Допринесъл еднакво за тази работа с: Kevin J. Olival, Paul M. Cryan

обратна

Сдружение EcoHealth Alliance, Ню Йорк, Ню Йорк, Съединени американски щати

Допринесъл еднакво за тази работа с: Kevin J. Olival, Paul M. Cryan

Асоциация Американска геоложка служба, Форт Колинс Научен център, Форт. Колинс, Колорадо, Съединени американски щати

Присъединяване на американски центрове за контрол и превенция на заболяванията, Атланта, Джорджия, Съединени американски щати

Отделение по епидемиология, Университет на Северна Каролина, Чапъл Хил, Северна Каролина, Съединени американски щати

Асоциация Американска геоложка служба, Национален здравен център за дивата природа, Медисън, Уисконсин, Съединени американски щати

Отдел за интегративна биология, Калифорнийски университет в Бъркли, Бъркли, Калифорния, Съединени американски щати

Принадлежност Лаборатория, пренасяна от членестоноги и инфекциозни болести, Катедра по микробиология, имунология и патология, Колеж по ветеринарна медицина и биомедицински науки, Държавен университет в Колорадо, Форт. Колинс, Колорадо, Съединени американски щати

Affiliation Wildlife Veterinary Consulting, Ливърмор, Колорадо, Съединени американски щати

Принадлежност на US Fish and Wildlife Service, Hadley, Massachusetts, Съединени американски щати

Сдружение EcoHealth Alliance, Ню Йорк, Ню Йорк, Съединени американски щати

Сдружение EcoHealth Alliance, Ню Йорк, Ню Йорк, Съединени американски щати

Принадлежности EcoHealth Alliance, Ню Йорк, Ню Йорк, Съединени американски щати, International Conservation International, Остин, Тексас, Съединени американски щати

Affiliations School of Veterinary Science, University of Queensland, Gatton, Queensland, Australia, Department of Ecology & Evolutionary Biology, University of California Santa Cruz, Santa Cruz, California, United States of America

Афилиация Министерство на земеделието на САЩ, Национален център за изследване на дивата природа, Форт. Колинс, Колорадо, Съединени американски щати

Партньорско училище по ветеринарни науки, Университет Massey, Палмърстън Север, Нова Зеландия

Асоциация Американска геоложка служба, Национален здравен център за дивата природа, Медисън, Уисконсин, Съединени американски щати

Сдружение EcoHealth Alliance, Ню Йорк, Ню Йорк, Съединени американски щати

Affiliation One Health Institute, School of Veterinary Medicine, University of California Davis, Davis, California, United States of America

Принадлежност Лаборатория, пренасяна от членестоноги и инфекциозни болести, Катедра по микробиология, имунология и патология, Колеж по ветеринарна медицина и биомедицински науки, Държавен университет в Колорадо, Форт. Колинс, Колорадо, Съединени американски щати

Отдел за биологични науки, Тексаски технически университет, Лъбок, Тексас, Съединени американски щати

Асоциация Американска геоложка служба, Национален здравен център за дивата природа, Медисън, Уисконсин, Съединени американски щати

Присъединителна програма по възникващи инфекциозни болести, Дюк-Национален университет в Сингапур, Медицинско училище, Сингапур

Институт за изследване на бъдещето на околната среда, Университет Грифит, Нейтън, Австралия

Сдружение EcoHealth Alliance, Ню Йорк, Ню Йорк, Съединени американски щати

Отделение по микробиология и имунология, Държавен университет в Монтана, Боузман, Монтана, Съединени американски щати

Отделение по биология, Университет Бъкнел, Люисбърг, Пенсилвания, Съединени американски щати

Принадлежност на US Fish and Wildlife Service, Hadley, Massachusetts, Съединени американски щати

Асоциация Американска геоложка служба, Национален здравен център за дивата природа, Медисън, Уисконсин, Съединени американски щати

