.65%被檢出具有冠狀病毒RNA依賴的RNA聚合酶(RdRp)。兩種薩斯樣冠狀病毒(蝙蝠薩斯樣冠狀病毒ZC45和蝙蝠薩斯樣冠狀病毒ZXC21)的完整基因組分析表明,它們與人/果子狸的薩斯冠狀病毒具有81%的核苷酸同一性。這些病毒可在乳鼠中傳播並引起疾病,通過電子顯微鏡可在乳鼠的大腦中觀察到病毒樣顆粒[25]。
因此,在2018年之前,已有證據表明,在中國某些地區收集的蝙蝠攜帶能夠直接感染人類的??冠狀病毒。
最近的一項研究表明,薩斯冠狀病毒-2與蝙蝠冠狀病毒在整個基因組水平上具有96%的同源性。對七個保守的非結構蛋白的成對蛋白序列分析表明,該病毒屬於薩斯冠狀病毒物種[26]。在係統分類分析中,薩斯冠狀病毒和薩斯冠狀病毒-2不僅具有共同的祖先,而且氨基酸同一性為82.3%[27-29]。
2.3.中間宿主
病毒通常需要中間宿主,才能從蝙蝠傳播給人類。例如,尼帕病毒的中間宿主是豬,而塻斯冠狀病毒的中間宿主是駱駝[30,31]。在薩斯1爆發期間,果子狸最初被認為是薩斯冠狀病毒的自然宿主[31]。後來,當蝙蝠被證實是薩斯冠狀病毒的自然宿主後,果子狸才被重新定義為中間宿主。事實上,除了果子狸,研究人員還在廣東海鮮市場上從家貓,赤狐,小稻田鼠,鵝,中國雪貂和野豬的標本中發現了薩斯冠狀病毒。研究提示,薩斯冠狀病毒應該是從雲南馬蹄蝠傳播給果子狸,而攜帶該病毒的果子狸被運送到廣東,最終導致了人感染薩斯冠狀病毒和廣東省薩斯的爆發[32]。
當前,已有一些動物被懷疑薩斯冠狀病毒-2的中間宿主。一項研究表明,薩斯冠狀病毒-2與蛇具有相同的密碼子使用偏倚。因此,蛇可能是薩斯冠狀病毒-2的中間宿主[33]。但是,英國格拉斯哥大學的病毒學家David Robertson表示:“沒有任何證據可以支持蛇可以被這種病毒入侵。”同時,聖保羅大學的病毒學家Paulo EduardoBrandão也表示:“沒有證據表明蛇可以被這種新型冠狀病毒感染並作為宿主” [34]。對從馬來西亞走私到中國的患病穿山甲的基因組序列研究發現,穿山甲攜帶冠狀病毒,表明穿山甲可能是薩斯冠狀病毒-2的中間宿主[35]。在華南廣西和廣東的反走私行動中查獲的穿山甲也發現帶有多株冠狀病毒,與薩斯冠狀病毒-2的基因組序列相似度為85.5–92.4%[36]。更有趣的是,另一項研究表明,從某未指明機構籠養的穿山甲中收集的冠狀病毒與薩斯冠狀病毒-2的基因組序列同一性超過99%[37]。不過,薩斯冠狀病毒-2治療專家組組長鍾南山預測薩斯冠狀病毒-2的中間宿主是竹鼠[38]。根據舟山的動物分布表明,這裏不僅是攜帶蝙蝠薩斯樣冠狀病毒ZC45的蝙蝠的自然棲息地,還是眼鏡蛇,竹鼠和穿山甲的自然棲息地[39-41]。
2.4. 終極宿主
野生生物中的病毒在獲得感染人類的能力之前,通常會在其病毒基因組中積累一係列突變[42]。而發生這些的原因通常是由於人類對自然生態係統的入侵,例如,最初感染人類的艾滋病來自西非雨林中的黑猩猩就是一個例子[43,44]。
薩斯冠狀病毒在傳播給人類之前可能會具有物種屏障。然而,由於人類活動,病毒跨越了這種屏障。人們發現果子狸身上中發現了導致薩斯1爆發的薩斯冠狀病毒[32]。而目前在野生蝙蝠[26],蛇[33]和穿山甲[35-37,45]中檢測到在基因組序列上與薩斯冠狀病毒-2相似的病毒。
