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不仅仅是人类,科学家们也开始使用疫苗来拯救濒危物种

编辑: 发布于 2021-12-23 20:37:26 共1127人阅读 分享到
文章导读

从历史上看,为动物开发的疫苗,包括狂犬病疫苗或猪瘟疫苗,一直是为了保护人类而不是动物本身。 科学家们现在越来越多地将动物疫苗作为拯救濒危物种野生种群的一种手段。 与人类疫苗一样,开发周期可能需要十年或更.

  • 从历史上看,为动物开发的疫苗,包括狂犬病疫苗或猪瘟疫苗,一直是为了保护人类而不是动物本身。
  • 科学家们现在越来越多地将动物疫苗作为拯救濒危物种野生种群的一种手段。
  • 与人类疫苗一样,开发周期可能需要十年或更长时间,而注射疫苗的挑战要复杂得多。
  • 但是一些措施在保护野生动物免受可能导致整个物种灭绝的传染病方面显示出了希望。

一年多来,全世界都在密切关注各种可能终结全球大流行的冠状病毒疫苗的开发、批准和部署,讨论每一个副作用和障碍。但疫苗不仅用于使人类免受疾病的蹂躏;它们越来越多地被用于保护濒临灭绝的野生物种。

人类为野生动物接种疫苗有许多原因,但最重要的是人类健康和牲畜保护。为浣熊接种狂犬病疫苗,为白尾鹿接种肺结核疫苗,为野猪接种猪瘟疫苗。但是这样的免疫运动并不是为了拯救野生动物,而是为了拯救我们人类。

这种情况正在开始改变。今天,随着环境威胁的加剧,越来越多的人接受了为野生动物接种疫苗以帮助拯救它们免于灭绝的必要性。2015年,野生动物保护协会(Wildlife Conservation Society)与几家学术机构在纽约召开了首次“保护疫苗”国际会议,推动为受威胁的食肉动物接种犬瘟热疫苗。但这只是环保人士考虑的众多举措之一。


中央邦坎哈老虎保护区附近的牲畜疫苗接种运动。图片来自Gloria Dickie。

在美国,科学家已经为草原犬鼠研发出一种口服疫苗,这种疫苗隐藏在花生酱味的诱饵中,可以预防鼠疫,这种鼠疫是由耶尔森氏菌引起的。土拨鼠是濒危黑足雪貂的主要猎物。

研究人员还在竞相开发一种疫苗,用于治疗冬眠蝙蝠的白鼻综合症。白鼻综合症是由假gymnoascus destructanans真菌引起的。这种真菌已经杀死了北美数以百万计的蝙蝠,并威胁到一些物种的灭绝。科学家们希望将疫苗喷洒在栖息地点的蝙蝠身上;当蝙蝠为自己梳理毛发时,它们应该摄入疫苗。

白鼻疫苗凸显了给野生动物接种疫苗有多么困难。不能简单地捕获整个蝙蝠或草原土拨鼠种群,然后打一针。在一些物种中,疫苗似乎不是很有效。例如,几乎没有证据表明两栖动物可以通过免疫获得对破坏性致病性壶菌壶壶菌的耐药性。在最近的研究中,南佛罗里达大学的科学家能够激发古巴树蛙(Osteopilus septentrionalis)对真菌的免疫反应,但他们还没有在极度濒危的巴拿马金蛙(Atelopus zeteki)身上复制这一结果。

不过,其他疫苗的发展速度更快。


一只患有白鼻综合症的蝙蝠。图片由USFWS通过Flickr (CC by 2.0)提供。 衣原体下

十多年来,澳大利亚昆士兰州阳光海岸大学的微生物学家彼得·蒂姆斯一直致力于为考拉研制衣原体疫苗。

衣原体是一种性传播疾病,会影响考拉的生殖系统。它会导致生殖道瘢痕和巨大的囊肿,通常会导致不孕。它还会导致动物眼睛结膜炎,导致失明。

“在许多地区,衣原体是考拉面临的唯一威胁,可能导致考拉数量减少50%,”蒂姆斯说。

被感染的考拉通常用抗生素治疗,但至少有三分之一的考拉无法存活。

蒂姆斯说,有袋动物依赖于它们的肠道微生物群。“因为考拉吃桉树叶这种富含毒素的食物,考拉的肝脏可以为它们排毒。所以,当你给它们使用抗生素时,它们也会试图分解并解毒。”这意味着兽医需要用更长的时间来治疗这些动物——两周到一个月——每天使用抗生素,但这么多的药物最终也会破坏它们的肠道菌群。

