当人与动物同在疫起
当人与动物同在疫起
在动物的生活中，冠状病毒从未缺席。研究人类新冠病毒时，可借镜动物冠状病毒
This scanning electron microscope image shows SARS-CoV-2 (round magenta objects) emerging from the surface of cells cultured in the lab. SARS-CoV-2, also known as 2019-nCoV, is the virus that causes COVID-19. The virus shown was isolated from a patient in the U.S. Image captured and colorized at NIAID's Rocky Mountain Laboratories (RML) in Hamilton, Montana.
Photo: NIAID/Flickr
人类第一次见到冠状病毒，要从 1937 年科学家首次成功在鸡胚胎上培养出冠状病毒说起。
这种病毒造成鸡只的呼吸道症状，包括咳嗽、流鼻水、支气管炎与肺炎等，并借由鸡的呼吸道分泌物在群体当中传播，虽然不会直接造成下痢，但是病毒会利用肠道细胞来复制进而从粪便排出；以上都跟目前人类新冠病毒造成的临床症状相似。这就是鸡冠状病毒 (avian infectious bronchitis virus，又名鸟传染性支气管炎病毒)，分类上属于第三型冠状病毒，与新冠病毒算是远亲。
兽医畜牧界的冠状病毒战场
由于鸡冠状病毒的传播率相当高，R0 值高达 19.95，也就是一只鸡可以把病毒传播给多达 20 只鸡 (目前新冠病毒在人类传播的 R0 值约为 2–2.5)。感染此病毒的雏鸡可能会大量死亡，例如台湾本土发现的鸡冠状病毒，在雏鸡可造成高达 83% 的死亡率 (目前人类感染新冠病毒的致死率约为 2–5%)。
因此无论是肉用、蛋用或种用，每只刚孵化出来的小鸡都会立即接种鸡冠状病毒疫苗，以保护鸡群健康。这类疫苗通常是一种喷雾型的减毒疫苗，直接向鸡群喷洒、让它们吸入而产生免疫力，但即使如此，预防效果不尽理想，鸡只仍然常常会感染、发病。原因是此病毒的突变率太高，来自不同国家的病毒甚至会互相重组，导致原先的疫苗不再具有保护力，防疫上遭遇极大的困难，因此台湾的动物传染病防治条例把鸡冠状病毒列为重要通报疾病之一。
对于实际发生案例的鸡场，在疫苗不可靠、治疗不实际、病毒一再突变的情况下，只能通过提高生物安全的手段来防治，也就是杜绝一切可能引入病毒的人事物，且在鸡只之间无法保持「社交距离」下，积极消毒并以严谨的饲养管理来降低鸡冠状病毒感染的风险。
同理，牛、猪等家畜以及狗、猫等伴侣动物，体内也都存在具有动物种别特异性的冠状病毒，各自借由不同的细胞受体感染进而导致疫情，例如近年来屡有关于猪、狗的冠状病毒变异株报告，其病原性可能增广、增强，而猫冠状病毒会让猫罹患高致死率的腹膜炎，因此兽医畜牧界对冠状病毒毫不陌生。冠状病毒对畜禽健康与产业经济的冲击一直存在，值得庆幸的是，即使这些动物身上的冠状病毒突变快速，却都不曾感染人类，楚河汉界划得分明。
识别病毒身份与特性
今年 1 月初肺炎疫情甫爆发时，科学家做的第一件事就是萃取病毒的 RNA，因为每种病毒的基因序列就像是特殊密码，密码长度和排列组合方式造就不同病毒的独特性，而密码的相似程度建立起病毒彼此的亲缘关系。科学家以分子生物技术解出新冠病毒长达三万个核苷酸的序列，同时分析得知，它与蝙蝠的冠状病毒以及 2003 年流行的 SARS 病毒最为相近。
