Lani poleti se je doktor Kevin Olival pridružil skupini indonezijskih lovcev, ko so se podali globoko v mangrove gozdove otoka Južni Sulavesi. Lovci so iskali korenine netopirje, v glavnem sadne netopirje in leteče lisice - zanje donosna nagrada, ki jo lahko pošljejo v vasi na severu kot del trgovine z grmovjem. Za Olival so bili netopirji drugačne nagrade.
Sorodne vsebine
- Ali lahko reševanje živali prepreči naslednjo smrtonosno pandemijo?
- Lovci na viruse preizkušajo netopirje, kamele, koze in mačke, da bi našli izvor smrtonosne bolezni
Olival je lovec na viruse. Ekolog in evolucijski biolog je več kot 15 let brskal po svetu za vzorci živali, ki sestavljajo nekatere od najstrašnejših neodkritih virusov kot del globalne neprofitne zveze EcoHealth. Njegov cilj: najti naslednji neodkrit virus pri živalih, ki ima sposobnost skoka na človeka in povzroči naslednjo morilsko pandemijo.
S svojo ekipo sta dva tedna v Indoneziji, kjer obrišeta iztrebke, urin in slino in odvzamejo vzorce krvi iz netopirjev; zamrzovanje jih v tekočem dušiku; in jih odposlali v indonezijski laboratorij na testiranje. Zavezništvo EcoHealth sodeluje z širšim sodelovanjem, znanim kot USAID PREDICT, globalnim projektom v vrednosti 200 milijonov dolarjev, namenjenim odkrivanju, preprečevanju in nadzorovanju nalezljivih nastajajočih bolezni, preden postanejo celovite pandemije.
Ideja je dokaj preprosta. Če lahko znanstveniki prepoznajo kraje, kjer virusi najverjetneje skačejo z živali na ljudi, potem lahko ljudi opozorijo, jih prisilijo, da spremenijo vsa vedenja, ki povečujejo tveganje, in vsebujejo kakršno koli nastajajočo okužbo. Težava je v identifikaciji. Zato Olival in drugi poskušajo zgraditi sistem zgodnjega opozarjanja - takšen, ki je še zelo v povojih.
"Poskušamo izboljšati kristalno kroglico, ki je zelo mutna, " pravi Jonna Mazet, globalna direktorica podjetja PREDICT in profesorica epidemiologije na kalifornijski univerzi v Davisu. Vprašanje je: ali je usmerjanje živalskih vektorjev najboljši način za dosego tega cilja?
.....
V visečih netopirjih na območju Tana Toraja na indonezijskem otoku Sulavesi. (Glen Allison / Alamy) Zoonotski virusi - tisti, ki skačejo z živali na ljudi ali obratno - so povzročili nekatere najbolj uničujoče pandemije na svetu. Od približno 400 nastajajočih nalezljivih bolezni, ki so jih odkrili od leta 1940, jih ima več kot 60 odstotkov živalskega izvora. Bubonska kuga je nastala v mestnih podganah. HIV / AIDS se je pri opicah začel kot virus. Ebola je našla dom v netopirjih, preden je skočila na ljudi, na območju Gvineje so znanstveniki že leta 2008 označili žarišče za virus. Španska pandemija gripe iz leta 1918, ki je povzročila nepredstavljivo število smrtnih žrtev približno 50 milijonov ljudi, je bila sledil pticam.
Kljub temu, da si je težko predstavljati, bi lahko bil prihodnji zoonotični izbruh še slabši. "Svet ni pripravljen, " po e-pošti pravi Dennis Carroll, direktor enote za varnost in razvoj zdravstvenega varstva pri USAID, "da ublaži vpliv nastajajoče grožnje ali prepreči njeno pojavljanje - pusti nas ranljive za njihove posledice." Te posledice lahko vključujejo milijone izgubljenih življenj in več milijard dolarjev gospodarskega uničenja.
