给野生动物投喂疫苗:口服狂犬病疫苗的故事

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Feeding Vaccines to Wild Animals: The Story of Oral Rabies Vaccination

作者

勒内·F·纳赫拉,公共卫生博士

2025年10月20日

当你想到给动物接种疫苗时,可能会想到兽医给宠物狗或猫打针的场景。但如果需要接种疫苗的是在森林里游荡的野生浣熊,或是生活在山区的狐狸呢?你总不能叫它们到诊所来预约接种吧。这一挑战促使科学家们研发出了公共卫生领域最具创意的解决方案之一:含有疫苗的诱饵,野生动物食用后就能预防狂犬病。

陷阱与针头难以应对的难题

狂犬病是一种致命的病毒性疾病,会影响哺乳动物的神经系统。一旦出现症状,这种疾病在动物和人类中几乎都会致命。该病毒通过受感染动物的唾液传播,通常是通过咬伤。在历史上的大部分时间里,人们试图通过投毒或诱捕来控制野生动物中的狂犬病,但这些努力收效甚微。减少动物数量有时会使问题恶化,因为这会破坏它们的社会结构,增加动物之间的接触,从而加速疾病的传播。

到20世纪中期,人们清楚地认识到需要一种不同的方法。通过传统的疫苗接种计划,兽医注射疫苗成功地保护了狗免受狂犬病的侵害。但要用针头和注射器为生活在广阔地区的数百万野生动物接种疫苗,似乎是不可能的。

一个想法的诞生

口服狂犬病疫苗的概念出现于20世纪60年代</b0,当时美国疾病控制与预防中心的病毒学家兼兽医乔治·贝尔博士意识到,一种新的策略对于预防和控制野生动物狂犬病至关重要。贝尔和他的同事们开始探索能否通过口腔而非注射的方式为动物接种疫苗。

早期的实验相当巧妙。科学家们最初尝试制造能够自动为动物接种疫苗的设备。其中一种装置是对“人道捕狼器”进行了改造,这是一种最初由捕兽者使用的弹簧装置。研究人员对这一过程进行了改进,当动物咬向用作诱饵的带香味羊毛时,就会向其口腔注射一股口服狂犬病疫苗。另一种名为“疫苗陷阱”的装置则会在动物踩到触发板时,用装满疫苗的注射器刺向它。

这两种装置都存在严重问题。郊狼捕捉器有时会弄伤动物的嘴,而且它所注射的疫苗无法引发足够强的免疫力。疫苗陷阱价格昂贵,常常无法命中目标,还存在危险,因为任何踩上去的动物(包括人)都可能被意外注射。这些失败给科学家们上了重要的一课:与其试图用机械方式给野生动物注射疫苗,不如研发一种动物会主动食用的疫苗。

从实验室到高山峡谷

整个20世纪70年代,美国和欧洲的研究团队在实验室环境中测试了不同的疫苗毒株。他们致力于研发稳定且有效的疫苗,设计野生动物会感兴趣的诱饵,并规划如何在大面积区域内分发这些诱饵。

1978年,瑞士进行了首次口服狂犬病疫苗的实地试验,这一突破由此诞生。科学家们使用了一种名为SAD(即“阿拉巴马街头达芬”的缩写)的改良疫苗株,并将其放入旨在吸引狐狸的诱饵中。他们在一个阿尔卑斯山谷中投放了这些含疫苗的诱饵。目标动物是赤狐,它是欧洲狂犬病的主要携带者。

结果令人瞩目。当研究人员培育出一个狐狸种群,使山谷入口处约60%的狐狸具有免疫力时,这种疾病就无法蔓延到山谷中未接受治疗的上游区域。这一成功证明,口服疫苗可以作为控制野生动物种群中狂犬病的一种手段。

欧洲引领潮流

继瑞士取得成功后,其他欧洲国家也开始了自己的项目。德国于1983年启动了实地试验,到1985年末,该国已承诺在大片相互连接的区域内消灭狂犬病。为了实现这一宏伟目标,科学家们必须研发大规模生产疫苗的方法,并制造出可批量生产的诱饵。其中一种被广泛使用的产品被称为图宾根狐狸诱饵。

在野外开展一次疫苗接种活动后,约75%的狐狸种群对狂犬病产生了免疫力。再进行一到两次接种活动后,许多地区往往就可以停止接种了,因为该疾病已被消灭。这一项目扩展到了周边国家。意大利于1985年加入,而奥地利、卢森堡、比利时和法国则于1986年开始参与。

欧盟后来提供的财政支持被证明对该项目的扩展至关重要。对于获批项目,欧盟为疫苗诱饵及分发费用报销50%(2010年后这一比例提高至75%)。欧盟还通过资助沿共同边境建立100公里深的疫苗接种区,在联盟以外的邻国推广疫苗接种项目。

