野生白尾鹿的SARS-CoV-2暴露

广泛的人类 SARS-CoV-2 感染加上人类与野生动物的相互作用，有可能将人畜共患病从人类传染给野生动物。我们针对白尾鹿 (Odocoileus virginianus) 进行血清监测，根据证据，这些鹿具有对 SARS-CoV-2 具有高亲和力的 ACE2 受体，允许感染，表现出持续的病毒脱落，可以传播给同种动物，并且可以在附近大量繁殖城市中心。我们评估了来自美国四个州的野鹿的 624 份大流行前和大流行后血清样本的 SARS-CoV-2 暴露情况。自 2021 年起，使用替代病毒中和试验在 152 个样本 (40%) 中检测到抗体。使用 SARS-CoV-2 病毒中和测试对一部分样本进行了测试，测试之间具有高度的一致性。这些数据表明，所评估种群中的白尾鹿已暴露于 SARS-CoV-2。一句话总结 2021 年在美国四个州采集的 40% 的野生白尾鹿中检测到了 SARS-CoV-2 抗体。SARS-CoV-2 是导致人类 COVID-19 的病毒，可以感染多个国内和野生动物物种（1-7）。因此，存在新的 SARS-CoV-2 动物宿主出现的可能性，每个宿主都具有维持、传播和推动该病毒新进化的独特潜力。特别值得关注的是既丰富又与人类密切相关的野生动物物种 (5)。由重大人类感染和易感野生动物宿主在野生动物-人类界面产生的病原体压力促使多位作者发出紧急呼吁，紧急呼吁主动监测野生动物，以便及早发现 SARS-CoV-2 的潜在反向人畜共患病（溢出）进入野生动物种群（8-10）。反向人畜共患病可能会导致在东南亚以外建立新的野生动物宿主 (11)，这可能对人类和动物健康构成重大风险 (8–10, 12)。除了对野生动物的健康影响外，新宿主的持续感染可能导致适应性、菌株进化以及具有改变的传播性、致病性和疫苗逃逸的菌株的重新出现。向其他野生动物物种的跨物种传播以及随之而来的风险也是一个问题 (8, 10)。对 SARS-CoV-2 刺突蛋白与主要宿主细胞受体、血管紧张素转化酶 2 (ACE2) 亲和力的计算机分析表明，美国特有的多种动物物种可能对 SARS-CoV-2 敏感 (13)，包括白尾鹿 (Odocoileus virginianus)。该物种的地理分布包括北美大部分地区，这些动物在位于美国东部的城市人口中心附近特别丰富 (14)。此外，白尾鹿可以形成社会群体，这种接触结构有可能支持多种病原体的种内传播 (15)。一项针对白尾鹿的 SARS-CoV-2 实验感染研究表明，这些鹿表现出亚临床感染，在鼻腔分泌物和粪便中传播病毒，并且可以将病毒传播给接触对照鹿 (1)。此外，在接种后 7 天 (dpi) 检测到了 SARS-CoV-2 中和抗体，并且在 21 dpi 期间一直观察到 (1)。早期检测潜在 SARS-CoV-2 反向人畜共患病的监测优先级应基于风险评估，考虑 ACE2 异质性、人际互动的潜力、感染动态、继续传播的可能性、行为和接触网络 (9, 10)。正如其他地方 (10) 所评论的那样，在这些特征中的每一个中，鹿都是一个高度优先事项。美国农业部/APHIS/野生动物服务国家野生动物疾病计划 (NWDP) 对美国各地的各种病原体和物种进行野生动物疾病监测 2021 年 1 月，我们利用这一资源启动了一项针对 SARS-CoV-2 暴露于白色的试点血清监测计划-尾鹿。虽然血清学检测主要检测历史感染，但与病原体的特定病毒或分子检测相比，检测抗体的时间延长，由于循环抗体的持续时间延长，检测的可能性显着增加 (10, 16)。对于新出现的病原体（例如 SARS-CoV-2），血清调查还证明没有暴露，可以在病原体出现之前为受调查人群提供基线信息。在这里，作为野生动物管理活动的一部分（例如，监测慢性消耗性疾病和牛结核病以及城市迁移），随机收集血清样本作为初步调查，以评估自由放养的白尾鹿在流行病学中的潜在作用SARS-CoV-2。