因此,由於人類與野生生物的某些不恰當的相處模式,使人類暴露在這些不友好的病毒中,最終導致人類不幸成為薩斯冠狀病毒的宿主(圖2)。
圖2. 薩斯冠狀病毒-2向人類傳播的潛在途徑。
攜帶薩斯冠狀病毒-2的蝙蝠被綠燈或紅燈吸引,並定居在昆蟲富集的區域。 薩斯冠狀病毒-2可以直接傳播給人類,也可以通過蝙蝠的唾液,尿液和糞便傳播給中間宿主,例如竹鼠,蛇和穿山甲。最終中間宿主將薩斯冠狀病毒-2傳播給人類。
3. 薩斯2爆發場景假想
在確定了一些影響兩種薩斯冠狀病毒流行的自然因素和社會因素後,還有必要討論這些因素的變化是否導致武漢地區薩斯2的獨特爆發。 由於許多與薩斯2流行的混淆因素依然未知,因此我們在此隻假設不同場景下武漢市薩斯2的爆發(圖3)。
圖3.武漢爆發薩斯2,並在中國各地蔓延,嚴重影響了湖北省的周邊地區。
地圖上顯示的病例反映了武漢被封鎖之日的流行情況。蝙蝠的已知和潛在遷徙路線分別在中國地圖上以實線和虛線顯示。在中國和湖北省的兩個地圖中,長江均以綠線顯示。
3.1.單一爆發點和單一病毒來源
早先的猜測以及發表的文章中表達的主導觀點都認為薩斯2爆發是從武漢的一個地點開始的,即華南海鮮市場[46]。但是,攜帶接近薩斯冠狀病毒-2的病毒的蝙蝠存在於遠離武漢的浙江舟山。舟山是浙江最大的竹鼠繁殖基地之一,而竹鼠被懷疑是薩斯冠狀病毒-2的中間宿主之一[38,47]。
因此,如果病毒想要感染武漢的人群,這些攜帶病毒的蝙蝠和(或)竹鼠首先必須能夠遷移或運送到武漢,並且還必須攜帶實際上已經實現了突變並可以感染人類的病毒。
蝙蝠具有超過1000公裏的遷徙能力,並且傾向於飛往昆蟲富集的區域[48]。由於販賣各種動物,在野生動物市場區域經常會有大量昆蟲出沒。動物屍體也促成這些地區成為蝙蝠的棲息地。更為重要的是,蝙蝠在活動或遷移過程中會被人造綠燈所吸引,並傾向於聚集在綠燈區域周圍[49]。
與這些自然特征相吻合的是,人們發現蝙蝠居住在長江大橋的附近,而長江大橋上有一排排綠燈,夜夜常明。值得一提的是,華南海鮮市場距離這座橋隻有20分鍾的路程。因此,聚集在長江大橋附近的蝙蝠可能已經釋放了病毒,而這些病毒感染中間宿主可能已經有一段時間了。寒冷幹燥的冬天幫助病毒在環境中生存,並最終找到了跨越物種屏障的方法,這種現象被稱為“病毒震顫” [50]。事實上,人類在冬季變的更為脆弱,節假日期間人與野生動物的接觸增加,從而使人類更容易感染上薩斯冠狀病毒-2。
目前,尚無證據證明華南海鮮市場的竹鼠來源。因此,竹鼠感染薩斯冠狀病毒-2的地點可能有兩個。
第一個地點可能是舟山的蝙蝠棲息地。由於2018年華農兄弟促進了竹鼠育種,竹鼠育種數量和市場需求顯著增加[51]。由於市場需求增加,新的竹鼠繁殖基地可能距離攜帶薩斯冠狀病毒-2的蝙蝠自然棲息地不遠。於是,與尼帕病毒類似,薩斯冠狀病毒-2傳播的模式是由於人類在蝙蝠的棲息地周圍建立農場,使蝙蝠通過唾液,尿液和糞便將病毒傳播給動物[30]。同時,由於浙江是竹鼠的自然棲息地,因此有些農場可能會直接引入已經感染薩斯冠狀病毒-2的野生竹鼠。由於上述原因,攜帶薩斯冠狀病毒-2的竹鼠被從感染的地方運送到病毒爆發地,其遷移方式與果子狸傳播薩斯冠狀病毒的方式相同[32]。
