对于这些禽流感研究人员来说,工作就是在非常“恶心”的海滩上度过的一天

这是在特拉华湾海岸进行野外工作的一个光荣的日子。傍晚的太阳把温暖的光芒洒在平缓倾斜的海滩上。退潮时露出了零星的贝壳。沙丘上的草在微风中沙沙作响。沙滩上的藤蔓正在开花。而且鸟粪又新鲜又丰富。
“这里有一个,”孟菲斯圣裘德儿童研究医院(St. Jude Children 's Research Hospital)的研究员帕梅拉·麦肯齐(Pamela McKenzie)用戴着手套的手指指着一个又一个小小的白色斑点说。“有一个,有一个,有一个。”
在接下来的两个小时里,麦肯齐博士和她的同事们沿着海岸爬行,铲起鸟类的粪便。他们的目标是:比禽流感领先一步。禽流感是一组适应鸟类的病毒,专家们长期以来一直担心,这些病毒可能会进化到很容易在人类中传播,并有可能引发下一次大流行。
每年春天,新泽西州南部的这部分地区都会成为禽流感的高发地区。向北飞行的滨鸟在当地的海滩上休息和补充燃料,一路上排泄病毒。在过去的四十年里,圣裘德的科学家们每年都会飞到镇上来接他们。
这项工作需要耐心——等待鸟儿的运动和潮汐的运动保持一致——敏锐的眼睛和有弹性的膝盖,它们足够强壮,可以承受在有时崎岖不平的海岸线上拖着脚和蹲着几个小时。“那里的沙滩并不好,”圣裘德团队的成员丽莎·克尔彻(Lisa Kercher)说。“它们是厚厚的、泥泞的、恶心的海滩,到处都是鸟粪。”
但是,这些被粪便覆盖的海岸正在帮助科学家们更多地了解禽流感是如何演变的,它在野外是如何表现的,以及这些鸟类病毒可能成为全球公共卫生威胁的条件。这些科学问题几十年来一直驱使着圣裘德研究小组,随着美国应对历史上最大规模的禽流感爆发,这些问题变得更加紧迫。禽流感是由一种名为H5N1的新型高致病性病毒引起的。
“特拉华湾已经变成了流感的金矿,”圣裘德流感专家罗伯特·韦伯斯特(Robert Webster)说,他在1985年首次发现了这个热点。从那以后,他或他的同事每年都会回来。“我们将继续挖掘这个金矿,直到我们找到答案。”
六月,新泽西州南部海岸挤满了度假的家庭,他们的彩色沙滩伞在沙滩上拔地而起。
但在五月,海滩属于鸟儿。成千上万的迁徙的滨鸟和海鸥在前往夏季繁殖地的途中在这里停留,其中一些从南美长途跋涉而来,浑身湿透,筋疲力尽。“它们迫切需要补充体重,”野生动物生物学家劳伦斯·奈尔斯(Lawrence Niles)说,他通过自己的公司野生动物恢复项目(wildlife Restoration projects)领导着当地的滨鸟保护项目。
幸运的是,这些鸟到达时,成群的马蹄蟹正把自己拖上岸,成千上万地产卵。奈尔斯博士说,这些鸟可能会在两周内狼吞虎咽地吃这些胶状的绿色蛋,“它们的体重几乎增加了一倍”。在那段时间里,它们占据了海滩,与当地的鸟类混在一起,就像拥挤的教室里的孩子们一样,互相传染流感。
野生水鸟——包括鸭子、海鸥和滨鸟——是甲型流感病毒的天然宿主,甲型流感病毒有多种亚型。一般来说,野生鸟类携带这些病毒的相对良性版本,对鸟类或人类几乎没有直接威胁。但流感病毒可以迅速改变,积累新的突变并交换遗传物质。这些变化可以,有时确实会,将一种不起眼的病毒变成致命的病毒,就像目前正在传播的H5N1病毒。
大多数时候,流感在水鸟和海鸥中传播的水平很低,通常在不到1%的样本中出现。但在5月和6月初的特拉华湾,它会爆炸,很容易在鸟之间传播。多年来,圣犹达研究小组平均在12%的样本中发现了这种物质,尽管这一数字已攀升至33%。他们发现了几乎所有的甲型流感亚型,除了当动物同时感染一种以上的病毒时可能出现的新型混搭病毒。
为了密切关注传播的病毒,圣裘德的科学家们与奈尔斯博士及其同事密切合作,奈尔斯博士和他的同事们利用春季中途停留的机会评估滨鸟的健康状况,这些滨鸟面临着各种各样的威胁,从气候变化到马蹄蟹的过度捕捞。奈尔斯博士和他的团队通常首先前往海滩,清点、捕捉、检查和标记这些鸟。然后,他们将这些鸟的行踪传递给寻找流感的鸟类清理人员。“然后我们会出去捡便便,”克尔彻说。