从 2021 年 1 月至 3 月，我们收到了来自四个州的 385 份野生白尾鹿血清样本：密歇根州（密歇根州，N = 113）、宾夕法尼亚州（宾夕法尼亚州，N = 142）、伊利诺伊州（IL，N = 101）和纽约州（纽约，N = 29，表 1）。 NWDP 维护着多个物种的广泛野生动物样本档案，包括为鹿科动物监测收集的血清样本。我们使用该存储库从 2011-2020 年（大流行前和大流行早期）的五个州中选择了 239 份野生白尾鹿血清样本进行血清学分析：IL (N = 16)、MI (N = 37)、PA (N = 104)、新泽西州 (N = 8) 和纽约州 (N = 74)。在可能的情况下，档案样本与 2021 年收集的州和县样本相匹配，作为对照，以确定可能在实验室测试中发生交叉反应的潜在地方性冠状病毒。大多数档案样本来自 2018-2020 年（N = 182）。在国家野生动物研究中心（美国柯林斯堡）使用替代病毒中和测试（sVNT，Genscript cPass™）筛选所有样品。该测试与物种无关，允许在生物安全 2 级实验室进行测试，使其成为野生动物样本高通量筛选的合适选择。 sVNT 检测干扰 SARS-CoV-2 刺突蛋白受体结合域与 ACE2 亲和力的总中和抗体（以抑制百分比衡量）（17）。由于 sVNT 尚未针对鹿进行验证，我们还在国家兽医服务实验室（美国艾姆斯）使用高度特异性的 SARS-CoV-2 病毒中和测试 (VNT) 对具有传染性的 SARS 的样本子集进行了平行测试-CoV-2。在 40% 的 2021 年监测样本中检测到 SARS-CoV-2 抗体（表 1）。在 2020 年的 3 个样本和 2019 年的 1 个样本中也检测到了抗体。 2011-2018 年的样本中未检测到抗体。 sVNT 筛选的结果与 VNT 获得的结果高度一致（表 1）。具体而言，与 VNT 相比，sVNT 的 2021 年检测中的 24/24 和 2021 年阴性中的 24/24 是一致的。 2021 年的大多数阳性样本的抑制百分比值在 80-100% 之间，而 2019-2020 年的阳性样本的抑制百分比值相对较低（30.03-43.72，图 1）。百分比抑制分数≥30 被认为是该测定的阳性。低百分比抑制可能代表潜在的免疫增强/减弱、非特异性抗体结合或暴露于未知地方性冠状病毒的交叉反应性。 2020 年的三个阳性样本是在大流行初期的 1 月收集的。事实上，可用于测试的 2020 年样本大部分来自 1 月至 3 月，今年晚些时候仅收集了 21 个样本，其中 20 个样本是在 10 月从一个地点收集的。因此，我们关于 2020 年流行率的信息有限。自由放养白尾鹿的血清阳性率因县和州而异（表 2，图 2）。仅考虑 2021 年样本，在州一级，观察到的最低血清阳性率在伊利诺伊州为 7%，最高为 67% 的密歇根州，中等血清阳性率在纽约 (31%) 和宾夕法尼亚州 (44%)。个别县的血清阳性率高度聚集，在抽样的 32 个县中，近一半没有显示出 SARS-CoV-2 暴露的证据。一个重要的考虑因素是与针对其他冠状病毒的抗体进行检测交叉反应的可能性。在人血清样本分析中，sVNT 实现了 99.93% 的特异性和 95-100% 的灵敏度 (17)。对几种人类冠状病毒（包括 228/NL63、OC43 或 MERS）未观察到交叉反应。在 SARS 和 SARS-CoV-2 之间检测到轻微的交叉反应（17-19）。相比之下，在 SARS-CoV-2 特异性 VNT 中没有发现与密切相关的人类冠状病毒 (17-19) 或动物病毒 (20) 的交叉反应性。对白尾鹿冠状病毒的研究有限，以获取有关潜在交叉反应性的基线信息。先前的研究已经在美国的鹿科动物中发现了类牛冠状病毒 (21, 22)。然而，这些病毒的受体亲和力差异、遗传变异性以及先前对冠状病毒血清学交叉反应性的评估表明，与针对 SARS-CoV-2 刺突蛋白受体结合域的抗体交叉反应的可能性有限（21-23）。

