防疫新思路:把疫苗打給野生動物
2020年08月06日09:36

  來源:北京科技報

  從十四世紀的“黑死病”到如今的新冠肺炎,百年間,人類社會爆發了無數場大型傳染疫病。隨著科學技術的不斷進步,人類逐漸意識到,動物作為多種致命疾病的宿主,正在人類疫病史中扮演著愈發重要的角色。如果說給人打疫苗只是“治標”,那麼,給野生動物打疫苗防病治病,會成為人類防疫工作“治本”的新思路嗎?

  給野生動物如何打疫苗

  每年1月,美國得克薩斯州的一些機場都會變得異常繁忙:一架架貨運飛機從這裏出發,飛至美國與墨西哥的邊境交界區,從空中向城郊以及野外播撒近100萬個“棕色小餌塊”。

  乍看之下,這些東西很不顯眼。用魚飼料壓製而成的外殼四四方方,還不如火柴盒一半大小,很容易就被淹沒在草叢之中。然而,千萬不要小瞧這些看起來“髒兮兮”的東西,因為它們暗藏著極大的玄機——當野生動物抵抗不住魚飼料的誘惑,主動啃咬餌塊時,裹在餌料內部“膠囊”里的疫苗液體就會在被咬破的瞬間呲入其口腔,間接實現讓野生動物“接種”狂犬病疫苗的目的。

口服狂犬病疫苗餌塊。(圖源:美國疾控中心)
口服狂犬病疫苗餌塊。(圖源:美國疾控中心)

  人類想出這種妙招,也是無奈之舉。

  眾所周知,狂犬病是一種由狂犬病毒所引發的急性傳染病,多見於犬、狼、貓等動物,屬於人畜共患類疾病,人類發病後致死率極高。儘管隨著科學的進步,人類對狂犬病的認知已經有了質的飛越,但醫學界目前仍無有效治療的手段,最常見的應對方案還停留在被動防治,即“接種暴露後預防疫苗”(PEP)。為了儘可能從源頭切斷狂犬病的蔓延,人類也開始將動物列為狂犬病疫苗的接種對象。

  但就算家養的寵物能由主人帶著主動接種疫苗,無拘無束的野生動物要怎麼辦?在美國、澳州等西方國家,每年上報的狂犬病病例中,近90%都發生在野外——以狐狸、臭鼬、土狼和浣熊為首的野生動物更是超越了家犬,成為狂犬病病毒的主要來源。

  解決野生動物難以接種疫苗的困局,瑞士科學家邁出了第一步。1978年,他們以野生狐狸為對象,首次在野外大規模投放口服狂犬病疫苗。

  然而,此次的疫苗計劃出師不利,並沒有收到預期效果——那時人們還沒有充分意識到,想要成功誘使野生動物口服疫苗,就需要根據對象動物的不同飲食喜好和生活習性,對疫苗餌塊的大小、包裝甚至口味進行調整。加上這種改良的口服狂犬病疫苗主要為(減毒)活疫苗,引發了大眾對其安全性的擔憂,該項目一度被叫停。

幾類常見的口服狂犬病疫苗。(圖源:Plos One)
幾類常見的口服狂犬病疫苗。(圖源:Plos One)

  到了1995年,歐洲諸國又陸續開始投放、試用口服狂犬病疫苗。有鑒於此,美國農業部也聯手各州及聯邦政府,開始了浩浩蕩蕩的野外狂犬病疫苗投放運動:根據各州的實際情況,美國每年會將650萬份口服狂犬病疫苗分發給各州府,專門保護浣熊等“高危”野生動物——儘管此舉無法保證動物吃了餌塊疫苗都能產生抗體,也無法保證灰狐、臭鼬和土狼等野生宿主全部被“誘種”。但自1995年該計劃實施至今,曾經的重災區——得克薩斯州的上報狂犬病病例幾乎清零,美國因野生動物運動而導致的狂犬病“西進”之勢也得到了切實遏製[1]。

自1995年開始投放口服狂犬病疫苗後,美國野生動物狂犬病上報案例明顯持續下降。(圖源:AVMA Journals)
自1995年開始投放口服狂犬病疫苗後,美國野生動物狂犬病上報案例明顯持續下降。(圖源:AVMA Journals)

  給人打還是給獸打?算本經濟賬

  不是每個人一生中都會遭遇狂犬病。那麼,為什麼要大動干戈地投放獸用疫苗?多準備更有效、更安全的人用疫苗不就好了?

