《One Health Outlook》:Ecological determinants driving orthohantavirus prevalence in small mammals of Europe: a systematic review
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这篇综述聚焦欧洲小型哺乳动物携带的汉坦病毒(Orthohantavirus),探讨了宿主特征、种群动态、环境因素等对其流行的影响。研究发现这些因素相互作用,共同影响病毒传播,为评估人类感染风险提供了重要依据,值得相关领域研究者阅读。
汉坦病毒:威胁全球健康的新兴病原体
汉坦病毒(Orthohantavirus)是一类具有重大全球公共卫生影响的新兴人畜共患病病毒,属于布尼亚病毒目(Bunyavirales)汉坦病毒科(Hantaviridae)哺乳动物病毒亚科(Mammantavirinae),目前已知包含 60 种不同病毒。这类病毒呈包膜状且形态多样,基因组由三条负链单链 RNA 片段构成,可编码结构和非结构蛋白 。
在欧洲,汉坦病毒主要感染野生啮齿动物,如鼠科(Muridae)、仓鼠科(Cricetidae)和鼩鼱科(Soricidae)的物种,偶尔蝙蝠也会成为宿主。人类一旦直接或间接接触感染宿主,就可能被汉坦病毒感染,引发从轻度到重度、甚至致命的疾病。病毒在宿主(包括人类和啮齿动物)体内主要集中于肾脏、肺部,有时还会影响大脑。
汉坦病毒依据其分布和致病性,分为旧大陆和新大陆病毒。旧大陆汉坦病毒主要在亚洲和欧洲流行,可导致肾综合征出血热(HFRS);新大陆汉坦病毒则主要分布在美洲,是出血性心肺综合征(HCPS/HPS)的主要病因。每年约有三万人感染汉坦病毒,但由于漏报情况普遍,实际感染人数可能更多。欧洲每年平均有 3000 例病例,斯堪的纳维亚地区病例数在欧洲居首,其次是中欧和巴尔干地区 。
汉坦病毒的传播主要通过吸入受感染宿主分泌物形成的污染气溶胶,也可通过直接接触感染宿主的唾液传播。林业工人、户外爱好者和农村居民因长时间接触潜在感染宿主及其栖息地,感染风险较高。在西欧,普马拉病毒(PUUV)导致了超过 95% 的人类汉坦病毒感染病例,其主要宿主是林姬鼠(Myodes glareolus syn. Chletrionomys glareolus);多布拉伐病毒(DOBV)在巴尔干和东欧较为常见,可引发严重的 HFRS,致死率高达 12%,主要宿主为黄颈姬鼠(Apodemus flavicollis) 。
在欧洲,汉坦病毒感染问题日益严峻,这是由于缺乏有效疫苗,报告的人类病例数呈上升趋势,且自然宿主物种的地方性流行程度增加。气候变化可能会加剧这一趋势,因为它会促进啮齿动物种群数量的频繁激增,从而增加啮齿动物传播的人畜共患病爆发频率。
研究方法
本综述采用 “系统综述和荟萃分析的首选报告项目”(PRISMA)方法。检索范围涵盖 2003 年 1 月至 2024 年 1 月,在 CABI 数字图书馆、PubMed、JSTOR 和 SpringerLink 四个数据库中使用布尔查询 “Hantavirus AND Europe AND “Small Mammals” 进行检索。经过去除重复项(51 项)后,剩余 364 项。
研究筛选标准为:使用小型哺乳动物宿主的活体捕获数据,评估汉坦病毒患病率(不考虑病毒种类),并分析环境或种群动态因素。排除聚焦人类病例数据、遗传多样性、非欧洲宿主物种或实验性感染的研究,但会讨论实验研究的相关结论。非英文科学论文通过商业软件进行翻译。最终,经过标题、摘要和全文阅读筛选,以及参考分析,确定了 40 篇文章纳入综述。
影响汉坦病毒流行的因素分析
- 宿主因素
- 对宿主健康和行为的影响:汉坦病毒感染通常无症状,但会影响宿主的生存和健康。例如,感染 PUUV 的林姬鼠在冬季的存活率可能低于未感染个体,这可能是由于在冬季恶劣条件和食物匮乏的情况下,抵抗感染需要消耗更多能量。感染宿主还可能出现行为变化,年轻的感染雌性林姬鼠在繁殖季节可能更易达到繁殖成熟,并优先考虑产仔数量和频率,这可能会损害长期免疫功能,增加对病原体的易感性;而年长的雌性则可能减少产仔,这可能是由于长期免疫应激导致身体状况和健康状况恶化 。