有几种潜在的传播途径可能使这种病毒进入野鹿种群。在养殖水貂爆发 SARS-CoV-2 的情况下，病毒从受感染的人类直接传播到水貂是迄今为止确定的唯一确定的传播途径 (24, 25)。多种活动可以使鹿与人接触，包括圈养鹿活动、实地研究、保护工作、野生动物旅游、野生动物康复、补充喂养和狩猎 (10)。野生动物与受污染水源的接触也被认为是一种潜在的传播途径 (11)，尽管 SARS-CoV-2 从废水中的传播性尚未得到最终证明 (26)。来自污染物或其他受感染动物物种的传播不能打折扣。总体而言，这些结果表明，在密歇根州、宾夕法尼亚州、伊利诺伊州和纽约州检查的白尾鹿种群暴露于 SARS-CoV-2。虽然某些样本的中和效价相对较高并提示感染（补充信息），但我们无法根据血清学数据确认感染。这些结果强调需要继续和扩大野生动物监测，以确定 SARS-CoV-2 在自由放养鹿中的重要性。我们还建议对很可能与鹿相互作用的易感捕食者和食腐动物进行 SARS-CoV-2 监测。未来的野生动物监测应采用专门设计的方法来检测、分离和遗传表征 SARS-CoV-2，并识别潜在的变异，以及其他地方性冠状病毒。这些方法与专门的野生动物疾病监测计划相结合，可以阐明人畜共患病原体回流到新的野生动物宿主中如何影响病原体的适应、进化和传播。写作——审查和编辑：JCC、RMT、TJL、JWE、SNB、JJR、SR-A、TJD、JBL、TG、MKT、SAS 美国农业部/APHIS/野生动物服务国家野生动物疾病计划 (NWDP) 进行野生动物疾病监测2021 年 1 月，我们利用这一资源启动了一项针对白尾鹿 SARS-CoV-2 暴露的血清监测计划。作为 NWDP 生物学家开展的业务活动的一部分，随机收集了血清样本（例如，监测慢性消耗性疾病和牛结核病、城市迁移）。所有样品都被运送到美国农业部国家野生动物研究中心（美国科罗拉多州柯林斯堡），在那里它们被接收、记录并放置在 -80°C 的超冷冰箱中直至测试。使用不依赖物种和同种型的 Genscript cPass™ 替代病毒中和测试 (sVNT) 以 ELISA 格式测试样品。根据制造商的说明进行测定。除了专门为 SARS-CoV-2 筛查收集的样本外，我们还使用 sVNT 测试了来自野生动物服务生物档案馆的存档白尾鹿血清样本。一般来说，档案样本与 2021 年 SARS-CoV-2 监测样本来自同一州和县，除了一小部分样本选自附近县（如果有）以及来自新罕布什尔州和新罕布什尔州的 10 个样本。球衣。将一部分样本提交给美国农业部国家兽医服务实验室（NVSL，Ames，IA USA）进行 SARS-CoV-2 特异性病毒中和试验。该子集包括 2021 年的 48 个监视样本（sVNT 的 24 个阳性和 24 个阴性）。我们感谢美国农业部野生动物服务部的生物学家和实地专家，他们协调并收集了使这项工作成为可能的样本：Dustin Arsnoe、Mark Jackling、Mitch Oswald、Kyle Van Why、Brody Allen、Dakota Bird、Caleb Brown、Charles Cini、Craig Hicks、J . Nave, Rex Schanck, Trent Speaks。本出版物中的发现和结论是作者的发现和结论，不应被解释为代表任何美国政府的官方决定或政策。