Τι συμβαίνει όταν δίνουμε στα ζώα τις ασθένειές μας;

Όταν οι επιστήμονες σκέφτονται τη μετακίνηση των μικροβίων μεταξύ των ζωικών ειδών, εστιάζουμε γενικά σε συμβάντα «διαρροής»:όταν τα παθογόνα μετακινούνται από τα ζώα στους ανθρώπους. Αλλά η μετάδοση του παθογόνου δεν είναι μονόδρομος. Οι άνθρωποι φαίνεται να έχουν εισαγάγει τον SARS-CoV-2 - τον ιό που προκαλεί το COVID-19 - σε πληθυσμούς άγριων ελαφιών, βιζόν, αιχμάλωτων γορίλων, κατοικίδιων σκύλων και γατών και σε μια ποικιλία άλλων ειδών. Αυτή η μεταφορά μιας λοίμωξης από έναν άνθρωπο σε ένα ζώο αναφέρεται στην καθομιλουμένη ως «επιστροφή» οργανισμών. Τέτοιες μολύνσεις θα μπορούσαν να έχουν σημαντικές συνέπειες για τα άγρια ​​είδη και για τα δικά μας.

Ποιες ασθένειες μπορούμε να μεταδώσουμε στα ζώα;

Οι ιοί είναι ίσως τα καλύτερα μελετημένα παραδείγματα spillback. Για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια της πανδημίας της γρίπης των χοίρων το 2009, που προκλήθηκε από τον ιό H1N1, πολλά διαφορετικά είδη ζώων — συμπεριλαμβανομένων των χοίρων και των κουναβιών — μολύνθηκαν από τον άνθρωπο. (Πιθανότατα μεταδώσαμε επίσης τη γρίπη στους χοίρους κατά τη διάρκεια της πανδημίας γρίπης του 1918, η οποία επίσης προκλήθηκε από τον Η1Ν1· ο ιός έχει εξελιχθεί σε πληθυσμούς χοίρων παγκοσμίως από τότε.) Η πρώιμη μετάδοση του Η1Ν1 στους χοίρους το 2009 έγινε σε γεωργικές εκθέσεις (ένας κοινός τόπος για να εξαπλωθεί η γρίπη σε όλα τα είδη) και οι ιδιοκτήτες κουνάβι παρατήρησαν μολύνσεις νωρίς κατά τη διάρκεια αυτής της πανδημίας. Επηρεάστηκε επίσης η αστική άγρια ​​ζωή, καθώς βρέθηκαν πρόσφατα skunks θετικοί στον H1N1 σε αστικά πάρκα στο Βανκούβερ του Καναδά.

Τέτοιες καλά τεκμηριωμένες παρενέργειες είναι πιθανώς μόνο ένα μικρό κλάσμα από αυτές που συμβαίνουν κάθε χρόνο.

Τι γίνεται με τα βακτήρια;

Οι βακτηριακές διαρροές μπορεί να είναι πιο συχνές από τις ιογενείς, για διάφορους λόγους. Τα βακτήρια μπορούν να αναπαραχθούν σε ένα ευρύτερο φάσμα ειδών, καθώς συχνά δεν απαιτούν ειδικούς για το είδος υποδοχείς στα κύτταρα ξενιστές, όπως κάνουν οι ιοί. Τα βακτήρια μπορεί επίσης να είναι καλύτερα στην αναπαραγωγή πάνω ή μέσα στους βλεννογόνους, το δέρμα ή τις εντερικές οδούς μιας ευρύτερης ποικιλίας ζώων, γεγονός που θα διευκόλυνε τα άλματα ειδών, όπως το spillover και το spillback.

Επειδή, όμως, τα βακτήρια μπορεί να είναι πιο πιθανό από τους ιούς να αποικίσουν απλώς τους ξενιστές τους - που σημαίνει ότι αναπαράγονται στον ξενιστή αλλά δεν προκαλούν απαραίτητα ασθένεια - τα συμβάντα βακτηριακής μετάδοσης είναι επίσης πιο εύκολο να παραβλεφθούν.