第二個地點是薩斯冠狀病毒-2爆發地武漢,也是一些蝙蝠遷徙的終點。中國科學院武漢病毒研究所的石正麗研究小組曾在馬蹄蝠的糞便中分離出了一種類似薩斯冠狀病毒的活菌株[23]。這表明蝙蝠傳播病毒的方式不僅通過直接接觸,而且還通過糞便。因此,當攜帶薩斯冠狀病毒-2病毒的蝙蝠在華南海鮮市場區域覓食時,可能會將病毒直接或間接地傳遞給中間宿主。
但是,要確認這種情況,有必要在武漢及其附近地區尋找到某些野生蝙蝠攜帶的冠狀病毒與從各種薩斯2病人標本中分離出的冠狀病毒相同。還需要找到一種機製,自然來源的薩斯冠狀病毒-2如何在如此廣泛的區域內迅速爆發。
3.2.多個爆發點和多個病毒源
流行病學調查顯示,在最初診斷為冠狀病毒-2感染的41例病人中,有13例與華南海鮮市場無關[45]。另一項對薩斯2的調查發現,華南海鮮市場上沒有蝙蝠出售 [52]。
由於自然和人為因素,如此多的蝙蝠聚集在某個地方,因此蝙蝠傳播病毒的範圍可能比僅僅局限於一個野生動物交易場所(例如華南海鮮市場)要廣得多。這些病毒可能已經在這個巨大的“孵化床”中生存了一段時間,並且在跳入最終人類宿主之前發生了一些變異。
對香港和廣東的馬蹄蝠研究表明,這兩個地方的馬蹄蝠攜帶的病毒是不同的。而且,發現一些馬蹄蝠在交配和覓食活動後會同時攜帶兩種病毒。這表明馬蹄蝙蝠不僅具有遷移能力,而且具有促進病毒在同一棲息地內以及在不同棲息地之間傳播的能力。此外,對蝙蝠在多個區域攜帶的病毒的整個基因組進行測序,發現不同菌株之間頻繁重組。例如,在中國廣西的SARSr-Rh-BatCoV Rp3和中國湖北的Rf1之間檢測到果子狸的SARSr-CoV SZ3重組。因此,薩斯冠狀病毒-2有可能由於蝙蝠的遷徙而從舟山傳播到武漢。
事實證明,蝙蝠不僅被綠燈吸引,還會被紅燈吸引[54]。沿著長江,還有多座巨大的橋梁,上麵裝飾著大量的紅燈。因此,沿長江遷移的蝙蝠可能會被這些紅燈所吸引,並重新安置在附近。由於這些人造燈光,使武漢可能成為大量蝙蝠的新棲息地。這些來自不同地域的蝙蝠可能攜帶不同的病毒株。這些病毒的單獨進化和重組可能導致產生能夠跨物種傳播和最終感染人類的薩斯冠狀病毒。
3.3. 多個爆發點和獨特的病毒源
許多跡象表明,薩斯2的爆發實際上是從多個地點開始的,而不是最初報道的單個地點[27,52,53,55]。在評估武漢市,武漢市周邊和武漢市以外的薩斯2的流行病學模式時,薩斯2的發生似乎具有不同的模式。盡管遠程發生的薩斯2通常具有人與人之間的聯係,並且可以追溯到單一的傳染源,但是一些武漢市和周邊地區的病例仍缺乏可靠的傳染源。令人驚訝的是,大多數薩斯2患者都可以追溯到單個獨特的薩斯冠狀病毒-2病原體。這種單一獨特的病毒源如何迅速感染如此大的地理區域中的如此多的人群?這個問題現在很難回答,但是將來必須得到解答。
4. 薩斯防治建議
4.1. 控製進行中的薩斯2的流行