  人們的實際選擇,或許還要從一本經濟賬說起。

  根據世衛組織推薦的治療方案,一個健康的成年人在被病獸咬傷後,為了儘可能保障患者的生命安全,應按照“5針法”或“2-1-1式”方案,分次接種狂犬病疫苗,同時還應根據受傷情況,選擇是否額外接種狂犬病免疫球蛋白。由於生產地不同等多重因素影響,接種全程狂犬病PEP疫苗的價格在各國也差異較大。

  根據中國疾控中心2009年公佈的《中國狂犬病防治現狀》,根據疫苗生產地的不同,我國人用狂犬病疫苗全程接種的價格介於250元(國產疫苗)至350元(進口疫苗),被動免疫製劑的價格為300元(抗血清)至1200元(抗狂犬病免疫球蛋白),完成規範預防處置的三級暴露者共計需要花費1500元[2]。

  但在美國,想要全程接種一套狂犬病PEP疫苗的價格要更貴一些。美國疾控中心的數據顯示,儘管造價介於1200~6500美元,但普通民眾在醫療機構全程接種狂犬病PEP的平均價格可高達3800美元,這其中還不包含人工護理的費用[3]。由於美國的醫保體系要為患者承擔大部分的費用,美國財政每年在人用狂犬病疫苗的消耗上就要投入超2億美元[4]。

  另一方面,獸用口服狂犬病疫苗其實也不便宜,其成本不僅要涵蓋餌塊的造價,還要考慮不同地區的投放密度、投放週期、播撒方式等多重因素。

  目前,歐美地區口服狂犬病疫苗餌塊的成本價並不算低——符合使用標準的餌塊造價約為1.27美元/塊,在野外投放時,每平方千米投放數量需要超過75塊才能起到預期防疫效果。

  與此同時,由於飛行員撒投飛行路徑不同也會影響疫苗的效果,因而口服狂犬病疫苗餌塊的投放成本也波動較大——使用固定翼飛行投放的成本最低,約為每平方千米8.62美元,而使用多旋翼飛行模式播撒的成本最高,能達到33.30美元/平方千米。

飛機上的餌料投放機(圖片來源:ontario.ca)
飛機上的餌料投放機(圖片來源:ontario.ca)

  綜合以上要素,美國農業部在最近的一項調查報告中指出,針對野生動物而投放的口服狂犬病疫苗成本介於5800萬~1.48億美元,卻能在20年內始終保持良好的防控效果[5]。儘管成本也不低,但相比與給人用狂犬病的財政投入,口服狂犬病疫苗的確屬於“經濟又實惠”的一種選擇。

  對於許多國家而言,口服狂犬病疫苗防疫的門檻確實有點高了。但相比於應付暴露後的患者,即便是推廣注射式獸用狂犬病疫苗也是有益的。

  以非洲為例——儘管非洲並非狂犬病高發地區,但撒哈拉以南多國的狂犬病個體死亡率卻普遍偏高,主要原因之一就是當地流浪犬和家養犬接種狂犬病疫苗的比率過低,其中農村鄉鎮又是重災區中的重災區。對於當地村民來說,想要在被病犬咬傷後全程接種五針狂犬病疫苗,最少需要支付60美元/人,而這相當於當地普通農戶年收入的25%。更糟糕的是,當地的牲畜也會受狂犬病影響——每年因被病犬咬傷而發病致死的牲畜,給非洲造成的損失每年都高達2.8億美元。

許多流浪狗易受驚嚇,讓它們乖乖注射疫苗並不容易。有人甚至訓練了捕狗隊來落實疫苗注射(圖片來源:nytimes.com)
許多流浪狗易受驚嚇,讓它們乖乖注射疫苗並不容易。有人甚至訓練了捕狗隊來落實疫苗注射(圖片來源:nytimes.com)