Πολυάριθμες μελέτες έχουν εντοπίσει υποτροπή του Mycobacterium tuberculosis (το βακτήριο που προκαλεί τη φυματίωση) σε πληθυσμούς ζώων. Οι ελέφαντες θετικοί στη φυματίωση έχουν αναφερθεί από την αρχαιότητα. είναι πιθανό το βακτήριο να ταξιδεύει πέρα ​​δώθε μεταξύ ελεφάντων και ανθρώπων.

Είναι επίσης πιθανό ότι η νόσος του Χάνσεν, ή η λέπρα, ταξίδεψε για πρώτη φορά από τους ανθρώπους στους αρμαδίλους. Τώρα οι άνθρωποι κολλάνε την ασθένεια κυνηγώντας ή τρώγοντας κρέας αρμαδίλλου. Η διαδικασία είναι ένα παράδειγμα δευτερογενούς διάχυσης, όπου οι άνθρωποι μολύνονται από μια ασθένεια που αρχικά έδωσαν σε πληθυσμό άγριων ζώων.

Ποιες είναι οι συνέπειες του spillback στην ανθρώπινη υγεία;

Όταν τα μολυσματικά μικρόβια αναπαράγονται επανειλημμένα σε διαφορετικά ζωικά είδη, η εξελικτική τους τροχιά μπορεί να είναι διαφορετική από το ένα είδος στο άλλο, δημιουργώντας ενδεχομένως νέες παραλλαγές που θα μπορούσαν να αποφύγουν την ανοσία εάν επανεισαχθούν στον άνθρωπο.

Εξετάστε την περίπτωση του Staphylococcus aureus , ένα βακτήριο που μπορεί να προκαλέσει ασθένειες που κυμαίνονται από μικρές δερματικές λοιμώξεις έως πνευμονία και λοιμώξεις από σταφυλόκοκκο ανθεκτικό στα φάρμακα. Σ. aureus έχει ένα ευρύ φάσμα ξενιστών, που ευδοκιμεί σε θηλαστικά από δελφίνια έως κατσίκες του βουνού, καθώς και σε πολλά είδη ψαριών και πτηνών. Όπως και με τους αρμαδίλους, πολλές μελέτες έχουν χρησιμοποιήσει γονιδιωματική αλληλουχία για την ανακατασκευή των πηδημάτων ειδών από τον άνθρωπο στα ζώα και πίσω στον άνθρωπο. Αλλά με το S. aureus , υπάρχει μια ατυχής ανατροπή:Τα μικρόβια συνεχίζουν να εξελίσσονται και να αποκτούν αντίσταση στα αντιβιοτικά μέσα στα ζώα. Όταν η ασθένεια επιστρέφει στους ανθρώπους μέσω δευτερογενούς διάχυσης, η ασθένεια είναι πιο δύσκολο να αντιμετωπιστεί.

Ομοίως, οι ανθρώπινοι τύποι E. coli μπορεί να ακολουθήσει παρόμοιο κύκλο αμφίδρομης μετάδοσης μεταξύ των κατοικίδιων και των ιδιοκτητών τους. Ένα εξαιρετικά ανθεκτικό στα αντιβιοτικά στέλεχος που απαντάται συνήθως σε ανθρώπινα νοσοκομεία, που ονομάζεται O25:H4-ST131, εντοπίστηκε σε μια πανευρωπαϊκή μελέτη σε ζώα συντροφιάς που είχαν ουρολοιμώξεις, λοιμώξεις τραυμάτων και διάρροια.

Επιπλέον, μπορεί να έχουμε ήδη δει δευτερογενή διάχυση του SARS-CoV-2. Ενώ πολλοί επιστήμονες πιστεύουν ότι η πηγή της παραλλαγής όμικρον που εμφανίστηκε στα τέλη του 2021 ήταν πιθανότατα ένα ανοσοκατεσταλμένο άτομο με χρόνια λοίμωξη, αρκετές από τις μεταλλάξεις του όμικρον έχουν παρατηρηθεί προηγουμένως σε γενεαλογίες κορωνοϊών προσαρμοσμένες σε τρωκτικά. Θα μπορούσε να είναι ότι ένας πληθυσμός τρωκτικών, όπως οι αστικοί αρουραίοι, εκτέθηκε σε ανθρώπινους ιούς μέσω λυμάτων φορτωμένων με ιούς, επιτρέποντας στον ιό να εξελιχθεί στην παραλλαγή όμικρον και να εξαπλωθεί ξανά στον ανθρώπινο πληθυσμό μέσω επαφής με αρουραίους.