盡管薩斯冠狀病毒-2的起源和發生情況尚不清楚,但當前流行病的控製措施應集中在切斷疾病傳播途徑,隔離患者(已確認和疑似),隔離易感人群以及保護高風險職業是減少和消除病毒傳播風險的必要措施。同時,必須對病毒存在的區域進行充分消毒。具體而言,應對將要向公眾開放的區域進行仔細檢測,並及時清除那些被發現的病毒。應用現代通訊手段,及時傳遞有關流行病狀況,治療措施和自我防護措施等方麵的可靠信息。實際上,利用細微高效的互聯網控製,可以將 “公眾觀點”的監控轉化為“流行情況”的有效監測,從而經濟實用的應對各種大範圍傳染爆發。
4.2.未來潛在薩斯的預防策略
薩斯冠狀病毒-2已進入人類社會,即使從人類社會中消除病毒也不意味著其在自然界中會被消除。薩斯冠狀病毒-2感染的風險將持續很長時間。因此,必須采取足夠謹慎的措施,以防範未來可能爆發的薩斯。可以通過建立一個綜合的係統來進行預防,該係統應同時考慮前麵討論過的薩斯流行病學的自然和社會因素。例如,應該對自然界中的病毒狀況進行定期監視,以檢測病毒的變異/進化和豐度/定位。該信息可用作預警,並用於製備潛在的疫苗。政府應頒布法律和政策,加強對野生動物的保護,並禁止食用野生動物。應建立具有草根基礎的透明的報告係統,並公開報告任何已確診或懷疑的人類感染病例。疾病報告係統應與氣象係統有機地結合,以便預測利於人類病毒感染的不利環境條件,並在緊急情況下進行大規模的準備工作。最後,在發展人類社會(包括為居住和運輸建造大型建築物)的時候,應仔細評估對野生生物的潛在生態影響以及破壞生態係統自然平衡的可能後果。
5。結論
這份小型綜述評估了中國薩斯流行的常見流行病學模式,並確定寒冷幹燥的冬天是導致薩斯病毒感染人類的??常見環境條件。因此,應將氣象信息納入對新薩斯潛在爆發的未來預測中。蝙蝠極有可能是薩斯冠狀病毒的自然宿主,其它一些野生動物可能是潛在的中間宿主,因此保護自然生態係統和禁止野生動物消費是人類預防薩斯的要求。對薩斯暴發的不同場景的假設表明確定薩斯冠狀病毒真正來源和建立更全麵的抗病毒措施以抵抗任何類型的病毒入侵都是迫切需要的。
作者貢獻:所有作者都對此稿做出了貢獻。 Z.S. 設計、起草和編輯原始手稿。 K.T. 審查並編輯了原始手稿。 S.K. 編輯了原始手稿。 G.Z.H. 概念化並設計了手稿的框架。 S.V.L. 撰寫了手稿的修訂本,並將他許多獨立的思想帶入了修訂後的手稿中。 所有作者均已閱讀並同意該手稿的發行版本。
致謝:感謝原同濟醫科大學校友無私的幫助和上海交通大學醫學院陶老師對前期稿件提出的建議。
資金資助:這項工作得到了國家自然科學基金的部分資助,資助號為 71964020。
利益衝突:作者聲明沒有利益衝突。
參考文獻
- Andersen, K.G.; Rambaut, A.; Lipkin, W.L.; Holmes, E.C.; Garry, R.F. The Proximal Origin of SARS-CoV-2. ARTIC Network, 17 February 2020. Available online: http://virological.org/t/the-proximal-origin-of-sars-cov-2/398 (accessed on 18 February 2020).