Danes nekateri verjamejo, da se stopnja novih bolezni povečuje. Študije ugotavljajo, da lahko sodobni dejavniki, kot so podnebne spremembe, ekološka degradacija in pritiski prebivalstva, verjetneje skočijo z živali na človeka. "Moramo biti bolje obveščeni o prihodnjih grožnjah nalezljivih bolezni, preden se pojavijo, " piše Caroll, "da bomo lahko naše tehnološke protiukrepe in naše ukrepe za ublažitev bolje prilagodili specifičnostim grožnje pred njenim nastankom."
Medtem PREDICT in partnerji, kot je EcoHealth, začenjajo sestavljati najverjetnejše nevarnosti.
… ..
Olival sprosti netopir, potem ko je na Tajskem zbral vzorce za testiranje na viruse. (Copyright 2018 EcoHealth Alliance) Kraji, kot je Sulawesi, kjer je približno 500 ton netopirjev in končajo na severu, so pripravljeni, da postanejo epicentar naslednje pandemije. To množično gibanje mesa ne samo da ogroža ohranitev netopirjev - večja trgovina s netopirji je prispevala k zmanjšanju števila netopirjev po jugovzhodni Aziji, ampak ima tudi možnost, da okužbo v nobenem trenutku širi v druge dele države. Je močan primer, kako je globalizacija ustvarila pogoje, da se virus HIV / AIDS ali Zika sprosti.
"Lov na meso z grmi, prevoz živali, neposreden stik, " pravi Olival. "To je vmesnik z visokim tveganjem - natanko vrsta kraja, ki nas najbolj zanima pri projektu PREDICT."
Netopirji nosijo večji delež virusov, ki jih je treba še ugotoviti, tveganih za ljudi kot kateri koli drugi sesalci. To dejstvo je Olival očaralo od leta 2003, ko je nekaj let prej raziskal presečišče virusa in živali po izbruhu virusa Nipah v Maleziji. Njegove raziskave netopirjev so ga povezale z nekaterimi najbolj zastrašujočimi boleznimi tistega časa: ebola, SARS, Marburg, Hendra in verjetno MERS so morilski virusi, ki jih prenašajo ti sesalci v zraku.
Vzorci, ki jih je Olival zbral v Sulawesiju, so bili poslani v indonezijski laboratorij, kjer bi jih deloma uporabili za ustvarjanje lokalnih virov v upanju, da se odzovejo na nastajajoče viruse, ki se ne dajo. Medtem ko lokalni laboratoriji vse pogosteje analizirajo vzorce, s katerimi ustvarjajo boljši nadzor na terenu, je večina PREDICT-ovega dela na odkrivanju novih virusov in ustvarjanju globalne baze podatkov zaključena v laboratoriju Simona Anthonyja na šoli za javno zdravje Univerze Columbia.
Anthonyjeva ekipa letno pregleda in zaporedi več kot 5000 vzorcev krvi in tkiva. Številne so živali iz žarišč na svetu, kjer ljudje in živali, ki prenašajo viruse, pogosto pridejo v nevarno tesen stik. V nekem trenutku je bil zaslužen, da je odkril 150 virusov; Stephen S. Morse, nekdanji direktor PREDICT-a in profesor epidemiologije na univerzi Columbia, pravi, da je Anthony odkril več novih virusov kot kdo drug.
"Končni cilj je poskusiti in biti bolje pripravljen, najprej poskusiti in preprečiti, da bi se virusi razširili (v ljudi), " pravi Anthony. "To je zelo zapletena in večplastna perspektiva. Želimo si zamisliti, katere so potencialno nevarne in katere ne ... Dobesedno smo na začetku tega."
Ko je začel delati leta 2008, je Anthonyjeva ekipa na začetku vsakega srečanja napovedala novo število virusov. Ko so njihova odkritja postajala pogostejša, so morali zaradi praktičnosti opustiti obred. Skupina PREDICT je po vsem svetu našla več kot 1000 novih virusov v 20 državah.