但在今年春天团队第一天的实地工作中,当环保主义者完成他们的工作时,潮水又回来了。因此,圣裘德的科学家们等待了好几个小时,等待洪水退去,希望他们仍然能找到一些鸟群。“我们受鸟类的摆布,而鸟类不会告诉我们它们在做什么,”克尔彻博士说。
快下午4点了,他们终于隆隆地沿着一条砾石路行驶,经过松林和沼泽,到达了当地的一个海滩,早些时候在那里发现了水鸟。
麦肯齐博士穿着黑色慢跑裤和一件带帽的灰色华夫针织上衣,从车里爬出来,打量着海滩。马蹄蟹沿着涨潮线伸展开来。远处,一群小鸟在水里乱窜乱跳。麦肯齐博士举起双筒望远镜。宾果:它们是红润的石头,它们身上的三色斑纹有时被比作印花布猫的斑纹。圣犹达研究小组了解到,这些鸟类特别可能携带流感病毒。
科学家们戴上了手套和口罩,这是最近增加的安全预防措施。“这是我们过去没有做过的事情,”麦肯齐博士说,“但今年是独一无二的一年。”
新的H5N1毒株于2021年底首次在北美出现,并在整个大陆迅速传播。它导致近6000万只养殖鸟类死亡,大量野生鸟类死亡,甚至导致一些不幸的哺乳动物死亡,从红狐到灰海豹。
圣裘德研究小组去年春天在特拉华湾没有发现H5N1的痕迹。但当时,病毒还没有到达南美滨鸟的越冬地。到今年春天,它已经有了,这意味着鸟儿可以把它带回来。“我们绝对担心它会出现,”克尔彻说。
因此,科学家们加倍了他们的监测,目标是收集1000个粪便样本,而不是标准的600个。他们开始沿着海滩小心翼翼地往前走,眼睛低垂着,寻找合适的白色斑点。任何粪便都不行;它必须是新鲜的粪便,最好是来自另一种矶鹞。科学家们已经很擅长区分这两种粪便了。“这些转捩点大多是原木,”麦肯齐博士说。“红色的结有更多的飞溅。”
当科学家们发现一个合适的斑点时,他们跪下来,拿出圆头棉签。有时需要多次尝试才能成功采集样本。研究小组成员帕特里克·塞勒(Patrick Seiler)说:“使用这些工具并不是最简单的技术。”“在吹着的风里,我试着把便便舀起来放进一个小瓶子里。”
他们将样品存放在一个小型塑料冷却器中,这种冷却器可能是度假者带到这些海滩的那种。之后,这些样品将被运回孟菲斯的实验室进行测试和分析。
通常,研究人员对他们发现的病毒进行测序,寻找显著的突变并绘制它们随时间的进化图,然后选择一个子集在不同种类的细胞和动物模型中进行研究。在过去的几十年里,这项工作帮助科学家们更多地了解了“普通”禽流感病毒的样子和它们的行为方式,圣裘德小组的流感专家理查德·威比(Richard Webby)说。
它还帮助他们发现了异常值。“这让我们开始追逐,”威比博士说,最终可能会揭示“这些病毒的一些基本生物学原理”。2009年,他们发现的一些病毒竟然在雪貂之间传播得非常好。对这些病毒的进一步研究帮助研究人员确定了可能促进流感在哺乳动物中通过空气传播的基因突变。
如果研究小组今年发现了H5N1,威比博士和他的同事们将寻找病毒在通过滨鸟传播时可能获得的变化,以及任何可能使其对人类更危险或对疫苗和治疗产生抗药性的变化。
威比博士和他的同事在最近的一篇论文中报告说,这种病毒自抵达北美以来已经发生了明显的进化。这篇论文是基于对从特拉华湾地区以外的鸟类身上分离出来的病毒样本的分析。他们发现的新变种还没有在哺乳动物中轻易传播的能力,但有些变种能够在被感染的哺乳动物中引起严重的神经系统症状。
如果病毒在今年特拉华湾的样本中出现,这将是H5N1病毒在北美日益根深蒂固的又一个迹象。这也可能给一些滨鸟带来麻烦,尤其是近几十年来数量急剧下降的红结鸟。奈尔斯博士说,对这些鸟类来说,H5N1是“一个巨大的未知威胁”。
因此,尽管收集粪便的过程和以前一样乏味,但当科学家们沿着海滩工作时,他们感到风险很高。
他们只能说,他们还没有发现新的H5N1病毒。“但这并不意味着我们不会,”麦肯齐博士一边说,一边小心翼翼地捡起这些鸟类留下的粪便学线索。“我想我们会知道的。”
艾米丽·安特斯(Emily Anthes)是《纽约时报》的记者,她专注于科学和健康,报道的主题包括冠状病毒大流行、疫苗接种、病毒检测和儿童Covid。