- Human Coronavirus Types. Centers for Disease Control and Prevention, 15 February 2020. Available online: https://www.cdc.gov/coronavirus/types.html (accessed on 18 February 2020).
- Fehr, A.R.; Perlman, S. Coronaviruses: An overview of their replication and pathogenesis. Methods Mol. Biol. 2015, 1282, 1–23, doi:10.1007/978-1-4939-2438-7_1.
- Li, W.H.; Moore, M.J.; Vasilieva, N.; Sui, J.H.; Wong, S.K.; Berne, M.A.; Somasundaran, M.; Sullivan, J.L.; Luzuriaga, K.; Greenough, T.C., et al. Angiotensin-converting enzyme 2 is a functional receptor for the SARS coronavirus. Nature 2003, 426, 450–454, doi:10.1038/nature02145.
- van Doremlen, N.; Miazgowicz, K.; Milne-Price, S.; Bushmaker, T.; Robertson, S.; Scott, D.; Kinne, J.; S. McLellan, J.; Zhu, J.; J. Munster, V. Host Species Restriction of Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus through Its Receptor, Dipeptidyl Peptidase 4. J. Virol 2014, 88, 9220–9232, doi:10.1128/JVI.00676-14.
- Xu, R.H.; He, J.F.; Evans, M.R.; Peng, G.W.; Field, H.E.; Yu, D.W.; Lee, C.K.; Luo, H.M.; Lin, W.S.; Lin, P., et al. Epidemiologic clues to SARS origin in China. Emerg. Infect. Dis. 2004, 10, 1030–1037, doi:10.3201/eid1006.030852.
- Lu, H.; Stratton, C.W.; Tang, Y.W. Outbreak of Pneumonia of Unknown Etiology in Wuhan China: The Mystery and the Miracle. J. Med. Virol. 2020, 92, 401–402, doi:10.1002/jmv.25678.
- NBSC. National Bureau of Statistics PRC: China Statistical Yearbook 2018 (Chinese-English Edition); China Statistics Press: Beijing, China, 2018.
- NBSC. National Bureau of Statistics PRC: China Statistical Yearbook 2019 (Chinese-English Edition); China Statistics Press: Beijing, China, 2019.
- Shi, N.N.; Liu, J.Y.; Kuang, Y.L.; Zhou, Y.Y.; Liao, Q.; Liu, Z.F. Characteristics and Influences of Precipitation Tendency in Foshan under Environmental Varia. J. Water Resour. 2014, 03, 41-49, doi:10.12677/jwrr.2014.31007.
- Drought stress in 2002. China Weather Network. 06 May 2010. Available online: http://www.weather.com.cn/drought/ghsj/2002/05/443027.shtml (accessed on 18 February 2020).
- Ding, Y.T. Heavy drought in the middle and lower reaches of Yangtze River. People Net, 07 November 2019. Available online: http://paper.people.com.cn/rmrb/html/2019-11/07/nw.D110000renmrb_20191107_2-17.htm (accessed on 18 February 2020).
- The average rainfall in Wuhan in December was 26 millimeters, and there were only scattered light rain on the 3rd. Wuhan Weather News. Available online: https://weather.mipang.com/wuhan/news-1549253.html# (accessed on 18 February 2020).
- Schneider, U.; Becker, A.; Finger, P.; Meyer-Christoffer, A.; Ziese, M.; Rudolf, B. GPCC’s new land surface precipitation climatology based on quality-controlled in situ data and its role in quantifying the global water cycle. Theor. Appl. Climatol. 2014, 115, 15–40, doi:10.1007/s00704-013-0860-x.
- Casanova, L.M.; Jeon, S.; Rutala, W.A.; Weber, D.J.; Sobsey, M.D. Effects of air temperature and relative humidity on coronavirus survival on surfaces. Appl. Environ. Microbiol. 2010, 76, 2712–2717, doi:10.1128/AEM.02291-09.