  由於疫苗的運輸成本過高,非洲為犬隻注射狂犬病疫苗的成本高達每隻7.3~11.27美元。但綜合考慮之後,推廣獸用狂犬病疫苗似乎也是更好的選擇。

  複製成功經驗:保護“鄰居”=保護自己

  今年的疫情,讓我們不得不直面一個嚴峻的現實——毛茸茸的動物“鄰居”正在讓人類面臨更高的疾病風險:在已知對人類致病的1415種傳染性生物中,61%可以同時在人類和動物之間引發疾病,其中約175種病原體又被認為與近二十年新興的多種疾病有關。同時,在目前已知的新興病原體中,人類可以確定約132種病原體能導致人畜共患疾病[6]。

  美國疾控中心在報告中指出:“(目前)每10種已知的可致人類生病的疾病中,就有超6種是由動物傳染而來,而這個比例在新興傳染病中則高達75%”,全球每年平均有270萬人因感染人畜共患疾病死亡[7]。

  我們能否將口服狂犬病疫苗的成功經驗,複製到更多種類的人畜共患疾病上呢?至少,美國著名抗體和生化試劑供應商US Biologic認為這個想法是靠譜的。

US Biologic公司製作的口服萊姆病疫苗。(圖源:Tennessean)
US Biologic公司製作的口服萊姆病疫苗。(圖源:Tennessean)

  萊姆病是一種以蜱蟲為媒介的感染性疾病,主要宿主是野生白足鼠。在感染萊姆病後,人體會出現神經系統損傷,並引發心臟或關節方面的病變。近年來,由於自然生態環境急劇變化,大量增加的白足鼠致使人類社會不斷遭受萊姆病入侵——直至今日,市場上尚缺乏可長期大批量供應的人用萊姆病疫苗。

  鑒於此,US Biologic公司借鑒了口服狂犬病疫苗的思路,將萊姆病疫苗偽裝成餌塊包,大量撒投在野生白足鼠頻繁出沒的觀察區。為了更符合白足鼠的喜好,研究人員調整了疫苗的形狀和大小,還將包裹疫苗膠囊的原材料升級為了骨粉、魚骨粉為主的寵物飼料。

  除了形狀和口味更“對口”,科學家還進一步提高了這種疫苗的安全性——只針對病原而不針對宿主,就算鬆鼠和花栗鼠誤食,口服萊姆病疫苗也不會對這些動物的健康造成影響。令人備受鼓舞的是,通過大量野外試驗的論證,US Biologic公司近期已經正式宣佈該疫苗成功。

被蜱蟲叮咬的小鼠(圖片來源:lymedisease.org)
被蜱蟲叮咬的小鼠(圖片來源:lymedisease.org)

  “保護這些毛茸茸的生物和它們的鄰居,其實也是保護我們自己。”美國地質調查局國家野生動物保健中心的流行病學專家TonieRocke說。在他看來,為中間宿主接種疫苗,有時比直接“狙擊”源頭更有效,也更易操作。Rocke以亨德拉病毒作為例子進行了說明。

  亨德拉病毒能引發人類嚴重呼吸道疾病,其源頭是狐蝠,但馬匹會因為采食狐蝠啃咬過的果實而被感染。當人與病馬接觸,病毒就可能通過病馬的分泌物感染健康人。

亨德拉疫情在澳州昆士蘭暴發後,一些當地馬匹被隔離(smh.com.au)
亨德拉疫情在澳州昆士蘭暴發後,一些當地馬匹被隔離(smh.com.au)

  由於狐蝠的生活習性以及對果樹植物生態的重要作用,科學家改變了口服狂犬病疫苗的思路,沒有“狙擊”狐蝠而是選擇了為馬匹接種疫苗預防,通過切斷狐蝠感染中間宿主的途徑,既保護了馬匹的健康,又間接保障了人類的健康。順著這樣的思路,人類不僅希望通過保護“毛茸茸的鄰居”進而保護好自己的健康,還希望能更好地保護自己的錢包——甚至是自己的口糧。

  眾所周知,非洲豬瘟作為一種出血性烈性傳染病,雖不傳人但對野豬、家豬十分致命,該病毒穩定性強、易存活,病畜在感染後發病過程短、死亡率高。在生產養殖環境下,非洲豬瘟不易辨識,確診高度依賴實驗室監測。此外,非洲豬瘟病毒的亞型也比較多,且在不斷變異,這些都導致非洲豬瘟成為養殖產業頭上高懸的一把利刃。

