物理科技生物学-PHYICA

椿早妃研究生态学如何防止另一场流行病

生物 2022-01-17 00:03:07

作者:佐治亚大学利·毕森 从左到右:乔伊·克里斯托弗、佩吉·米勒、约翰·德雷克、埃里克·马蒂是UGA传染病生态学中心的疾病侦探

他们正在探索生态学研究有助于防止下一次大流行的方法

信用:安德鲁·戴维斯·塔克/UGA 当你听到“生态学”这个词时,你可能不会马上将对生物体的研究以及它们与周围环境的关系与传染病联系起来

但是约翰·德雷克认为也许你应该

德雷克是佐治亚大学生态学的杰出研究教授,他是传染病生态学中心(CEID)的负责人,该中心是奥德姆生态学院的一个研究中心,聚集了来自全国各地的80多名科学家、本科生和研究生以及合作者,他们有一个最终的长期目标:了解宿主和寄生虫在野外是如何相互作用的

预测疾病爆发是这项工作的一个重要应用

随着致力于研究世界上最紧迫的疾病爆发和完善技术来绘制疾病爆发的起点并预测它们将在哪里传播的团体的出现,该中心的研究人员越来越接近了

危险的互动 不可否认,人类既影响他们生活的环境,也影响与他们共享这些环境的动物

生态学领域聚焦于这些相互作用以及它们引起的连锁反应

疾病生态学通过致病因子的视角来观察这些相互作用——病毒、细菌或其他寄生虫如何由于距离的增加而从一个物种“溢出”到另一个物种,以及动物疾病如何传染给人类,反之亦然

事实上,早在2008年,奥德姆·迪恩·约翰·吉特曼和他的研究小组共同撰写了一篇论文,表明自1940年以来,超过62%的人类新发传染病源于动物

但是,不仅仅是人在经历人类和野生动物之间互动增加的后果

“我经常想到的一个例子是狂犬病和其他野生犬类疾病(在世界各地发现的类似狗的动物),”帕特里克·斯蒂芬斯说,他是奥德姆生态学院的助理研究科学家

“在某些情况下,特别是在非洲,物种濒临灭绝的主要原因之一是它们不断从家养的狗身上感染狂犬病和犬瘟热病毒等疾病

" 家犬和野狗之间的这种相互作用正在一些地区造成严重的减少,并在其他地方消灭了整个种群

斯蒂芬斯说:“疾病从一种生物跳到另一种生物的问题——从野生动物跳到家养动物,从野生动物跳到人类,从人类跳到野生动物——作为一名生态学家进行研究很有趣,但这也是一个非常严重的问题,会产生一些重要的现实后果。”

" 斯蒂芬斯是该中心溢出工作组的主席,该工作组专注于疾病如何从一个物种传播到另一个物种

溢出小组是总统跨学科种子基金项目的一部分,旨在促进跨校园合作应对现实世界的挑战,该小组使用大数据来评估过去的疾病爆发,查看疾病来自哪里,如何传播,以及加剧这些爆发的情况

该小组还利用这些知识来构建不同疾病的风险地图,显示未来疫情可能发生的地点和条件

但是研究人员的目光真正投向了未来

“我们希望能够更快地控制疫情,就像我们正在经历的冠状病毒爆发一样

我们希望看到这些事情变得更加清晰

" 应对大流行 一场全球性的流行病可能震惊了世界,但传染病专家却没有

德雷克说:“COVID没有什么令人惊讶的。”

“几十年来,我们一直预计会有一场呼吸道感染大流行

所有这些关键特征——来自动物的溢出、人与人之间的传播、一种高传染性和高死亡率的急性呼吸道疾病——我们已经思考了很多年

这只是一个时间问题

" 唯一真正令人惊讶的是,不是流感,而是一种冠状病毒在全球传播

2020年1月,在疾病预防控制中心启动其紧急行动中心后不久,德雷克召集了一个冠状病毒工作组,这是一个明显的警告信号,表明该机构预见到了一场全国性危机

这个大约30人的小组包括从计算统计学到数据可视化的所有领域的专家

在病毒袭击佐治亚州之前,该组织已经推出了一个全面的新冠肺炎门户网站,跟踪全国和世界其他地区的病例和死亡人数,并模拟未来几周的情况

研究人员从大流行早期的媒体报道和政府公告中收集数据,开发模型并监测疾病如何在中国传播

但到3月份,情况已经升级

德雷克说:“从那时起,我们转向并开始尽一切努力实时提供可操作的信息。”

该门户网站为研究人员、政策制定者和任何有兴趣了解疾病传播情况以及在减少病例数量方面有何潜在影响的人提供资源

佩奇·米勒博士

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20岁,最近刚完成博士学位

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在德雷克的实验室里,开始研究疾病是如何传播的,分析新冠肺炎新出现的热点,比如游轮上和疗养院里的疫情

米勒说:“了解冠状病毒在这些非常特殊的环境中是如何传播的,对于了解什么样的干预措施能最有效地阻止它是很重要的。”

在肉类加工厂这样的地方有效的方法——比如尽可能保持距离和要求戴口罩——可以让人们了解在其他地方有效的方法

" 一旦各州开始重新开放,该团队再次改变方向,专注于疾控中心同事认为至关重要的更长期的问题,这是该中心今天在大流行继续肆虐时采取的方法

下一代疾病专家 冠状病毒不是第一种,也肯定不会是最后一种从动物宿主传染给人的疾病

事实上,根据疾病预防控制中心的数据,每五种已知传染病中就有三种起源于动物

在过去的几十年里,传染病一直在上升

全球气温上升使得携带这些疾病的动物能够找到新的家园

森林和其他自然栖息地的丧失迫使动物离开它们的传统家园,与人类更紧密地接触

博士后研究人员埃姆林·雷瑟尔茨亲眼目睹了气候变化的后果

她和水生蜗牛一起工作,研究生活在它们体内并能使它们不育的寄生虫

作为大自然的清洁者之一,蜗牛通过吃藻类和生物膜来保持水的清洁和健康

但是感染了这种寄生虫的蜗牛非常贪婪,有可能超过健康的蜗牛

一个地区只有被感染的蜗牛,种群会停滞和死亡

没有蜗牛,藻类和其他微生物就会繁殖,在生态系统中引发连锁反应

水质下降,影响淡水栖息地的植被

蜗牛也是鱼、海龟和小龙虾的食物来源,所以它们的消失会影响捕食者的数量

了解寄生虫是如何感染宿主蜗牛并繁殖的,对类似的人类寄生虫也有意义,比如导致血吸虫病的寄生虫,该病每年在发展中国家杀死数十万人

“全球化导致我们有更多的溢出事件,我们将有更多的传染病,因为我们与更多的野生动物互动,”研究人员说

“环境正在发生变化,但我认为该中心在培训下一批传染病专家方面做得很好,随着更多疾病的出现,我们将需要这些专家

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