结果不言而喻。1978年至2010年间,24个欧洲国家实施了口服狂犬病疫苗接种计划,覆盖面积近190万平方公里。到20世纪90年代末和21世纪初,包括比利时、法国和卢森堡在内的几个西欧国家已消灭了由狐狸传播的狂犬病。荷兰于1991年实现无狂犬病,瑞士也摆脱了这种疾病,其他国家纷纷效仿。欧盟境内报告的狂犬病年病例数从1990年的约1.3万例大幅下降至2017年至2019年的不到10例。

北美加入战斗

加拿大在20世纪80年代开始探索口服狂犬病疫苗接种。安大略省于1989年启动了一项计划,以遏制狂犬病在狐狸中的传播。1999年7月,安大略省东南部首次发现浣熊狂犬病时,自然资源和林业部立即实施了一项应对策略,包括在受影响地区周边进行口服疫苗接种。

美国面临着一个不同的挑战。虽然通过传统的疫苗接种计划,犬狂犬病已基本被消灭,但从20世纪70年代和80年代开始,浣熊狂犬病的爆发成为一个主要问题。20世纪70年代之前,浣熊狂犬病主要局限于佛罗里达州和东南部各州。然而,1977年,超过3500只浣熊在佛罗里达州被合法捕获,并被运往弗吉尼亚州供私人狩猎。这一行为将浣熊狂犬病引入了美国北部的新地区,随后这种疾病开始沿着东海岸迅速蔓延。

美国首次口服狂犬病疫苗野外试验于20世纪90年代初在弗吉尼亚州海岸附近一个无人居住的大西洋堰洲岛上进行。到20世纪90年代中期,美国农业部开始与各州合作,启动野生动物口服狂犬病疫苗接种计划。1997年,一种名为RABORAL V-RG的疫苗成为美国第一种获得许可的口服狂犬病疫苗,专门针对浣熊使用。

得克萨斯州制定了自己的计划,以应对该州发生的两起独立的狂犬病疫情。1995年,首次在得克萨斯州南部投放诱饵,以控制由家犬和郊狼狂犬病病毒变种引发的疫情。该变种导致的动物狂犬病病例数从1994年的122例下降到2000年的零例。1996年开始的针对得克萨斯州中西部灰狐狂犬病的计划,将病例数从1995年的244例降至2009年的零例。

2008年,美国成功消灭了犬和郊狼狂犬病病毒变种,这标志着该国首次通过口服疫苗消灭了一种陆生狂犬病病毒变种。灰狐狂犬病病毒变种于2013年被宣布消灭。

诱饵的工作原理

疫苗诱饵本身经过精心设计,对目标动物具有吸引力。在美国,最常用的诱饵涂有鱼粉引诱剂,并包装在约两英寸长的小塑料小袋中或一英寸见方的方块中。疫苗装在一个塑料包内,该塑料包要么放在鱼粉块的中空中心,要么涂上鱼粉以使其具有吸引人的气味。

当浣熊、狐狸或郊狼咬食诱饵时,药包会被刺破,液体疫苗便会释放到动物口中。随后,疫苗会遍布口腔,尤其是扁桃体及周围组织。动物的免疫系统会接触到狂犬病病毒的成分,这些成分会触发免疫反应并产生抗狂犬病抗体,但疫苗本身不会引发狂犬病。

可以把这理解为教导动物的免疫系统识别并对抗狂犬病病毒。免疫系统会生成制造中和病毒的抗体的蓝图,这份蓝图会储存在动物的记忆中,这样当动物日后遇到患有狂犬病的动物时,就能迅速做出反应。

动物食用诱饵后,疫苗通常需要约14天才能提供保护。研究表明,如果摄入足够量的疫苗,免疫力至少能持续一年,不过免疫力可能会显著延长。

在美国使用最广泛的疫苗是RABORAL V-RG,它含有一种经过改造的牛痘病毒(与早期天花疫苗中使用的病毒有亲缘关系),这种病毒被设计成携带狂犬病病毒的一个基因。该基因会告诉细胞如何制造狂犬病糖蛋白,这是免疫系统能够识别的狂犬病病毒成分。自1987年以来,全球已分发约2.5亿剂该疫苗,尚无任何关于该疫苗导致野生动物或家畜感染狂犬病的报告。

美国正在测试的另一种疫苗名为ONRAB。这种疫苗采用了不同的方法,使用一种经过修饰的腺病毒(一种通常会导致人类感冒的病毒)作为载体。ONRAB诱饵是一种泡罩包装,上面涂有甜味引诱剂,其中包含香草味、绿色食用色素、植物油和氢化植物脂肪等成分,而非RABORAL V-RG所使用的鱼粉涂层。