  作為世界動物衛生組織所列的法定報告動物疫病,非洲豬瘟在我國亦屬於一類動物疫病。暴漲的豬肉價格、一夜血虧的養殖戶、無差別被撲殺的家豬……為了同時保護好人類的錢袋子和餐桌子,為家豬接種疫苗防疫病成了最好的選擇。

  儘管目前全球尚無能大批量上市的非洲豬瘟疫苗,但它的腳步更近了:近期,中國農科院哈爾濱獸醫研究所(以下簡稱哈獸研所)宣佈,由其自主研發的非洲豬瘟疫苗取得了階段性重大突破,其科研團隊已成功人工遴選出非洲豬瘟的弱毒活疫苗,並在實驗中證實:該疫苗能有效為家豬預防非洲豬瘟提供安全免疫。即便以最大劑量接種,該疫苗也不會存在毒力返強的風險,更不會對孕期家豬和分娩後的豬仔造成健康影響。

  救動物不如救自己?

  儘管人類始終在研究如何更有效地為野生動物接種疫苗,但學術界內部對於這種思路的可行性和性價比,也始終存在異議。

  近年來多次引發疫情的冠狀病毒,多次被證實與蝙蝠有關。有專家指出,如果能從源頭上整治蝙蝠這種“移動的病毒庫”,或能減少更多新型傳染病的出現。然而,與浣熊、白足鼠可以直接投喂餌塊疫苗不同,想要讓蝙蝠接種疫苗,科學家只能通過中間媒介(如昆蟲),並寄託於野生蝙蝠自身的社交習性——這既增加了疫苗研發的工作和不確定性,又大大增加了疫苗的成本。

  此外,不同種類的疾病表現在不同種群動物身上,也會有所差異,針對不同的疾病情況,人類採取的防疫措施也大會相逕庭,因而想要通過“狙擊”野生動物來阻斷傳染源,行為過於天真幾乎不可行。

  “姑且不說確認真正的宿主可能就要花費數十年的時間,有時候,一些通過蚊子、蜱蟲等昆蟲傳播的疾病,直接消滅攜帶者的策略可能更有效。”美國非營利性機構EcoHealth Alliance首席科學家MelindaRostal說。他認為,呼籲人類儘可能遠離具有潛在危險的動物,比誘使野生動物接種疫苗的效率更高。

常見的野生動物疫苗。(圖源:康納爾大學)
常見的野生動物疫苗。(圖源:康納爾大學)

  然而,獸用疫苗支援者們也不甘示弱地提出:獸用疫苗的研發和審批手續較人用疫苗更簡潔、快速,尤其對於一些新型傳染病,獸用疫苗對整體疫情的快速控制有時效果會更好。

  “直接開發人的疫苗固然可以降低成本,而且易於執行,但是治標不治本。”專業從事禽畜傳染病檢測及試劑盒開發的段宇博士在接受北京科技報|科學加客戶端記者採訪時如是說。多年身處禽畜疫病檢測盒研發工作的第一線,他更能體會“人畜健康共同體”一詞的重要意義。

  “我們給野生動物提供口服疫苗,實際上就是在人類的外圍建立了一道防護網”,段宇說:“像新冠肺炎一樣,人類很難預知在未來還有什麼樣的病毒出現,還會給人類社會造成多大的影響,所以不能事不關己高高掛起,以為給自己製作一種疫苗就萬事大吉了……畢竟相比於其它物種,人類的力量是有限的,保護好鄰居,才能從長遠角度更好地保護好自己。”

  持相同觀點的Joanne Maki博士也呼籲,是時候扭轉人們防治疫病的思路了。“在過去,野生動物疾病防控主要是靠大規模的捕殺,通過有針對性的定點獵捕、囚禁和消滅某種動物,然而這種方法不人性也不科學,尤其是放在整個生態環境中,有很大的負面影響,”作為一家動物健康公司獸醫與公共健康技術的負責人,Maki博士指出,撲殺防疫既需要投入大量的勞動力,效果還難以持續,對經濟和生態實屬“雙折”:“如果能為野生動物人為建立一道‘免疫力高牆’(例如口服狂犬病疫苗),一切就會有所不同。”

  作為自然生態的重要組成部分,野生動物對人類社會的影響正在逐年增強。為野生動物接種疫苗防病,或許能為人類保護自身健康提供一種新的思路。

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