Институт за биоразнообразие, здраве на животните и сравнителна медицина, Университет в Глазгоу, Шотландия, Обединеното кралство, MRC-Университет в Глазгоу Център за изследване на вируси, Глазгоу, Шотландия, Великобритания

Присъединяване на американски центрове за контрол и превенция на заболяванията, Атланта, Джорджия, Съединени американски щати

Присъединителна програма по възникващи инфекциозни болести, Медицински факултет на Дюк-Национален университет в Сингапур, Сингапур

  • Кевин Дж. Овал,
  • Пол М. Криян,
  • Брайън Р. Аман,
  • Ралф С. Барич,
  • Дейвид С. Блехърт,
  • Кара Е. Брук,
  • Чарлз Х. Калишър,
  • Замъкът на Кевин Т.,
  • Джеръми Т. Х. Колман,
  • Петър Дашак

Фигури

Резюме

Цитат: Olival KJ, Cryan PM, Amman BR, Baric RS, Blehert DS, Brook CE, et al. (2020) Възможност за обратна зоонозна трансмисия на SARS-CoV-2 до свободно диви животни: Казус на прилепи. PLoS Pathog 16 (9): e1008758. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1008758

Редактор: Сиема Лакдавала, Университет в Питсбърг, САЩ

Публикувано: 3 септември 2020 г.

Това е статия с отворен достъп, без никакви авторски права, и може да бъде възпроизвеждана, разпространявана, предавана, модифицирана, надграждана или използвана по друг начин от всеки за каквато и да е законна цел. Произведението е предоставено на базата на Creative Commons CC0, посветена на публичното достояние.

Финансиране: Тази работа беше подкрепена отчасти от Центъра за анализ и синтез на USGS Джон Уесли Пауъл, Националния институт по алергии и инфекциозни болести на Националния здравен институт (номер на наградата R01AI110964) и Министерството на отбраната на САЩ, Агенцията за намаляване на заплахите в отбраната (HDTRA11710064 ). Финансирането за DTSH е осигурено от гранта на Royal Society Te Aparangi RDF-MAU1701. Финансирането за DGS е осигурено от старша научна стипендия на Wellcome Trust (217221/Z/19/Z). Финансистите не са играли роля в дизайна на проучването, събирането и анализа на данни, решението за публикуване или подготовката на ръкописа.

Конкуриращи се интереси: Авторите са декларирали, че не съществуват конкуриращи се интереси.

Разпространение на пандемични вируси

Опасността от възникващи инфекциозни болести (EID) за здравето на дивата природа и опазването на биологичното разнообразие се признава [1], но кръстосаното предаване на нови патогени или разпространение обикновено се разглежда в специфичния контекст на произход от резервоар за диви животни и предаване на хората [2]. Изследванията за оценка на риска от EID обикновено се фокусират върху идентифицирането на географски региони [3, 4] и видове диви животни [5–7], при което разпространението на зоонозни болести в хората е най-вероятно. Сред последните пандемични зоонозни вируси, някои нямат доказателства за предаване обратно на популациите от диви животни или домашни животни след установяването им при хора (напр. Вирус на човешка имунна недостатъчност, който причинява синдром на придобита имунна недостатъчност), докато други многократно са преминавали видови граници (напр. Пандемичен грип H1N1 Вирус) [8, 9]. Доказателствата за „обратна зоонозна“ трансмисия, наричана понякога „преливане“ от хора към диви животни и домашни животни са широко разпространени [9]; липсват обаче систематични проучвания, за да се определи делът на EID, които се разливат обратно в нови гостоприемници на дивата природа. Инфекция на прилепи от вируси с вероятен човешки произход е регистрирана само два пъти [10, 11], а по-нататъшно предаване [12] или разпространение в по-широка популация не е регистрирано.