为了帮助科学家追踪哪些动物食用了诱饵,这些诱饵通常含有一种名为四环素的无害生物标志物,它是一种抗生素。动物吃下诱饵后,四环素会进入其骨骼和牙齿中,通过一种特殊的显微镜技术可以检测到它——这种技术能让四环素在紫外线下发光。这使得研究人员在之后捕捉并检查动物时,能够确定种群中有多大比例的个体接触过这些诱饵。

分发方式:从空中投放到人工放置

要将疫苗诱饵投放到广阔区域内的野生动物身上,需要有创造性的投放方法。所采用的方法取决于该地区的地形和种群密度。

在农村和开阔地区,通过飞机投放诱饵。固定翼飞机在低空飞行,通常在地面以上约500至1000英尺,沿着间距约500米的平行航线飞行。领航员在飞机上控制投饵机,并可根据需要将其关闭,以避免将诱饵投到道路、建筑物或大面积水域上。诱饵的投放具有系统性,以确保目标区域的覆盖均匀。

在郊区,直升机的使用较为常见,因为它们能够更精准地在建筑物周围机动,并且可以在固定翼飞机不适用的区域低空飞行。在城市地区以及不适合空中投放的地方,工作团队会通过慢速行驶的车辆投放诱饵,或者人工放置诱饵。人工放置能让工作人员将诱饵放在目标动物可能会发现的特定位置,比如垃圾桶附近、林区或围栏沿线,从而最大限度地降低与人类或宠物相遇的风险。

农村地区的标准分布密度通常为每平方公里75个诱饵,而在城市和发达地区,这一密度为每平方公里150个诱饵,因为这些地区的动物种群可能更密集,且地形更破碎。

哪些国家使用这种方法?

口服狂犬病疫苗接种计划目前在世界上许多国家得到应用。在欧洲,截至2020年,有12个欧盟成员国正在积极开展疫苗接种活动,它们分别是保加利亚、克罗地亚、爱沙尼亚、芬兰、希腊、匈牙利、拉脱维亚、立陶宛、波兰、罗马尼亚、斯洛伐克和斯洛文尼亚。许多此前开展过该计划的西欧和中欧国家已经能够停止相关活动,因为它们成功在本国境内消灭了狂犬病。

在北美,美国和加拿大都开展了广泛的项目。在美国,该项目每年在选定的东部各州分发超过800万份疫苗诱饵,形成一个旨在遏制浣熊狂犬病并防止其越过阿巴拉契亚山脉向西扩散的区域。项目在从缅因州到阿拉巴马州的多个州开展,美国农业部负责协调缅因州、新罕布什尔州、佛蒙特州、马萨诸塞州、纽约州、宾夕法尼亚州、俄亥俄州、西弗吉尼亚州、弗吉尼亚州、北卡罗来纳州、南卡罗来纳州、佐治亚州、田纳西州和阿拉巴马州等地区的分发工作。

自1985年该项目启动以来,加拿大在安大略省、魁北克省和新不伦瑞克省实施了相关项目,并采用了多种策略来防止从美国传入的浣熊狂犬病扩散。

其他国家也已开始探索或实施口服疫苗接种计划。十多年来,以色列一直使用RABORAL V-RG来控制野生动物狂犬病。2013年,为应对国内狂犬病的死灰复燃,希腊启动了首个针对狐狸的口服疫苗接种活动。土耳其也已启动针对赤狐的相关计划。

亚洲的几个国家正在探索为自由活动的犬群使用口服疫苗。泰国、印度尼西亚、印度和孟加拉国已开展实地试验,以测试在难以捕捉并为每只狗接种疫苗的地区,口服疫苗能否对传统的注射式疫苗接种计划起到补充作用。

益处:为何要付出这么多努力?

口服狂犬病疫苗接种计划的益处远不止于减少野生动物中的疾病。这些计划通过降低人们接触狂犬病动物的风险来保护人类健康。在美国,每年约有5.5万人接受暴露后预防治疗(在可能接触狂犬病后接种的一系列疫苗),这导致了超过2亿美元的医疗费用。近期的经济分析表明,仅在美国西部阻止浣熊狂犬病的传播,每年就可能减少高达5000万美元的治疗成本。

节省的费用还包括宠物疫苗接种、暴露动物的隔离与检测、监测项目、实验室诊断测试以及牲畜损失方面的支出减少。经济模型估计,如果没有口服疫苗接种计划,浣熊狂犬病将在20年内向西扩散,穿过威斯康星州中部,抵达得克萨斯州和路易斯安那州边境,总支出将超过12亿美元(每年额外增加6000万美元)。在得克萨斯州的郊狼口服疫苗接种计划中,每投入1美元,就能在原本需要用于疾病控制和治疗的费用中节省4至13美元。