Anthony preživi večino svojega časa in se zagleda v računalniški zaslon, zaporedoma genetski kod virusa. Nato ga vključi v odprtokodno bazo podatkov. Če koda, ki jo je odkril, ni prepoznana, ve, da je odkril nov virus. "Vaša nagrada je gledanje teh rezultatov v tistih dneh in veste, da ste prva oseba na svetu, ki je nekaj odkrila, " doda. "To je tisto, kar je super pri takšnem delu."
Toda trenutno, pravi, ni mogoče iz zaporedja razbrati, ali lahko novoodkriti virus okuži in uspeva v človeških celicah. Za to je potreben niz fizičnih poskusov v laboratoriju.
Začetna petletna študija PREDICT je preučila, kako najbolje zbirati podatke o virusih. V drugi petletni fazi, ki se financira še dve leti, c se je začelo ugotavljati območja z visokim tveganjem, kot je Sulavezi, in ali so ljudje v teh krajih okuženi z virusi. Od leta 2014 so ekipe PREDICT vzorčile več kot 26.000 živali in 1.700 ljudi v 26 državah, večinoma v Afriki in Aziji.
Global Health Program Smithsonian je vodilni preiskovalec, ki testira živali in ljudi v Keniji in Mjanmaru, ki so jih PREDICT dodali pred tremi leti. Do zdaj poudarek ni bil le na vzorčenju, temveč na usposabljanju lokalnih partnerjev laboratorija in oblikovanju komunikacijske strategije za hitro širjenje informacij o tveganjih, pravi Suzan Murray, zdravnica iz veterinarstva za divjad Smithsa in direktor programa.
"Naš cilj, " pravi, "je, da se izučimo iz službe."
… ..
Toplejše barve poudarjajo območja, za katera se pričakuje, da bodo najbolj pomembna za odkrivanje novih zoonotskih virusov. a: Vsi divji sesalci b: mesojedi c: kopitarji z enim prstom. d: Netopirji: Primati f: Glodalci ((Olival et al / Narava)) PREDICT ni prvi projekt zaznavanja virusa. Leta 1915 je fundacija Rockefeller financirala lov na viruse v državah v razvoju, ki so si prizadevale za raziskovanje in izkoreninjenje rumene mrzlice. Med svojimi raziskavami so našli številne nove viruse - med njimi virus Zika v Ugandi leta 1947, šest desetletij, preden je skočil na ljudi. Toda PREDICT je največji lov na viruse, ki poteka danes.
To je tudi dokaz koncepta za nekaj še bolj ambicioznega: Global Virome Project. Namen predlaganega projekta, ki še ni financiran, je preprečiti pandemične grožnje z identifikacijo in zaporedjem skoraj pol milijona virusov, ki se lahko razlijejo v človeka.
Ideja je nastala na sestanku, ki se ga je Mazet udeležil avgusta lani v konferenčnem centru Bellagio Rockefellerjeve fundacije. Mazet na srečanju pravi, da je bila šokirana, koliko navdušenja so pokazali voditelji Svetovne zdravstvene organizacije, da so se lotili tako ambicioznega in dragega projekta. "Nekateri veliki voditelji misli so rekli, da ne moremo storiti ničesar pomembnejšega (zaščititi človeška življenja), " doda. "To in podnebne spremembe. To so največje grožnje za našo družbo in s tem se moramo spoprijeti."
Ali bo prišlo do financiranja desetletnega projekta, ni jasno. Stroški so bili ocenjeni na 3, 4 milijarde dolarjev, vendar zagovorniki, kot je Mazet, trdijo, da bi se večkrat plačali, če bi ustavili celo eno pandemijo.
Medtem PREDICT začenja sestaviti sestavljeno sliko, kje iskati nastajajoče se viruse. "Imamo ta mozaik različnih študij z vsega sveta, " pravi Mazet. "Naša ekipa in drugi so naredili odlično delo, da so iz tega mozaika naredili čudovito sliko, vendar je to še vedno le mozaik te nenavadne dejavnosti."