蒂姆斯说,他希望能阻止疾病蔓延,而不是治疗生病的考拉。

他说:“最困难的[开发]是一种疫苗,它首先可以防止他们感染。”

多年来,他和他的同事一直在圈养考拉和野生考拉身上进行注射疫苗的试验。这些试验表明,不仅接种过疫苗的考拉的感染水平降低了,而且对于已经感染的个体来说,当考拉开始出现症状时,疾病的发展进程也显著降低了。此外,他们发现至少80%的患眼病的考拉,接种疫苗能够逆转疾病的影响。


野生考拉有望在未来几年内开始接种衣原体疫苗。图片由Ted Lester通过Flickr (CC by - nc 2.0)。

有了安全有效的疫苗,下一个障碍将是如何部署疫苗。

“考拉是个挑战,”提姆斯说。“与大型猫科动物和熊等有无线电项圈的其他物种不同,大多数考拉没有受到严密的监控……从这个角度来看,考拉更属于野生物种。”

蒂姆斯说,开始给被带到野生动物医院的个人接种疫苗是有意义的;每年大约有700或800只考拉来到昆士兰的澳大利亚动物园野生动物医院。为受道路发展影响的考拉群体接种疫苗也可能是可行的。

他说:“在这些情况下,动物会受到密切监控,有可能实施疫苗接种计划。”

考拉衣原体疫苗目前正处于监管部门批准阶段的中期,蒂姆斯说,他希望在一到两年内,他们可以开始对考拉进行大规模免疫。

他补充说,澳大利亚政府传统上专注于栖息地保护以保护考拉,“但我们正在进入一个阶段,即疾病管理应该成为更广泛的保护管理的一个组成部分。”

不仅仅是狗

为保护野生动物接种疫苗并非总是没有争议的。

20世纪90年代初,人们试图为非洲野狗(Lycaon pictus)接种狂犬病疫苗,但人们错误地认为,这与它们在坦桑尼亚塞伦盖蒂平原的灭绝有关。研究人员推测,野狗的跳跃和侵入性处理技术可能增加了它们的应激激素,降低了它们的免疫力,并重新激活了潜伏在它们体内的狂犬病毒。与此同时,另一项研究表明,一种改良的活犬瘟热疫苗可能导致四只非洲野狗幼犬死亡。

尽管从那以后的研究已经推翻了这些理论,“世界上许多权威机构都不会考虑给受到威胁的野生食肉动物接种疫苗,”兽医科学家Martin Gilbert说在美国康奈尔大学,在这种情况下,野生动物受到疾病的威胁,环保部门经常选择接种感知这些病毒的来源,如流浪狗或牲畜,减少传输,而不是野生动物本身。


印度中央邦的一场家畜疫苗接种运动。图片来自Gloria Dickie。

这是首次提出的想法,以保护西伯利亚或东北虎(Panthera tigris)免受犬瘟热病毒,该病毒出现在21世纪初。这种疾病先是侵袭呼吸系统,后来又侵袭大脑,似乎只影响了西伯利亚的两只老虎种群,但野生动物管理人员对此非常担忧;1994年,一场CDV的爆发杀死了塞伦盖蒂约三分之一的狮子。

吉尔伯特发现,如果小型老虎种群,比如沿海州西南部的那只,暴露在哪怕是少量的CDV环境中,50年内灭绝的可能性就会增加65%。

“最初,我们认为这将是一个狗的问题——老虎经常吃狗,”吉尔伯特说到病毒的起源。因此,兽医们认为,给西伯利亚村庄的家犬接种疫苗并控制它们的活动,将会减轻对野生老虎的威胁。但吉尔伯特的最新研究表明,令人惊讶的是,狗并不是西伯利亚犬瘟热的宿主。相反,当吉尔伯特和他的同事对毛皮陷阱和路边的野生动物尸体进行采样时,他们发现,从浣熊狗(Nyctereutes procyonoides)到獾(Meles leucurus)到西伯利亚鼬(Mustela sibirica),所有动物的脑组织中都含有高水平的CDV抗体。

