绘制理解大流行病动态的流行病学蓝图，有助应对SARS-CoV-2等病原体

2021年2月15日讯/生物谷BIOON/---数十年来，科学家和公共卫生专家一直在发出警报，敦促政府官员为不可避免的病毒大流行做好准备。像“流感病毒”这样看似温和的传染病和像埃博拉病毒这样致命的传染病都提供了充分的警告，然而政府官员似乎对应对COVID-19措手不及，准备不足。三位面向未来的研究人员和政策专家（即下文中的Tanja Stadler、Linfa Wang和Michael Osterholm）描绘了一幅“理解大流行病动态的流行病学蓝图”。

COVID-19侦探

世界各地的研究人员已经成为政府官员和公共卫生组织的法医，福尔摩斯式的“咨询侦探”。像瑞士苏黎世联邦理工学院教授Tanja Stadler这样的流行病学家，处理着数以万计的样本，他们如今可以在无法进行接触者追踪的地区重建SARS-CoV-2的传播。与小说中的福尔摩斯不同，今天的研究人员得益于实时统计工具来破译各种病毒毒株的遗传密码。担任瑞士国家COVID-19科学任务组成员的Stadler说，“就像在人类身上一样，病原体的遗传密码揭示了一个关于这种病毒的进化和起源信息的蓝图。该蓝图使我们能够了解在一个国家内流通的病毒毒株的类型和可能的来源；识别具有新特征的新变种；并确定其再生数（reproductive rate）---被感染的人持续发生二次感染的平均数量。”

蝙蝠中抑制炎症小体激活的多层次机制示意图，Nature, 2021, doi:10.1038/s41586-020-03128-0。

Stadler的团队监测新变种在瑞士境内的传播情况，并将这些序列置于国际背景下。在英国发现新的B 1.1.7变种之前，科学家们利用Stadler提供的基因组数据确定了另一个变种，该变种在2020年夏天迅速传播到整个欧洲。它最早是在西班牙的一个农业地区被发现的，一些可能的超级传播事件导致了这个变种的快速扩张。与B 1.1.7相比，来自西班牙的该病毒变种与原始病毒毒株相比，没有表现出传播优势。该病毒毒株的爆发时间发生在暑假期间，根据Stadler的说法，很可能是在外国游客返回瑞士、英国以及其他国家的时候传播的。

与许多其他病毒一样，SARS-CoV-2每两周就会发生一次突变。科学家们目前还无法确定，该病毒对人体免疫系统的适应速度，以及未来是否需要每年接种疫苗。目前，患者的元数据和基因组测序并没有相关联在一起。不存在关联的数据代表了全面了解疫情动态的诸多缺失环节之一。Stadler提出，如果科学家们能够将这些信息连接起来，同时当然要确保患者的隐私，他们将能够更好地应对有关新变种及其传播率的重要问题。

寻找未知的动物（即动物X）

在过去四分之一世纪里，蝙蝠传播了一些世界上最致命的人畜共患病毒。由于蝙蝠生活在高密度的群落中，并且是唯一会飞的哺乳动物，它们经常作为动物（马、猪甚至骆驼）之间的中间病毒宿主，或者直接将病毒传播给人类。来自杜克-新加坡国立大学医学院的Linfa Wang教授解释说，SARS-CoV-2的一个令人担忧的方面是，人类也可以将这种病毒传播给其他物种，就像我们在水貂和其他动物身上观察到的一样。然后，动物可以将变异的病毒毒株再传回给人类，这个过程被称为“回溢（spillback）”。

减轻未来的病毒大流行促使国际专家和科学家追捕“动物X（Animal X）”，以确定SARS-Cov-2的来源。东南亚和中国南方部分地区蝙蝠群落的大量出现，让专家们怀疑类似的病毒可能已经在这些地区的人类中流传了很多年。考虑到这种病毒的潜在回溢，Wang教授建议进行血清学调查。监测蝙蝠种群的变化，可以作为未来潜在公共卫生威胁的预警系统。

2020年5月，就在Wang教授提出这个想法70天后，他和他的团队开发了第一个获得美国食品药物管理局（FDA）批准的SARS-CoV-2中和抗体检测方法，并申请了专利。该检测方法被称为“cPass”，可以测量中和抗体，这对开发未来的“免疫护照（immunity passport）”可能很有价值。目前，Wang正与世界卫生组织（WHO）合作，制定全球监测方案、国际标准测量单位和中和抗体检测。

面临威胁

微生物早在人类之前就已经存在，而且在我们不复存在之后，它们很可能会长期存在。美国明尼苏达大学传染病研究与政策中心主任Michael Osterholm博士说，虽然在大流行中可能看起来并不是这样，但“在现代医学世界中，我们已经（在大多数情况下）赢得了对微生物的战斗”。Osterholm在职业生涯的大部分时间里都在预测微生物进化的下一步行动，并制定公共卫生政策的战略，以应对难以想象的威胁。

Osterholm说，理解大流行病动态的蓝图需要“创造性的想象力（creative imagination）---一种预测不可想象的情况并制定合理的公共反应的能力。”Osterholm在提到第一次世界大战期间美国士兵的死亡率时表示，几乎每8名美国士兵中就有7人不是死于战斗，而是死于1918年的西班牙流感大流行。凭借对SARS、MERS和埃博拉等大流行和疫情的历史了解，他问道，“为什么COVID-19让世界措手不及，毫无准备，似乎无法理解这场大流行的影响规模如此之大？”他认为，目前的大流行很可能“连大流行都不是。另一场流感大流行，比如西班牙流感，可能会被证明比COVID-19更具破坏性。”

传染病暴露了全球社会的弱点，从世界粮食系统到人口不平等。Osterholm解释说，为了养活地球上近80亿人，我们饲养了大约230亿只鸡，截至2020年，养了6.78亿头猪。虽然禽流感病毒一般不会感染人类，但当鸡与猪生活在一起时，就会发生传播。猪可以同时感染人类和鸟类病毒，造成基因交换和新的突变，从而让突变后的病毒传染给人类，这有可能造成致命的后果。Osterholm强调，民族群体和土著社会正因各种原因而受到不成比例的影响，其中许多原因来自社会歧视、不平等和贫困。

Stadler、Wang和Osterholm同意并主张对COVID-19作出国际协调的反应。Osterholm表示，需要了解公共卫生实践如何与世界各国的日常生活对接。他说，“除非我们获得公众的支持和接受，否则世界上最伟大的疫苗和最好的工具都将失去效力。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

1.Blueprint for Understanding the Pandemic
https://ethz.ch/en/the-eth-zurich/global/eth-global-news-events/2021/02/blueprint-for-understanding-the-pandemic.html

2.An Epidemiological Blueprint for Understanding the Dynamics of a Pandemic
https://ethz.ch/en/the-eth-zurich/global/eth-global-news-events/2020/11/eth-meets-you-at-the-aaas-2021.html

3.Vibol Hul et al. A novel SARS-CoV-2 related coronavirus in bats from Cambodia. bioRxiv, 2021, doi:10.1101/2021.01.26.428212.

4.Aaron T. Irving et al. Lessons from the host defences of bats, a unique viral reservoir. Nature, 2021, doi:10.1038/s41586-020-03128-0.