- 年龄对患病率的影响:大多数研究表明,自然宿主中汉坦病毒的患病率随年龄增长而增加,这是因为年龄增长使宿主与感染个体接触更频繁,成年后的攻击性行为增多,间接传播机会也增加。新生的林姬鼠可从感染的母鼠那里继承母源抗体,获得长达 80 天的免疫力,这一现象会导致汉坦病毒患病率的季节性波动 。
- 性别对患病率的影响:性别对小型哺乳动物宿主中汉坦病毒的患病率有影响,通常雄性比雌性更易感染。在繁殖季节,成熟雄性将能量分配到繁殖行为中,可能导致免疫抑制,增加感染几率,且其标记领地的行为会促进病毒传播。但也有研究发现性别对患病率没有显著影响 。
- 遗传免疫:遗传因素在林姬鼠对 PUUV 的易感性中起着关键作用。特定的免疫基因或突变会影响感染耐受性,相关个体因共享遗传特征而对感染更易感或更具抵抗力 。
- 宿主人口统计学波动:宿主数量和密度的增加通常会提高汉坦病毒的传播率和患病率,但也存在延迟效应或无显著关系的情况。宿主种群的年度和多年度周期性波动会影响汉坦病毒的传播,冬季宿主种群中易感成年个体的数量与前一年秋季的个体密度相关,这对春季繁殖季节开始时的汉坦病毒患病率有重要影响 。
- 种间竞争非易感物种的丰富度和多样性可通过竞争生态位和资源降低目标宿主的密度,从而抑制汉坦病毒的流行,减少病毒传播。例如,在欧洲大陆,随着姬鼠属(Apodemus spp.)比例的增加,PUUV 在林姬鼠中的患病率下降;鼩鼱(Sorex spp.)数量的增加也对林姬鼠中的汉坦病毒患病率产生负面影响。然而,种间竞争的 “稀释效应” 并不总是发生,会因地点、栖息地和资源可用性而异 。
- 捕食捕食者的存在可通过诱导宿主行为变化或选择性捕食感染个体来降低汉坦病毒在宿主物种中的流行率。例如,狐狸(Vulpes vulpes)的存在会使林姬鼠改变行为,减少与同类的接触,降低病原体传播;在北方生态系统中,猫头鹰(Aegolius funereus)、鼬(Mustela nivalis)和狐狸会选择性捕食感染的田鼠,影响汉坦病毒的传播动态 。
- 环境驱动因素
- 宿主外病毒颗粒的存活:汉坦病毒在宿主外的存活对于其在宿主种群中的传播和持续存在至关重要。间接传播主要通过受污染的排泄物进行,是汉坦病毒在宿主间传播的主要途径。低温和高湿度有利于病毒在环境中存活,病毒在适宜条件下可在体外长时间保持感染性 。
- 栖息地对病毒感染和传播的影响:森林斑块通常具有较高的汉坦病毒传播率和患病率,因为其为病毒颗粒提供了适宜的生存环境,也为宿主提供了理想的栖息地。植被茂密的地区全年为小型哺乳动物提供庇护和觅食资源,支持较高的种群密度,有利于病毒传播。此外,栖息地的湿度和与水涝土壤的接近程度也与汉坦病毒的患病率相关 。
- 气候对汉坦病毒患病率的影响:在欧洲大陆,温度和降水对宿主种群中汉坦病毒患病率的影响存在差异。一些研究表明冬季温度与病毒患病率呈正相关,可能是因为这改善了小型哺乳动物的健康状况和植被生长,增强了水平传播;而另一些研究则认为较低的温度会增加病毒颗粒的存活时间,导致患病率升高。在北方欧洲,冬季温度和降雪覆盖情况会影响汉坦病毒的传播,降水对患病率的影响也不一致 。
结论
人类越来越多地暴露于啮齿动物传播的人畜共患病中,汉坦病毒在欧洲宿主物种中的流行受多种生态因素影响。了解这些因素对于揭示病毒传播动态和波动、降低人类感染风险具有重要的公共卫生意义。
宿主的人口统计学模式和环境因素是汉坦病毒流行的关键驱动因素。监测树木种子丰收年份(mast years)可能有助于预测汉坦病毒在宿主种群中的波动,因为食物丰度直接影响小型哺乳动物的冬季生存,并与春季较高的病毒患病率相关。随着气候变化导致种子丰收年份更加频繁、冬季更加温和,以及物种丰富度下降,预计汉坦病毒在欧洲的分布和流行率将增加。
未来需要进一步研究气候和栖息地因素,因为以往的研究结果存在冲突。此外,保护小型哺乳动物的生物多样性和维持自然的捕食者 - 猎物动态,有助于通过减少种内相互作用和促进对感染个体的选择性捕食来减轻感染高峰。
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