Заплахи от SARS-CoV-2 за северноамериканските прилепи

Поуки от епизоотия - Чувствителност на северноамериканските прилепи към въведен патоген

Пропуски в разбирането на глобалните модели на разнообразието, еволюцията и обхвата на хоста Bat-CoV

Появата на болести като SADS, PEDV, SARS, MERS и сега COVID-19 категорично показва тясна връзка между CoV, които стават патогенни за хората и резервоарите за диви животни, от които произхождат [17, 50–54, 67]. Еволюционните връзки на CoVs в рамките на прилепите са в съответствие с географски структурирани цикли на предаване, с случайно предаване сред свързани видове прилепи [47, 58, 69]. Тези филогеографски фактори също са универсални детерминанти за споделяне на вируси сред всички бозайници [70]. Въпреки това моделите на асоцииране на прилепи и вируси могат да бъдат особено трудни за разпознаване, тъй като прилепите често се събират заедно в многовидови агрегации, които могат да улеснят споделянето на вируси, като всеки вид може да приюти множество линии на CoV [47, 58, 68, 71]. По-трудно е да се предвидят прехвърлянията на домакини от прилепи към по-различни таксони - първо, защото потенциалната широчина на гостоприемника за много CoV е широка [55, 56, 60, 72], и второ, защото податливостта на хоста и последващото предаване включват сложни, многостепенни процеси [2, 12]. Асоциациите на прилеп-CoV вероятно остават значително подбрани и недостатъчно проучени в Северна Америка с умерен пояс [47, 71, 73, 74].

Има ли вируси като SARS-CoV-2 вече при северноамериканските прилепи?

(А) Червено засенчени разпределения на видове прилепи, при които са открити свързани с SARS β-CoVs от подрода Sarbecovirus; (Б) розово-сенчести разпределения на видове прилепи, за които е известно, че приемат β-CoVs от подрода Hibecovirus; (C) кафяво засенчени разпределения на прилепи, при които са открити β-CoVs от линията на Nobecovirus; и (D) зелено-засенчени разпределения на прилепи, за които е известно, че приемат свързани с MERS β-CoVs от подрода Merbecovirus. Различните цветове и стилове на сянка във всеки панел представляват различни семейства прилепи. Таблица с данни, която включва всички известни асоциации на видове прилепи за всеки подрод β-CoVs и рецензирани цитати е достъпна в съобщението за данни на Геологическото проучване на САЩ https://doi.org/10.5066/P9U461PJ. Карти, създадени с помощта на ArcMap (ESRI, Redlands, Калифорния, Съединени щати) и диапазони от прилепи, получени от пространствени данни за сухоземни бозайници от Международния съюз за опазване на природата (IUCN 2020. Червеният списък на IUCN за застрашените видове. Януари 2019 г. версия 6.2]. https://www.iucnredlist.org; Изтеглено на 11 април 2020 г.). β-CoV, бета-коронавирус; MERS, респираторен синдром в Близкия изток; ТОРС, тежък остър респираторен синдром.

Вируси в подгенера β-CoV Hibecovirus и Nobecovirus също са докладвани най-вече от семействата на прилепите от Стария свят Rhinolophidae, Hipposideridae, Rhinonycteridae и Pteropodidae, с изключение на нови вируси от последния подрод, открити в четири вида от рода на веспертилионидите Scotophilus в Азия и Африка (фиг. 1В и 1С) [47, 58, 69].

Β-CoVs на прилепите на подрода Merbecovirus (свързани с MERS линии) се срещат в по-голямо разнообразие от семейства прилепи и в по-глобални региони, отколкото другите подгенери (Фигура 1D) [47, 58, 69]. Тези широко разпространени MERS-подобни вируси могат да причинят заболяване при хората (напр. MERS) и по-специално изглеждат единствените β-CoVs прилепи, които се разнообразяват между няколко семейства от световно разпространения подряд Yangochiroptera (Фиг. 1D) [47, 58, 69].

Липса на доказателства за β-CoVs в северноамериканските прилепи с умерен пояс

Припокриващи се очертания на разпространение на видовете прилепи в глобално разпределения подряд Yangochiroptera (син) и Yinpterochiroptera от Стария свят (жълт). Карти, създадени с помощта на ArcMap (ESRI, Redlands, Калифорния, САЩ) и диапазони от прилепи, получени от пространствени данни за сухоземни бозайници от Международния съюз за опазване на природата, Червен списък на застрашените видове, януари 2019 г. [версия 6.2]. https://www.iucnredlist.org; Изтеглено на 11 април 2020 г.

