埃博拉病毒和最初的SARS病毒突显了新出现的疾病给我们高度联系的现代社会带来的风险。虽然隔离感染者和限制疾病传播的标准方法在这些情况下有效,但它起作用的速度足够慢,足以让许多人感到紧张。但寨卡病毒和SARS-CoV-2在全球的传播表明,这些方法有其局限性,让我们面临风险。
我们还能做些什么吗?爱达荷大学的斯科特·努斯默和詹姆斯·布尔的观点表明,我们现在有了在病毒传染给人类之前对其发起进攻的工具。该提议:用可以通过野生种群传播的基于病毒的疫苗来治疗威胁病毒的动物宿主。虽然这里有很多细节需要解决,但本文列出了我们如何确定这是否是一种可行的方法。
有大量的宿主与我们人类共享病毒。这些威胁从熟悉的威胁,如携带狂犬病病毒的哺乳动物,到跨越流感大流行的农业物种,以及新出现的危险,如分别由老鼠和各种物种携带的汉坦病毒和冠状病毒。虽然将病毒传染给人类的物种没有真正的模式,但已经有成功的努力来识别病毒起源的宿主。Nuismer和Bull强调了由美国国际开发署(US Agency For International Development)运营的预测项目,在特朗普政府于3月份终止该项目之前,该项目发现了近1000种以前没有特征性的病毒。
要弄清楚这些病毒中的哪一种可能构成威胁并不是一件简单的事情。但就目前而言,我们知道有大量病毒在动物体内传播,对人类构成威胁,因此不乏潜在的攻击目标。如果我们真的采取先发制人的方式与他们合作,我们就可以开始担心潜在的威胁了。
那么,如何才能阻止一种甚至还没有感染我们的病毒呢?基本想法很简单:开发一种疫苗,并将其接种给携带病毒的动物。这种方法的明显挑战是向野生动物群体提供疫苗。不仅这些种群通常分布广泛,难以接近,而且许多动物(如汉坦病毒的情况下的小鼠)的寿命相当短。
Nuismer和Bull考虑的解决方案是使用一种病毒作为疫苗-具体地说,一种可以在给定初始剂量的情况下传播到人群之外的病毒。换句话说,疫苗将自我复制,并确保未接种疫苗的人群有机会获得一剂疫苗。这一基本想法已经用流行病学模型进行了探索,它可能会奏效,但到目前为止,它只在动物种群中接受了一次有限的测试。
流行病学模型表明,这种传播可以根据用作疫苗的病毒的传染性进行微调。有了足够高的传染性,疫苗应该传播到任何没有充分隔离的宿主群体中。传染性较低的较弱病毒在最初接种后可能会传播一到两次,然后才会枯萎。根据我们对用作疫苗的病毒的了解和操纵程度,调整其特性以匹配人群的大小和分布,以及我们提供额外剂量的容易程度,是可能的。
执行此操作有两种选择。第一种方法涉及从我们试图接种的病毒开始,并产生一种通常被称为减毒的弱化形式。这种方法已经被用于一些人类疫苗。不幸的是,已经有一些例子表明,减弱的病毒在人群中传播时重新进化出毒力。如果这种情况发生在一种对人类构成威胁的病毒上,我们的疫苗接种工作可能会无意中扩大可能将其传染给我们的动物池。出于这个原因,Nuismer和Bull不认为这是一个可行的选择。
另一种选择是做一件正在对SARS-CoV-2进行试验的事情:设计一种基因,编码病毒中的一种蛋白质,将其作为靶标,进入一种可以在人群中传播的无害病毒。理想情况下,当无害的病毒感染新的动物时,它们产生的免疫反应将同时针对病毒的蛋白质和其中的一种,从而提供对两种病毒的免疫力。
将不同病毒的基因改造成病毒是这种方法最不具挑战性的方面。它完全依赖于我们发现或产生感染目标物种的无害病毒的能力。如果我们确实使用了一种自然产生的病毒,那么我们就面临着目标人群对它具有预先存在的免疫力的风险。我们可能需要花时间调整它的传染性,以满足我们的需求。最后,在所有这些都做完之后,对病毒来说多余的蛋白质有可能最终丢失。“。
当然,如果我们计划定期重新接种疫苗,那么蛋白质的损失不会是一个主要因素。但对于埃博拉这样的疫情来说,这可能是一个更大的挑战,因为新的疫情似乎起源于偏远地区。
最后,作者推荐了一套基本的指导方针:使用基于无害病毒的东西,确保它是特定物种的,并确保一旦它被放入野生种群,它的传播就会受到限制。
到目前为止,作者表示,这种方法总共尝试了一次。一种自然进化成无害形式的兔子病毒被改造成携带一种蛋白质的基因,这种蛋白质可以对一种更危险的病毒产生免疫力,这种病毒也是以兔子为目标的。一群兔子在被放到一个小岛上之前接种了这种病毒。在允许病毒传播了一段时间后,对其他一群兔子进行了测试,发现其中约有一半被感染。这表明传染性足够高,以至于兔子种群最终可能会从一次放生中达到群体免疫力。
Nuismer和Bull认为使用针对人类的病毒来测试这种方法是一个很好的模型。他们提出了类似狂犬病的疾病,这种疾病经过了深入的研究,并有许多已知的宿主。同样,他们认为岛上的种群是一个很好的选择,因为这将允许详细追踪疫苗通过动物传播的情况。如果这个方法奏效,我们就可以开始考虑在更广泛的人群中使用这种方法了。
那么,采取攻势,在动物中启动先发制人的疫苗接种计划,对抗可能对我们构成威胁的病毒,这有意义吗?这里推荐的方法包括识别无害的特定物种的病毒,然后将它们改造成危险病毒的疫苗,这涉及到大量的工作。在受控环境中进行安全测试-有蝙蝠这样的非自愿参与者-将大大增加所涉及的努力。在某种程度上,它将变得类似于设计人类疫苗的努力。
对于像狂犬病这样构成常规健康风险的疾病来说,所有这些努力可能都是值得的。但举一个目前相关的例子,仅蝙蝠身上就有大量的冠状病毒--还有非常多的蝙蝠种类--蝙蝠并不是唯一一种可以感染人类的冠状病毒的来源。其中大多数可能是无害的,需要进行广泛的工作来确定哪些可能对我们构成威胁。我们真的能指望保护自己不受与此相关的一切的影响吗?
这是一个耐人寻味的想法,一旦我们更好地掌握了新出现的病毒带来的威胁,这种方法可能会被证明是一种有用的中和它们的方式。就目前而言,虽然我们当然已经有了这样做的技术,但它有意义追逐的目标数量足够少,这看起来不太可能有广泛的用处。