En primer je raziskava, ki sta jo Olival in njegovi sodelavci v podjetju EcoHealth objavila lani, ki je vsebovala podrobne zemljevide, v katerih so poudarjena območja za še neodkrite viruse, ki bi se lahko pojavili pri ljudeh. Zemljevidi so ekstrapolacije, ustvarjene z računalniškim modeliranjem, tako da nimajo visoke stopnje zrnatosti, ugotavlja, vendar dajejo prednost svetovnim regijam in vrstam ekosistemov, ki so ogroženi, kraje, ki si jih je treba ogledati.
"Sveti gral pri preprečevanju pandemije je razumevanje, kje bo verjetno izviral naslednji zoonotski virus in katere vrste, " pravi Olival. »Naša študija ponuja prvi doslej napovedni zemljevid, kje lahko te neodkrite zoonoze najdemo po vsem svetu. Te informacije so ključne za prednostni nadzor, da se ugotovi in ustavi naslednja pandemija. "
Zemljevidi razkrivajo vroče točke netopirjev v Južni in Srednji Ameriki ter delih Azije ter za primate v tropski Srednji Ameriki, Afriki in Jugovzhodni Aziji. Največji potencial za prihodnje izbruhe virusov izvirajo iz netopirjev v severni Južni Ameriki, mesojedi v vzhodni Afriki, primatov v tropski Srednji Ameriki, Afriki in jugovzhodni Aziji ter kopitnih sesalcev (govedo, ovce, kamele, jeleni) v vzhodni in osrednji Afriki.
Končno je cilj biti pred pandemijo - ne pa jo preganjati - zgodaj vedeti, kateri virusi so tam in sodelovati z lokalnimi skupnostmi, da bi jim pomagali razumeti tveganja. "To znanje v skupnosti ljudem omogoča različne odločitve, " pravi Mazet. "To je tisto, kar si želimo z virusi. Imamo ga za vožnjo avtomobilov. Imamo ga za večino bakterijskih težav. Toda o virusih skoraj ničesar ne vemo. Iskreno gledano, kaj povzroča epidemije in pandemije."
… ..
Kot primer, kako spreminjajoče vedenje lahko drastično zmanjša tveganje, Olival in Mazet navajata Bangladeš. Do nedavnega je država trpela zaradi rednih izbruhov smrtonosnega virusa Nipah, ki je od leta 2001 ubil kar 50 ljudi na leto. Leta 2016 ni bilo prijavljenih izbruhov bolezni.
Za to povračilo so vladni uslužbenci zaslužili izobraževalno akcijo. Olival pripisuje faktor gnusa.
Ko je odpotoval v državo, je ugotovil, da domačini pijejo surov palmov sok, nabran z dreves, kjer netopirji rogovijo. Netopirji, ki jih privlači sok, so ga pogosto onesnažili z urinom ali slinom. Z nameščanjem infrardečih kamer za zaznavanje gibanja na drevesih so raziskovalci pokazali netopirje, ki ližejo sok in urinirajo z dreves. Nato so prebivalce pozvali, naj lončke prekrijejo z bambusovo suknjo in skuhajo sok.
Poleg tega je analiza teh netopirjev pokazala, da so prenesli več kot 50 na novo odkritih virusov, pravi Olival. "Ta nizkotehnološka rešitev ne le da lahko prepreči nastanek Nipah, ampak tudi prepreči, da bi 50 drugih virusov skočilo v ljudi, " pravi. "Za izdelavo cepiv v primerjavi z nekaj dolarji za bambusovo krilo bi stalo ogromno denarja."
Ko Anthony pogleda na nastanek Nipe, vidi drugo vprašanje, ki bi ga moral raziskati. Raziskovalci so odkrili druge viruse, povezane z Nipah, ugotavlja, vendar nobeden od njih ni okužil ljudi. "Zakaj se je Nipah razlil in ne drugi virusi? Kaj je posebnega pri Nipi, če ti drugi virusi ne omogočajo, da se je Nipah pojavil kot človeški patogen?", Se sprašuje, "odgovora še ne poznamo, toda ti so vprašanja, za katera se lahko upamo, da se bomo spoprijeli. "
… ..