- Chan, K.H.; Peiris, J.S.; Lam, S.Y.; Poon, L.L.; Yuen, K.Y.; Seto, W.H. The Effects of Temperature and Relative Humidity on the Viability of the SARS Coronavirus. Adv. Virol. 2011, 2011, 734690, doi:10.1155/2011/734690.
- Jaakkola, K.; Saukkoriipi, A.; Jokelainen, J.; Juvonen, R.; Kauppila, J.; Vainio, O.; Ziegler, T.; Ronkko, E.; Jaakkola, J.J.; Ikaheimo, T.M.; et al. Decline in temperature and humidity increases the occurrence of influenza in cold climate. Environ. Health 2014, 13, 22, doi:10.1186/1476-069X-13-22.
- Kudo, E.; Song, E.; Yockey, L.J.; Rakib, T.; Wong, P.W.; Homer, R.J.; Iwasaki, A. Low ambient humidity impairs barrier function and innate resistance against influenza infection. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2019, 116, 10905–10910, doi:10.1073/pnas.1902840116.
- Relative humidity. Wikipedia. Available online: https://en.wikipedia.org/wiki/Relative_humidity (accessed on 18 February 2020).
- Zaki, A.M.; van Boheemen, S.; Bestebroer, T.M.; Osterhaus, A.D.; Fouchier, R.A. Isolation of a novel coronavirus from a man with pneumonia in Saudi Arabia. New Engl. J. Med. 2012, 367, 1814–1820, doi:10.1056/NEJMoa1211721.
- Monthly weather forecast and climate Jeddah, Saudi Arabia. Weather Atlas. Available online: https://www.weather-atlas.com/en/saudi-arabia/jeddah-climate (accessed on 15 February 2020).
- Hu, B.; Zeng, L.P.; Yang, X.L.; Ge, X.Y.; Zhang, W.; Li, B.; Xie, J.Z.; Shen, X.R.; Zhang, Y.Z.; Wang, N., et al. Discovery of a rich gene pool of bat SARS-related coronaviruses provides new insights into the origin of SARS coronavirus. PLoS Pathog. 2017, 13, e1006698, doi:10.1371/journal.ppat.1006698.
- Ge, X.Y.; Li, J.L.; Yang, X.L.; Chmura, A.A.; Zhu, G.; Epstein, J.H.; Mazet, J.K.; Hu, B.; Zhang, W.; Peng, C.; et al. Isolation and characterization of a bat SARS-like coronavirus that uses the ACE2 receptor. Nature 2013, 503, 535–538, doi:10.1038/nature12711.
- Yang, X. L.; Hu, B.; Wang, B.; Wang, M.N.; Zhang, Q.; Zhang, W.; Wu, L.J.; Ge, X.Y.; Zhang, Y.Z.; Daszak, P., et al. Isolation and characterization of a novel bat coronavirus closely related to the direct progenitor of severe acute respiratory syndrome coronavirus. J. Virol. 2015, 90, 3253–3256, doi:10.1128/JVI.02582-15.
- Hu, D.; Zhu, C.Q.; Ai, L.L.; He, T.; Wang, Y.; Ye, F.Q.; Yang, L.; Ding, C.X.; Zhu, X.H.; Lv, R.C., et al. Genomic characterization and infectivity of a novel SARS-like coronavirus in Chinese bats. Emerg. Microbes Infect. 2018, 7, 1–10, doi:10.1038/s41426-018-0155-5.
- Zhou, P.; Yang, X.L.; Wang, X.G.; Hu, B.; Zhang, L.; Zhang, W.; Si, H.R.; Zhu, Y.; Li, B.; Huang, C.L., et al. Discovery of a novel coronavirus associated with the recent pneumonia outbreak in humans and its potential bat origin. Biorxiv 2020, doi:10.1101/2020.01.22.914952.
- Lu, R.; Zhao, X.; Li, J.; Niu, P.; Yang, B.; Wu, H.; Wang, W.; Song, H.; Huang, B.; Zhu, N.; et al. Genomic characterisation and epidemiology of 2019 novel coronavirus: Implications for virus origins and receptor binding. Lancet 2020, 395, 565–574, doi:10.1016/S0140-6736(20)30251-8.