像这样的序列分析技术普遍用于动物冠状病毒的研究，例如前述的鸡冠状病毒由于变异株众多，冲击养禽业盛行的地区，因此会频繁采样、调查当下流行的病毒序列。科学家通过病毒基因型检测，鉴定病毒的 RNA 基因组来得知病毒突变的情形，并描绘出各株病毒之间的亲缘树状图；另外，病毒血清型检测则会进一步抽取鸡的血液，以血清学调查的方式，了解宿主在病毒感染后产生的抗体特异性，以及能否中和病毒；最后，病毒病原型检测是把病毒接种到实验鸡体内，记录鸡只感染后的症状与组织病变，并在安乐死后进行解剖，观察病毒在脏器中的分布，得知病毒的目标组织是否改变。这三种研究面向必须紧密结合病毒学、免疫学、分子生物学及病理学等背景知识，方能对新兴病毒有基本了解。
回到新冠病毒，截至目前为止，全世界的科学家总共完成且上传了一万多条新冠病毒序列到公开的病毒序列数据库 GISAID，其中包含 3000 多条全长序列，可用来绘制亲缘树状图，能清楚看出各国病毒的分群与突变情形，佐以时间轴分析，可协助判读境内某段时间流行的病毒基因型。再进一步，就是要从确诊病人的检体 (例如痰、粪便) 中把病毒培养出来，也就是「病毒分离」。以新兴病毒来说，起初需要同时尝试多种不同的细胞来进行病毒分离，从中找出较适合的细胞种类和培养条件。唯有培养出病毒，方能继续投入重要的试验研究，开发疫苗和药物、建立实验动物感染模式等都需要使用活病毒来加以验证。
台湾是继中国、澳洲、日本之后第四个成功分离出新冠病毒的国家。目前研究显示，新冠病毒在一种恒河猴肾细胞株 (Vero cell) 中复制能力佳，能让细胞产生肉眼可见的细胞病变；人类肝脏细胞 (Huh7 cell)、人类胚胎肾细胞 (HEK-293T cell) 则呈中等程度生长；反而是人类肺脏来源的细胞 (A549 cell) 无法支持新冠病毒生长。这些在细胞上生长的特性，与 2003 年的 SARS 病毒大致相同。
其他可能受感染的动物
新冠病毒初流行时，科学家已从病毒序列的相似程度得知此病毒可能源自于蝙蝠，并在某些尚待厘清的中间宿主体内累积突变，进而利用人类细胞上的第二型血管收缩素转化酶 (angiotensin converting enzyme 2, ACE-2) 做为受体而有效率地感染。而学者也发现，人、猪、貂、猫、猿、猴类细胞表现的 ACE-2 都非常相似，因此在学理上，新冠病毒也可能感染这些动物。
目前全球新冠病毒感染人数突破 300 万，在如此高盛行率下，今年 2 月底研究人员首次在香港的确诊患者家中鉴定到犬只带有新冠病毒的核酸，之后陆续在比利时的猫、香港的猫、纽约动物园的老虎都有类似发现。但经分析后发现这些动物有几个共同点，包括体内带
有的病毒量少，且血液中的中和抗体量也低，意味即使动物的细胞受体能被新冠病毒利用而感染，这些病毒在动物呼吸道的复制效率仍相对较低，难以再传播出去；再者，大部分这些动物都没有发生与人相符的临床症状，表示新冠病毒在自然状态下不易导致畜禽生病，再次呼应病毒量低的观察。综合来说，目前新冠病毒在其他动物的感染属于偶发性，并非常态。
另一方面，《科学》期刊最近一篇论文探讨了貂、猫、猪、狗、鸡、鸭等动物对于新冠病毒的易感性 (susceptibility)，结果显示，在人工接种的条件下，仅有貂与猫能够被感染，其他动物皆不具易感性；而猫虽然能被感染，但再传给同住猫只的概率只有 33%，由于猫只不是常规使用的实验动物，此研究的样本数非常有限，无法得出确切结论。这些实验结果必须审慎看待，不该过度解读，且实验感染不等同于自然感染，因此目前仍没有足够证据显示猫只会成为新冠病毒的传播者。
不论是冠状病毒、流感病毒或各种新兴病毒，自古至今，病毒都是这个地球生态中的一分子，持续以人或动物为宿主、代代传播，在人类尝试摆脱各种恼人病毒的同时，借镜动物族群与病毒的互动，或许能够让我们抢得一些先机。
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