Τι γίνεται με την υγεία των ζώων;

Τα συμβάντα spillback μπορούν επίσης να βλάψουν τους εύθραυστους πληθυσμούς άγριας ζωής. Μια πρόσφατη δημοσίευση περιλαμβάνει ένα σενάριο όπου ο ζωικός στόχος της διαρροής δεν είναι καλός πομπός, αλλά αντίθετα είναι ένα αδιέξοδο είδος ξενιστή με πιθανότητα σημαντικής θνησιμότητας. Η διαρροή σε αυτούς τους πληθυσμούς θα μπορούσε να είναι καταστροφική για το είδος που έχει πληγεί, ενδεχομένως και να το θέσει σε κίνδυνο εξαφάνισης.

Επειδή οι επιστήμονες παρακολουθούσαν ήδη κρίσιμα απειλούμενους γορίλες βουνών στην κεντρική Αφρική, αναγνώρισαν μια διαρροή μόλυνσης από ανθρώπινο μεταπνευμοϊό (HMPV) σε αυτόν τον πληθυσμό το 2009. Το HMPV είναι ένα παθογόνο του αναπνευστικού που προκαλεί λοίμωξη παρόμοια με τη γρίπη στους ανθρώπους και οι ερευνητές εντόπισαν παρόμοια συμπτώματα σε μια ομάδα ορεινών γορίλων σε ένα προστατευμένο πάρκο στη Ρουάντα. Ο HMPV ανιχνεύθηκε τελικά σε ιστούς από ένα άρρωστο ζώο που πέθανε. Αν και δεν είναι σαφές πώς μολύνθηκαν οι πίθηκοι, το στέλεχος του HMPV ταιριάζει με δείγματα από ανθρώπους στη Νότια Αφρική και ο οικοτουρισμός ήταν συνηθισμένος στο πάρκο. Στελέχη του HPMV και του ανθρώπινου αναπνευστικού συγκυτιακού ιού (HRSV) βρέθηκαν επίσης σε χιμπατζήδες που είχαν πεθάνει από λοιμώξεις του αναπνευστικού στην Ακτή Ελεφαντοστού το 2008.

Οι ερευνητές ερεύνησαν αργότερα λεπτομερώς το πρόβλημα της διαρροής σε πληθυσμούς μεγάλων πιθήκων στην Αφρική. Διαπίστωσαν ότι οι εισαγόμενες λοιμώξεις θα μπορούσαν να έχουν καταστροφικές επιπτώσεις στον πληθυσμό. Οι επιστήμονες έχουν προτείνει στους τουρίστες σε κοντινές περιοχές να κρατούν αποστάσεις από τους πιθήκους, να φορούν μάσκες και να παραμένουν πλήρως εμβολιασμένοι ενάντια σε μεγάλο αριθμό ασθενειών. Δυστυχώς, δεν γνωρίζουμε αν αυτό θα είναι αρκετό για την προστασία των πληθυσμών των πιθήκων.

Μπορούν άλλα παθογόνα να προκαλέσουν ένα συμβάν spillback;

Τα παράσιτα και οι μύκητες μπορούν επίσης να μεταπηδήσουν από τον άνθρωπο στα ζώα. Επειδή όμως αυτά τα παθογόνα είναι συνήθως λιγότερο θανατηφόρα από τα βακτήρια και τους ιούς, γενικά δεν έχουν μελετηθεί καθόλου σε ανθρώπινους πληθυσμούς. Ως αποτέλεσμα, υπάρχουν λιγότερα τεκμηριωμένα συμβάντα spillback για αυτά τα μικρόβια.