- Wu, F.; Zhao, S.; Yu, B.; Chen, Y.-M.; Wang, W.; Song, Z.-G.; Hu, Y.; Tao, Z.-W.; Tian, J.-H.; Pei, Y.-Y.; et al. A new coronavirus associated with human respiratory disease in China. Nature 2020, doi:10.1038/s41586-020-2008-3.
- Chan, J.F.-W.; Yuan, S.; Kok, K.-H.; To, K.K.-W.; Chu, H.; Yang, J.; Xing, F.; Liu, J.; Yip, C.C.-Y.; Poon, R.W.-S.; et al. A familial cluster of pneumonia associated with the 2019 novel coronavirus indicating person-to-person transmission: A study of a family cluster. Lancet 2020, 395, 514–523, doi:10.1016/S0140-6736(20)30154-9.
- Kulkarni, D.D.; Tosh, C.; Venkatesh, G.; Senthil Kumar, D. Nipah virus infection: Current scenario. Indian. J. Virol. 2013, 24, 398–408, doi:10.1007/s13337-013-0171-y.
- Widagdo, W.; Sooksawasdi Na Ayudhya, S.; Hundie, G.B.; Haagmans, B.L. Host Determinants of MERS-CoV Transmission and Pathogenesis. Viruses 2019, 11, 280, doi:10.3390/v11030280.
- Chan, P.K.; Chan, M.C. Tracing the SARS-coronavirus. J. Thorac. Dis. 2013, 5 (Suppl 2), S118–S121, doi:10.3978/j.issn.2072-1439.2013.06.19.
- Ji, W.; Wang, W.; Zhao, X.; Zai, J.; Li, X. Homologous recombination within the spike glycoprotein of the newly identified coronavirus may boost cross-species transmission from snake to human. J. Med. Virol. Accepted, 2020, doi:10.1002/jmv.25682.
- Callaway, E.; Cyranoski, D. “Why snakes probably aren’t spreading the new China virus,” Nature 2020, doi: 10.1038/d41586-020-00180-8.
- Liu, P.; Chen, W.; Chen, J.-P. Viral Metagenomics Revealed Sendai Virus and Coronavirus Infection of Malayan Pangolins (Manis javanica). Viruses 2019, 11, 979.
- Lam, T. T.-Y.; Shum, M.H.-H.; Zhu, H.C.; Tong, Y.G.; Ni, X.B.; Liao, Y.S.; Wei, W.; Cheung, W.Y.-M.; Li, W.J.; Li, L.F., et al. Identification of 2019-nCoV related coronaviruses in Malayan pangolins in southern China. Biorxiv 2020, doi:10.1101/2020.02.13.945485.
- Sequence similarity between pangolin and infected human strain is 99%. sohu. Available online: https://www.sohu.com/a/371763329_313745 (accessed on 18 February 2020).
- Zhong Nanshan: The new coronavirus is likely to come from game products such as bamboo rats and tadpoles. Netease News, 20 January 2020. Available online: https://news.163.com/20/0120/22/F3C9KSI50001899O.html (accessed on 18 February 2020).
- Chinese cobra. Wikipedia. Available online: https://en.wikipedia.org/wiki/Chinese_cobra (accessed on 18 February 2020).
- Zhang, X.R.; Pan, J.; Yue, C.L.; Li, H.P.; Wang, J. Analysis of the Mammal Diversity and Fauna in Zhejiang Province. Chinese J. Wildl. 2019, 40, 37–47, doi:10.19711/j.cnki.issn2310-1490.2019.04.006.
- Zhu, X.; Cao, W.B.; Wang, J. Mammalian fauna and distribution of Putuoshan Island in Zhoushan. J. Zhejiang A F Univ. 2010, 27, 110–115, doi:10.11833/j.issn.2095-0756.2010.01.01.