Vsi ne mislijo, da je odkrivanje virusov in njihovih žarišč najboljši način za preprečevanje pandemije. Doktor Robert B. Tesh, virolog z medicinske veje na Teksaški univerzi, pravi, da zoonotskih virusov ne razumemo dovolj, da bi lahko ustvarili napovedne modele. "Veliko stvari, ki jih proizvajajo, je hype, " pravi in navaja PREDICT-ovo delo. "To je bolj PR kot znanost."
Teš ne misli, da lahko napoveduješ naslednji izid iz dveh glavnih razlogov. Prvič, virusi, kot sta Zika in Zahodni Nil, pravzaprav niso novi; prepeljali so jih na nova območja in nato prelili. "Mislim, da tega nihče ne bi mogel predvideti, " pravi.
Drugič, mnogi od teh so virusi, ki se hitro mutirajo. Nobena količina odkritja se ne more pripraviti na to. "Nekateri izumrejo in ne gredo nikamor, " ugotavlja Teš. "Drugi se prilagodijo novim gostiteljem in nadaljujejo."
Opozarja na nedavno raziskavo o virusu zahodnega Nila, ki jo prenašajo komarji. Študija je predstavila številne dejavnike, ki se ukvarjajo s tem, ali in kje se bo pojavil izbruh, vključno z rabo zemljišč, podnebjem, genotipom komarjev in mikrobiomi teh komarjev. "Glede na te spremenljivke in kako malo jih v resnici razumemo, ljudje, ki trdijo, da lahko napovedujejo, kaj se bo zgodilo ..., zavajajo sebe in finančno agencijo, " pravi.
Teš verjame, da je človeški nadzor v mnogih primerih - tako kot pri SARS in MERS, ki se pojavljajo pri ljudeh in zunaj njih, preden jih opazijo. Na primer, ameriški centri za nadzor bolezni (CDC) že dolgo uporabljajo projekt nadzora v šestih bolnišnicah v Ugandi. Ko pride otrok z nepojasnjeno vročino, mu zdravniki odvzamejo kri. Vzorec preizkušajo na bakterijske vzroke, pa tudi na viruse, in lokalno ustvarijo sistem zgodnjega opozarjanja.
Dr. Ron Rosenberg, izredni direktor za znanost v CDC-jevem oddelku za prenašalce bolezni, ni želel posebej komentirati projektov, kot je PREDICT. Toda tako kot Teš je tudi on dejal, da verjame, da se je treba osredotočiti na prepoznavanje virusov pri ljudeh.
"Na splošno mislim, da so najboljši menedžeri za odkrivanje novih virusov ljudje, ne živali, " pravi Rosenberg, ki ureja revijo CDC Emerging Infective Diseases. "Razlog, da trdim, da v resnici nimamo načina, kako napovedati, ali bo virus, ki ga najdemo pri živali, okužil človeka. Čarobnega krogla ni. Nobenega skrivnega ključa ni. genom in pravijo, da ima ta gen in je en nukleotid proč od okužbe ljudi. "
To PREDICT in drugim skupinam ne preprečuje poskusov. Za njih je ključ do odstranjevanja virusov, ki skačejo po popkih, osnovna osnova za to, kar je tam zunaj. Mazet primerja razmere z zgodnjimi napovedovalci vremena, ki so imeli desetletja čiste podatke za svoje modele. Uradniki v javnem zdravstvu, ki želijo preprečiti naslednjo pandemijo, pravijo, da v primerjavi z njimi slepijo.
"Največji izziv za PREDICT trenutno 100-odstoten je pomanjkanje informacij, " pravi. "Potrebujemo tisto stoletje podatkov (tako kot vremenoslovci) in nimamo časa. Lahko bi izgubili kulture in družbe, če čakamo 100 let, da jih zbiramo."