Ιδιαίτερα η διαρροή παρασίτων είναι δύσκολο να εντοπιστεί. Τα παράσιτα έχουν πολύπλοκους κύκλους ζωής, καθιστώντας λιγότερο πιθανή τη μετάδοση μεταξύ των ειδών και πολλά από αυτά έχουν σταθερή παρουσία στο περιβάλλον, επομένως δεν είναι πάντα σαφές εάν οι άνθρωποι είναι η πηγή μόλυνσης. Ωστόσο, έχουν προταθεί μερικά spillback συμβάντα, με βάση έμμεσα στοιχεία. Υποψιαζόμαστε ότι οι άνθρωποι έχουν περάσει Giardia duodenalis (ένα γαστρεντερικό παράσιτο που μπορεί να προκαλέσει διάρροια και κράμπες) σε κόκκινους πιθήκους colobus στη δυτική Ουγκάντα, με βάση παρόμοιους μοριακούς τύπους που βρίσκονται και στα δύο είδη και σε υψηλό επίπεδο Giardia duodenalis μόλυνση που αναφέρθηκε σε κοντινά χωριά.

Από την πλευρά των μυκήτων, το παθογόνο Candida albicans μπορεί να προκαλέσει πολλά συμπτώματα στους ανθρώπους, συμπεριλαμβανομένων λοιμώξεων του κόλπου, του ουροποιητικού συστήματος, του δέρματος και του στόματος. Μια μελέτη διαπίστωσε ότι ενώ οι ανθρώπινοι τύποι του παθογόνου ήταν σπάνιοι στα άγρια ​​ζώα, ήταν παρόντες. Οι συγγραφείς πρότειναν ότι η μετάδοση από άνθρωπο σε άγρια ​​ζωή θα μπορούσε να συμβεί μέσω ενός περιβάλλοντος μολυσμένου με «υποπροϊόντα της ανθρώπινης ζωής», όπως πάνες και υπολείμματα τροφίμων. Ανθρώπινα στελέχη εντοπίστηκαν επίσης σε κατοικίδια.

Πώς μπορούμε να αναγνωρίσουμε το spillback;

Η ανακάλυψη γεγονότων spillback είναι θέμα χρημάτων και τύχης. Η διάχυση στον ανθρώπινο πληθυσμό αναγνωρίζεται γενικά μόνο κατά τη συνήθη παρακολούθηση — όταν οι επιστήμονες αναζητούν προσεκτικά νέα παθογόνα — ή όταν τα εισαγόμενα παθογόνα προκαλούν μια ομάδα λοιμώξεων, όπως με HIV, SARS-CoV-1, SARS-CoV-2, Έμπολα και άλλοι. Διαθέτουμε πολύ λίγα προγράμματα επιτήρησης που αναζητούν ανθρώπινα παθογόνα σε πληθυσμούς ζώων, επομένως είναι εύκολο να παραλείψουμε τα spillback συμβάντα.

Όταν εντοπίζουμε τη διαρροή, είναι συχνά σε ζώα που παρακολουθούμε στενά:κατοικίδια ζώα, ζώα, αιχμάλωτα ζώα και περιστασιακά απειλούμενα είδη υπό στενή παρακολούθηση. Αυτά είναι τα ζώα με την πιο έντονη ανθρώπινη επαφή, επομένως είναι πιο πιθανό να μολυνθούν από τα μικρόβια μας.

Επιπλέον, είναι δύσκολο να βρει κανείς συγκεκριμένες αποδείξεις για πολλές υποτροπές. Συχνά η παρουσία ενός τυπικού ανθρώπου παθογόνου σε ένα ζωικό είδος υποδηλώνει μετάδοση από ένα άτομο στο ζώο, αλλά επειδή πολλά παθογόνα παραμένουν σταθερά στο περιβάλλον, τα δύο είδη μπορεί να μην έρθουν ποτέ σε στενή επαφή πριν συμβεί η μετάδοση. Και ακόμη κι αν ταιριάζουν οι μοριακοί τύποι, αυτό δεν επιβεβαιώνει πάντα την κατεύθυνση μετάδοσης (από άνθρωπο σε ζώο ή το αντίστροφο). Και τα δύο είδη θα μπορούσαν ακόμη και να έχουν μολυνθεί από άγνωστη τρίτη πηγή.

Εάν θέλουμε να ελαχιστοποιήσουμε τις ασθένειες, πρέπει να κατανοήσουμε καλύτερα τους οργανισμούς στα κοινά μας οικοσυστήματα. Αν και είναι κατανοητό ότι η εστίασή μας είναι κυρίως στους ανθρώπους, αυτή η εστίαση μπορεί τελικά να αποδειχθεί δαπανηρή τόσο για εμάς όσο και για όσους μοιράζονται τον πλανήτη μας.