新型冠状病毒感染伴侣动物的概况

谢 礼，张 婧，安 微，杨 苗，郑 晶，严玉宝，陈世界 ，陈瑛琪，郑 巧，林 华

(1.成都海关技术中心，四川 成都 610041 ； 2. 中华人民共和国成都海关，四川 成都 610041)

由严重急性呼吸系统综合症冠状病毒2型(Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)引起的新型冠状病毒病(Coronavirus disease 2019,COVID-19)对全人类的健康造成了严重威胁。除人类以外，动物感染SARS-CoV-2的情况也不断被发现，包括与人类活动密切相关的犬、猫等伴侣动物[1-3]。本文结合该领域的最新研究和报道，以犬、猫为重点，概括了伴侣动物感染SARS-CoV-2的情况和机制，以便为下一步研究提供一些思路。

1 犬的感染状况

宠物犬最早被证实感染SARS-CoV-2是在2020年2月，香港渔农自然护理署报道了相关情况[4]。来自COVID-19确诊病例家庭的15只犬中有2只感染了SARS-CoV-2。其中1只是17岁的绝育雄性博美犬，从它的鼻腔拭子中检测到了SARS-CoV-2核酸；另1只是2.5岁的雄性德国牧羊犬，被2次检出SARS-CoV-2核酸，并从其鼻腔和口腔拭子中分离到病毒。从这2只犬获得的病毒基因序列与其各自相关的人类病例中得到的病毒基因序列相同，证实了犬能够感染SARS-CoV-2，但是这2只犬在隔离期间均没有表现出明显症状[1]。之后，宠物犬感染SARS-CoV-2的情况被陆续报道，且病例都与接触COVID-19人类患者有关[5-7]。另外，犬血清中也检测到了SARS-CoV-2抗体：在意大利疫情暴发期间，451只犬中有15只(3.3%)犬的血清检测到了SARS-CoV-2中和抗体[8]；克罗地亚的一项调查显示，172只犬中有13只(7.6%)血清ELISA检测呈阳性[9]；在美国，通过病毒中和试验发现，59只犬中有11.9%的犬血清呈SARS-CoV-2中和抗体阳性[10]。然而，这些抗体检测呈阳性的动物在采样时都没有出现呼吸道症状。从以上报道可以看到，犬接触过COVID-19人类患者后会受到SARS-CoV-2攻击，病毒能够在犬体内增殖，但是几乎不导致临床症状。

2 猫的感染状况

猫感染SARS-CoV-2几乎与犬感染SARS-CoV-2同时被报道。2020年3月18日，比利时列日大学兽医学院在1只出现消化道和呼吸道症状的猫的粪便和呕吐物中检测到了SARS-CoV-2核酸，猫主人曾于1周前确诊COVID-19[11]。此后，全球范围内陆续出现猫感染SARS-CoV-2的报道，一些报道中被感染的猫有呼吸道症状[12]，而另一些报道中被感染的猫并没有明显的临床症状[13]。除核酸检测外，有研究采用血清学方法调查了武汉COVID-19暴发期间猫产生SARS-CoV-2抗体的情况，结果显示，102份猫血清中有15份(14.7%)基于SARS-CoV-2刺突蛋白受体结合域(Receptor-binding domain,RBD)的抗体检测呈阳性，且有11份(10.8%)具有中和抗体[14]。还有研究发现，在COVID-19大流行期间，宠物猫血清中基于SARS-CoV-2 N蛋白和SARS-CoV-2 RBD的特异性抗体阳性率分别为8%和3%，相比之下，同时期宠物犬中只检测到针对SARS-CoV-2 N蛋白的抗体，且抗体阳性率仅为1%[15]。从这些报道来看，在自然状态下人类可以将SARS-CoV-2传播给猫和犬，猫比犬易感，且更容易产生抗体和出现临床症状，有的猫感染SARS-CoV-2后甚至能够排出病毒[11]。但是目前还没有明确证据表明猫能将SARS-CoV-2直接传播给人类。

3 犬猫的易感性

3.1 SARS-CoV-2入侵机体机制 在研究SARS-CoV-2感染机制的过程中科学家们发现，SARS-CoV-2的基因序列在自然界中与蝙蝠冠状病毒RaTG13最为接近[16-18]，其感染机制与同为β冠状病毒属的SARS-CoV类似[19]。SARS-CoV-2刺突蛋白RBD通过识别血管紧张素转化酶2(Angiotensin converting enzyme-2,ACE2)受体并与之结合，从而介导病毒进入细胞内[20-21]，许多动物包括灵长类、兔、马、穿山甲、大多数食肉动物(犬、猫、狐狸)及大多数偶蹄动物(猪、骆驼、牛、山羊和绵羊)的ACE2都可以与SARS-CoV-2 刺突蛋白RBD相结合[22]。犬ACE2与SARS-CoV-2 刺突蛋白复合物(RBD/dACE2)和人类的复合物(RBD/hACE2)结构非常相似，但是由于dACE2与hACE2存在差异，其初级序列同源性为83.88%，这2种复合物的相互作用界面也因此有所不同：RBD/dACE2 作用界面中的接触原子、残基、氢键的数量略少于RBD/hACE2，从而造成dACE2对RBD的亲和力比hACE2低6.65倍[23]。可能因此导致了犬对SARS-CoV-2的易感性比人类低。有学者通过全原子分子动力学模拟，研究了SARS-CoV-2 RBD与人类、犬、猫ACE2的蛋白结合能量、蛋白之间的动态相关性、ACE2残基变化对其与RBD亲和力的影响，结果表明人类ACE2与RBD的结合作用最强，猫次之，犬最弱[24]。由于ACE2蛋白序列在物种之间存在差异，因此SARS-CoV-2刺突蛋白结合不同物种ACE2的能力差异可能决定了不同物种对SARS-CoV-2的易感性。另外研究者还发现，自然发生的复合物作用界面残基突变可显著改变ACE2对RBD的亲和力，特别是N501Y残基突变，可能成为SARS-CoV-2适应各类物种并获得更广泛宿主的途径之一[23]。