Нашето заключение за истинските модели на поява и разпространение на CoV в популациите на прилепи е ограничено от неравномерно глобално вземане на проби. И все пак SARSr-CoVs (Sarbecovirus spp.), Фокус на много усилия за наблюдение, са почти изключително документирани в Yinpterochiroptera от Стария свят. SARSr-CoVs са открити само в изключително разнообразния и разпространен в световен мащаб подряд Yangochiroptera при условия с правдоподобно предаване от Rhinolophus sp. прилепи [53, 85]. Това отсъствие на доказателства за SARS-подобни β-CoVs при прилепите на янгочироптерани като цяло, и по-специално при веспертилионидните прилепи в умерена зона в Северна Америка, вероятно представлява уникален биогеографски модел, задвижван от основните фактори на възприемчивостта на гостоприемника или историята на живота. Тези наблюдения също така сочат към податливостта на веспертилионидните прилепи при обстоятелства на излагане на околната среда на SARSr-CoV и че те може да не са естествено имунизирани срещу тези вируси.

Проактивно свързване на благосъстоянието на популациите на хора и прилепи

Учените отдавна са признали риска от преливане на патогени от хората върху прилепите [94–96], но изследователите на прилепи в Северна Америка не са се справяли систематично с този риск преди WNS. Извън проучванията на приемни резервоари, малко изследователи на прилепи са изследвали инфекциозни заболявания при прилепите преди появата на WNS през 2007 г. [73], нито са изследвали вируси на прилепи (различни от бяс), преди прилепите да са свързани ретроспективно с епидемията на ТОРС [15, 66, 97]. За щастие изследователите на болести по прилепи и диви животни наскоро започнаха да разглеждат тези пропуски в знанията по-подробно [7, 97, 98]. Възможните обяснения защо прилепите могат да приемат особено патогенни вируси включват характеристики на тяхната история на живот (напр. Дълготрайни, широкоспектърни, многовидови агрегации, ежедневна и сезонна хетеротермия) [97], уникална физиология за възстановяване на увредената им ДНК [99], уникална способност да потискат някои от вродените им пътища на имунитет [100–105], голямо разнообразие от видове [48] и ненадминат обменен обхват и високи телесни температури по време на полет [106]. Прилепите също криптично влизат в близък контакт с хората, все по-често в градски и извънградски условия в резултат на загуба на местното местообитание, често пресичайки интерфейсите между човека и дивата природа [107–113].

Необходимост от интердисциплинарен отговор

Примери за изследователски стратегии „без ръце“

Заключение

Подкрепяща информация

S1 Таблица. Глобални модели на асоциации на бетакоронавирус (β-CoV) при прилепите.

В таблицата са изброени видовете прилепи, при които са открити бетакоронавируси (β-CoV), организирани от вирусни подгенери и клада (за сарбекорвируси), семейство прилепи, подряд на прилепите и общ глобален регион, където се срещат видовете прилепи. Позоваването на публикуваните литературни източници на информация за всеки ред са изброени в последната колона. Предоставя се във формат със стойности, разделени със запетая (.csv) на адрес https://doi.org/10.5066/P9U461PJ.

Благодарности

Благодарим на Томас О’Ший, Брайън Райхърт, Мишел Верант, Ричард „Чип“ Кларк III, Маркос Горесен, Джил Барон и Даниел Бекер за полезни коментари по по-ранни чернови на този ръкопис.

Констатациите и заключенията в този доклад са на авторите и не представляват непременно възгледите на Центровете за контрол и превенция на заболяванията или на Министерството на здравеопазването и хуманитарните услуги или на Американската служба за риба и дива природа. Използването на търговски, фирмени или продуктови имена е само с описателна цел и не означава одобрение от правителството на САЩ.