- Letko, M.; Miazgowicz, K.; McMinn, R.; Seifert, S.N.; Sola, I.; Enjuanes, L.; Carmody, A.; van Doremalen, N.; Munster, V. Adaptive Evolution of MERS-CoV to Species Variation in DPP4. Cell Rep. 2018, 24, 1730–1737, doi:10.1016/j.celrep.2018.07.045.
- Hilary F. F. Vanishing Borders: Protecting the Planet in the Age of Globalization; W. W. Norton & Company: New York, NY, USA, 2000; Chapters 1 to 6.
- Sharp, P.M.; Hahn, B.H. Origins of HIV and the AIDS pandemic. Cold Spring Harb. Perspect. Med. 2011, 1, a006841, doi:10.1101/cshperspect.a006841.
- Huang, C.; Wang, Y.; Li, X.; Ren, L.; Zhao, J.; Hu, Y.; Zhang, L.; Fan, G.; Xu, J.; Gu, X.; et al. Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China. Lancet 2020, 395, 497–506, doi:10.1016/S0140-6736(20)30183-5.
- Tan, W.J.; Zhao, X.; Ma, X.J.; Wang, W.L.; Niu, P.H.; Xu, W.B.; Gao, G.F.; Wu, G.Z. A Novel Coronavirus Genome Identified in a Cluster of Pneumonia Cases—Wuhan, China 2019−2020. China CDC weekly, January 21 2020. Available online: http://weekly.chinacdc.cn/en/article/id/a3907201-f64f-4154-a19e-4253b453d10c. (Accessed on 18 February 2020).
- The largest bamboo rat Chinese silver star bamboo rat breeding base in Zhoushan. Shanghang.net, 03 July 2018. Available online: http://www.shanghang.net/q-2382.html (accessed on 18 February 2020).
- Dechmann, D.K.N.; Wikelski, M.; Ellis-Soto, D.; Safi, K.; O’Mara, M.T. Determinants of spring migration departure decision in a bat. Biol. Lett. 2017, 13, doi:10.1098/rsbl.2017.0395.
- Voigt, C.C.; Roeleke, M.; Marggraf, L.; Petersons, G.; Voigt-Heucke, S.L. Migratory bats respond to artificial green light with positive phototaxis. PLoS One 2017, 12, e0177748, doi:10.1371/journal.pone.0177748.
- Deka, M.A.; Morshed, N. Mapping Disease Transmission Risk of Nipah Virus in South and Southeast Asia. Trop. Med. Infect. Dis. 2018, 3, doi:10.3390/tropicalmed3020057.
- Xi, G.H. Adventures of Huanong Brothers: Shooting bamboo rat videos became popular, fans exceeded 5 million and annual income exceeded 300,000. Tencent, 05 February 2020. Available online: https://new.qq.com/omn/20190205/20190205A0G1Q7.html (accessed on 18 February 2020).
- 1st death in US from coronavirus: Live updates on COVID-19. Live Science. 1 March 2020. Available online: https://www.livescience.com/new-china-coronavirus-faq.html (accessed on 1 March 2020).
- Lau, S.K.P.; Li, K.S.M.; Huang, Y.; Shek, C.-T.; Tse, H.; Wang, M.; Choi, G.K.Y.; Xu, H.F.; Lam, C.S.F. Guo, R.T., et al. Ecoepidemiology and complete genome comparison of different strains of severe acute respiratory syndrome-related Rhinolophus bat coronavirus in China reveal bats as a reservoir for acute, self-limiting infection that allows recombination events. J. Virol. 2010, 84, 2808–2819, doi:10.1128/jvi.02219-09.
- Voigt, C.C.; Rehnig, K.; Lindecke, O.; Pētersons, G. Migratory bats are attracted by red light but not by warm-white light: Implications for the protection of nocturnal migrants. Ecol. Evol. 2018, 8, 9353–9361, doi:10.1002/ece3.4400.
- Xiong, C.L.; Jiang, L.F.; Chen, Y.; Jiang, Q.W. Evolution and variation of 2019-novel coronavirus. Biorxiv 2020, doi:10.1101/2020.01.30.926477.