3.2 SARS-CoV-2感染犬猫研究 关于犬感染SARS-CoV-2的研究表明，犬对SARS-CoV-2的易感性较差，鼻内接种病毒后，犬没有临床症状，不会传播病毒，除直肠拭子外其他器官或组织均未检测到病毒核酸[3]。猫感染SARS-CoV-2的动物模型则有更多发现：在7只亚成年家猫(6～9月龄)鼻内接种105PFU人源SARS-CoV-2病毒分离株CTan-H，感染不同时间段后将其安乐死，从猫的软腭、扁桃体、气管、肺、小肠等组织中检测到了病毒核酸，同时在粪便样品中也检测到了病毒核酸；为了监测呼吸道飞沫传播，每只接种了病毒的猫的旁边笼子里都放了1只未接种病毒的猫，第3天在后者的粪便里检测出了病毒核酸，该研究结果表明，SARS-CoV-2可以在猫身上有效复制，同时还揭示了病毒可以通过空气途径在猫之间传播[3]。猫在接种SARS-CoV-2后，呼吸道呈现不同程度的水肿、变色、充血和肺不张等病理变化，组织学上的病变仅限于上、下呼吸道(喉、气管、肺的主支气管、叶支气管和节段支气管)，病理表现为多灶性淋巴细胞和中性粒细胞性气管-支气管炎[25]。另外，猫感染SARS-CoV-2后能产生强大的中和抗体，可以防止二次感染[26]。这些试验中的猫都没有表现出明显的临床症状，但是部分组织出现了病理变化，进一步证实了猫容易受到SARS-CoV-2的感染。值得关注的是，除犬猫外，水貂感染SARS-CoV-2的情况似乎更为严重[27]。

4 流行病学意义

SARS-CoV-2作为冠状病毒属的一员，具有RNA病毒的很多特性：突变率高，产生新毒株快，能够适应广泛宿主等。目前看来，伴侣动物会感染SARS-CoV-2，且在试验条件下猫感染后能传染给其他个体，犬的易感性相对较弱，但世界动物卫生组织(World Organisation for Animal Health,OIE)已经将犬对SARS-CoV-2的易感性上调至高度易感(与猫一致)[28]。尽管这样，SARS-CoV-2在伴侣动物中的传播并没有像在人际间那样持续扩散，并且病毒在动物之间的连续传代可能会被自然减弱。虽然至今没有明确证据表明SARS-CoV-2可以从伴侣动物传染至人类，但最近有病例报告发现泰国1名兽医在接触COVID-19患者的猫后被诊断感染SARS-CoV-2，疑似SARS-CoV-2通过宠物主人传播给猫再传播给兽医[29]，另外还有报道介绍了水貂从人类感染SARS-CoV-2后可以再传播回人类的情况[30]。伴侣动物因与人类活动联系紧密，是人兽共患病交叉传播的一个风险因素。2016年，纽约市一间动物收容所暴发了H7N2亚型流感病毒，猫将流感病毒传给了人，导致人兽共患流行病的传播[31]。现今，伴侣动物在SARS-CoV-2传播链中是否具有流行病学作用，相关调查或研究一直在进行。有的调查认为，尽管在试验条件下，特别是在以幼猫作为动物模型的研究中揭示了其对SARS-CoV-2的易感性，但在自然状态下，伴侣犬和猫在与COVID-19人类感染者亲密接触后，其感染率为零或非常低[32]。德国学者对不同时间段的2波较大疫情进行比较，发现家猫血清抗体阳性率与人类感染率的变化趋势一致，病毒从受感染的主人到宠物的传播虽持续发生，但这种跨物种传播的概率并没有出现上升的趋势[33]。虽然伴侣动物在自然状态下感染SARS-CoV-2的案例被不断报道，但以它们在全世界的总量来看，这个感染率其实非常低，它们参与SARS-CoV-2大流行的程度也非常低，因此没有必要过度担忧伴侣动物会加剧SARS-CoV-2的传播和流行。

5 展望

近年来，新发和再发传染病疫情在全世界频繁出现，一些病毒能感染多种宿主，在宿主体内增殖并传播至其他个体，甚至出现跨物种屏障传播。在“同一个世界，同一个健康”理念下，人类健康和动物健康是紧密相联的，因此在保障人类健康的规划和方案中必须考虑到保障动物的健康。在这次COVID-19疫情中，是否有必要建立一个有效和健全的健康监测体系，以跟踪病毒在人类与伴侣动物之间的流行和传播，及时发现病毒回流到人类的可能性，值得被探讨。必须注意的是，无论伴侣动物在疫情发展中的参与程度如何，它们应有的动物福利不应该被降低甚至被剥夺，善待生命是人与动物和谐共存的核心共识。