研究人员发现疾病传播中隐秘的​​联系如何影响流行病

从野生动物到人类的疾病一再蔓延，造成当地的全球流行病，如艾滋病毒/艾滋病，埃博拉病毒，非典型肺炎和尼帕病毒。研究人员对蝙蝠疾病传播进行的一项新研究对于理解可能在物种之间传播疾病并导致大规模爆发的隐藏或“隐秘”联系具有广泛的意义。

弗吉尼亚理工大学的研究人员Joseph Hoyt和Kate Langwig通过用紫外线照射的荧光粉对蝙蝠进行除尘，能够追踪被白鼻综合症摧毁的蝙蝠物种的疾病传播动态，这种致命的真菌疾病已经死亡自2006年以来，北美有670万只蝙蝠。

他们的研究结果最近发表在Nature杂志上。

“这些结果发现并量化了物种内部和物种之间的联系，这是我们以前从未了解过的，”第一作者约瑟夫·霍伊特说道，他作为加州大学圣克鲁兹分校的研究生领导了这项研究，并在弗吉尼亚理工大学完成了作为研究科学家的分析。在理学院生物科学系。

“我们一直看到爆发性的流行病，整个蝙蝠种群会在一两个月内感染白鼻综合症，对于这种情况的发生是一个谜。我们现在能够更准确地解释和追踪传播白鼻综合症，我们的研究对预测其他流行病具有重要意义，“霍伊特说。

当我们考虑可能患病的人时，我们倾向于想到我们的社会群体：家庭，朋友和同事。但是，我们忘记了与DMV的员工，咖啡店的咖啡师或公共交通的共享空域的短暂互动。人们意识到这些相互作用，但不知道它们对流行病的传播有多重要。过去，这些类型的隐藏交互很难理解，因为它们难以量化。

该研究的第二作者，弗吉尼亚理工大学生物科学系助理教授凯特朗维格说，这项研究表明，个体之间不经常和间接的联系，也称为“神秘”联系，在传播中起着更大的作用。疾病比以前了解的多。

“隐秘联系本质上是我们通常无法估计或观察到的个体之间的途径或联系。过去，研究人员基本上忽略了它们，但这项研究量化了它们的重要性。我们的研究创建了社会群体的综合模型连接和神秘的联系，“Langwig说，他是全球变化中心的附属教员，是Fralin生命科学研究所的一个部门。

共同作者，加州大学圣克鲁兹分校生态学和进化生物学副教授A. Marm Kilpatrick指出，当病原体从野生动物传播到人类时，溢出事件往往是通过这些神秘的连接发生的。“当我们调查埃博拉或SARS等疾病的爆发时，我们通常不会意识到它们的重要性，”他说。

“我们的研究具有令人信服的意义，使研究人员能够跟踪野生生物中看似随机或间接的连接，这可能会蔓延到人群中，”Langwig说。

本研究中使用的荧光粉尘在揭示蝙蝠之间的神秘连接方面非常有效。研究人员在中西部上游的八个冬眠地点(主要是废弃的矿井隧道)进行了这项研究。每个站点都有多达四种使用它的蝙蝠。在研究开始时，导致白鼻综合征的病原体尚未到达这些人群。

研究人员首先对这些蝙蝠进行了调查，并描述了他们的社交网络，测量了在群体中一起休眠的蝙蝠之间的直接身体接触，以及蝙蝠在群体之间移动的额外联系。然后，他们在初冬时将荧光粉施加到几只蝙蝠上，每只蝙蝠使用不同的颜色。在冬末，研究人员回过头来看看每种颜色的荧光粉尘最终到底在哪里。

“我们为每个人群中的每一只蝙蝠积累了大量数据。我们对蝙蝠的社交群体进行了描述，并使用荧光粉来跟踪他们的动作和接触，”Langwig说。

研究人员发现，“尘埃的扩散反映了真菌病原体如何传播，所以我们可以看到蝙蝠是否在环境中的某处沉积灰尘而另一只蝙蝠穿过并捡起它。它还揭示了我们不会发现的不常见的直接接触通常观察，“霍伊特说。

在进行荧光粉尘研究后，导致白鼻综合症的真菌病原体到达该地区，研究人员还追踪了它在每个部位的传播情况。他们发现，尘埃研究中揭示的所有联系的总和比使用冬眠社会群体更好地解释了疾病的实际传播动态。

“通过包含那些神秘的连接，我们能够更好地解释病原体的实际入侵，它们对于解释物种之间的传播比在物种内传播更为重要，”Hoyt说。

白鼻综合症的一个令人费解的特征是它能够在冬季通过蝙蝠群体传播，当时动物在99.5%的时间休眠。他们每两到三周就会非常短暂地从冬眠中醒来。然而尘埃研究显示，它们移动的距离足够多，可以在冬眠组中观察到更多的连接。

最引人注目的是一种物种的隐秘联系，这种物种是北方长耳蝙蝠，它自己栖息，而不是成群结队。虽然经典理论可以预测这种孤独物种的低感染率，但它却受到白鼻综合征的严重打击。

“当我们在北方长耳蝙蝠上放置荧光粉时，它会出现在我们从未见过它们与之相互作用的其他物种上。我们永远不会预测到感染可以通过那条路传播，”Hoyt说。

研究人员发现，不同的单独物种，三色蝙蝠，感染率较低，与其他蝙蝠隐蔽连接的证据较少，但确实将灰尘转移到栖息地的表面。“我们发现三色蝙蝠的空间隔离程度要高得多。并不是它不会刺激和爬行，它只是在与其他蝙蝠重叠较少的范围内这样做 - 它似乎更具领土性。利用空间，“霍伊特说。

不幸的是，对于蝙蝠来说，导致白鼻综合症的真菌病原体的孢子会留在环境中并且保持传染性多年。一旦洞穴的墙壁和天花板被孢子污染，使用该地点进行冬眠的蝙蝠将年复一年地受到感染。

白鼻综合症被认为是近代最严重的野生动物疾病之一，已经在北美杀死了数百万只蝙蝠。

但是，白鼻综合症似乎不会对人类健康构成威胁。它是由真菌Pseudogymnoascus destructans引起的，它在低温下生长最佳。美国地质调查局说：“自从首次观察到白鼻综合症以来，已有数千人访问了受影响的洞穴和地雷，并且没有报告可归因于白鼻综合症的人类疾病。我们仍在了解这种疾病，但是我们知道接触受白鼻影响的蝙蝠对人类没有任何风险。“