吉尔伯特说,犬瘟热很可能通过它们的猎物传染给老虎。“在夏末,老虎会坐在獾群旁边,当獾在森林里沿着它们的小径跑过来时,老虎会像击破糖果一样击破它们。”这些发现表明,“减轻犬瘟热对老虎影响的唯一可行方法是给老虎自己接种疫苗。”

后勤工作令人生畏。许多生活在西伯利亚的人甚至从未见过老虎。而且没有野生老虎接种过任何疾病疫苗。

“我们永远不可能给所有的老虎接种疫苗,”吉尔伯特说。但他补充说,也有可能在被动的基础上进行接种:自然资源保护主义者可以为因冲突被捕的老虎或在康复中的孤儿幼崽接种疫苗。他发现,如果兽医每年只给两只老虎接种疫苗,就能将俄罗斯滨海老虎种群的灭绝风险降低75%。

另一个挑战是没有专门针对大型猫科动物的CDV疫苗。如今,它们只存在于雪貂和狗身上。为了将疫苗用于不同的物种,可能需要重新进行临床试验。


从包括Boris和Svetlaya在内的东北虎身上采集的样本使研究人员能够评估暴露于犬瘟热病毒的种群。图片来自WCS-Russia。 用企鹅

尽管科学家们一直在努力开发一种针对受壶菌困扰的两栖动物的疫苗,但这种疫苗的作用不仅限于保护受威胁的哺乳动物。黄眼企鹅(Megadyptes antipodes)原产于新西兰,被认为是世界上最濒危的企鹅物种,在过去20年里数量急剧下降。

这些企鹅正死于禽白喉,这是一种影响企鹅上呼吸道的细菌感染。白喉主要影响小鸡,在一些北方种群中,每年有多达93%的黄眼企鹅幼崽感染禽白喉。其中近四分之三的人死亡。

这种细菌会感染幼鸡的舌头和口腔,使口腔产生脓液和溃疡。

英国诺森比亚大学的分子科学家Vartul Sangal说:“它们不能正常进食,所以它们死于营养不良。”虽然鸟类白喉也会影响成年企鹅,但死亡率要低得多。这种细菌可能更有效地杀死小鸡,因为它们的免疫系统不太发达,Sangal说。

最终,白喉感染会扩散到企鹅身体的其他部位,导致败血症。

桑加尔和他的同事最近首次发现了导致这些破坏性感染的细菌菌株。研究人员从被感染的企鹅幼崽的嘴里收集了拭子,并将这些样本送到桑加尔那里。桑加尔在实验室中分离出了这种细菌,并对其基因组进行了排序。


黄眼企鹅幼崽受到禽白喉的严重伤害。图片来自Bernard Spragg。新西兰通过Flickr (CC0)。

“这非常令人兴奋,”他说。“我们现在也知道了它是如何引起感染的机制。”他发现其中一个基因产生一种蛋白质,帮助细菌在宿主体内存活。

他说,这一信息对开发对抗这种细菌的疫苗很重要。如果科学家能够修改这种蛋白质来保护企鹅免受感染,他们就能够开发出一种防御手段。

“我们确实需要一些干预,”桑加尔说。“用抗生素治疗企鹅,但效果不是很好。”

目前还不知道雏鸟是从环境中哪里感染上这种疾病的,也不知道这种疾病是如何在企鹅之间传播的。

“它是在巢中传播的,但可能是母亲传给小鸡,或小鸡传给小鸡,”桑加尔说。

为黄眼企鹅生产和分发疫苗仍然是一场艰苦的战斗。Sangal估计,一种有效的疫苗需要5到10年的时间才能研制出来。首先,科学家需要在其他鸟类身上进行测试,比如鸡,以确保对企鹅是安全的。然后他们需要将疫苗注射到野生企鹅身上,最好是成年企鹅。在对鸡的其他禽类疾病的研究中,研究人员发现,可以给母鸟接种疫苗,免疫将把她转移到蛋黄上。

归根结底,野生动物保护没有什么灵丹妙药。然而,有效的疫苗可以作为对抗灭绝的关键武器。

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