除了经济层面,这些项目本身也在保护动物种群。狂犬病的爆发会摧毁野生动物种群,导致大量动物死亡并破坏生态系统。通过预防疾病,疫苗接种项目使动物种群能够保持健康和稳定。

或许最有意义的是,与依赖毒杀或扑杀动物以减少疾病传播的旧方法相比,口服疫苗接种是一种更人道的疾病控制方式。疫苗接种并非试图消灭动物种群,而是顺应自然,像在家畜和人类中一样,在野生种群中建立免疫力。

风险与挑战

虽然口服狂犬病疫苗已被证明高效且安全,但相关项目确实面临一些挑战,且存在需要管控的极小风险。对人类而言,风险极低。这些疫苗不会引发狂犬病,目前已分发超过2.5亿剂,且无严重不良反应报告。不过,免疫系统较弱者、孕妇、12岁以下儿童以及患有特定皮肤疾病的人,应避免接触含有RABORAL V-RG疫苗的破损诱饵,因为其中含有活的牛痘病毒。

在极少数情况下,如果患有这些疾病的人接触了破裂的诱饵,牛痘病毒可能会导致他们皮肤感染。如果有人接触了诱饵,应立即用温水和肥皂彻底清洗接触部位,然后拨打诱饵上印有的电话号码寻求指导。

对于宠物而言,这些诱饵被狗和猫误食后是安全的。这些疫苗不会让宠物感染狂犬病。不过,如果狗误食了多个诱饵,可能会出现暂时性的消化不适,比如呕吐、食欲不振或腹泻。已有少数案例被报告,主要发生在自由活动范围较广的猎犬身上,它们可能会遇到并吃下多个诱饵。

这些症状可能是由于吞下塑料小袋后出现的胃部不耐受引起的,而非疫苗本身所致。建议宠物主人不要试图从狗嘴里取出诱饵(他们可能会被咬伤),而应监测宠物的健康状况,若出现严重症状,需联系兽医。

从环境角度来看,现场安全性研究发现,分发这些疫苗对环境没有显著影响大多数诱饵会在四天内被吃掉,几乎所有诱饵都会在一周内消失。任何残留的诱饵都会在环境中溶解,露出疫苗包,而阳光和空气会使疫苗失去活性。塑料小袋不可生物降解,但分发的数量相对较少(与其他塑料垃圾相比),而且大多数会被动物吃掉,这将它们在环境中的存在降至最低。

一个技术挑战是确保目标群体中有足够多的动物实际摄食诱饵。研究表明,摄食率存在差异。美国的实地试验发现,RABORAL V-RG 能在约 29% 至 37% 的浣熊中产生可检测到的免疫反应(血清转化)。不过,根据当地条件和分发方法的不同,这些比例可能会更高。有些动物可能叼走诱饵却没有咬破疫苗包,或者在处理诱饵的过程中疫苗可能洒落在地上。这就是为什么分发项目力求达到高诱饵密度,并在多年内重复开展活动,以建立群体免疫力。

不同的动物物种对口服疫苗的反应各不相同。疫苗在狐狸和貉身上效果极佳,在浣熊和郊狼身上效果尚可,但在臭鼬和 mongoose 身上效果较差。科学家们仍在努力研究为什么有些物种的反应不佳,他们正在开发改良疫苗和诱饵设计,以解决这些局限性。

天气和环境条件也会影响疫苗的稳定性。研究表明,当诱饵暴露在直射阳光下时,疫苗的效力会下降,尤其是在森林边缘,树木提供的侧向保护有限的地方。在开阔田野环境中放置七天后,诱饵中的疫苗含量可能会降至最低保护剂量以下。这就是为什么相关项目会选择在动物最活跃、最有可能快速发现诱饵的季节进行投放,以及为什么在森林地区(诱饵可免受阳光直射)的覆盖率往往更高的原因。

长期维护相关项目面临诸多挑战。2020年至2022年间,波兰、罗马尼亚、匈牙利和斯洛伐克近期爆发的狂犬病疫情表明,当疫苗接种项目中断或缩减时,可能会出现何种后果。罗马尼亚在2018年暂停该项目之前,一直在定期开展疫苗接种活动,且效果良好。此后,狂犬病病例数量有所增加。

这表明,虽然无法在整个大陆或地区真正根除野生动物狂犬病,但只要在相邻地区持续开展并协调疫苗接种计划,就可以在特定区域内消除这种疾病。赤狐的寿命只有1到3年,这意味着其种群更新速度很快,没有免疫力的幼狐不断出生。如果不持续接种疫苗,这些易感染的种群会再次变得容易受到感染。

保护的代价

口服狂犬病疫苗接种计划需要大量的资金投入,但它们最终通过阻止疾病传播和降低治疗成本来节省资金。单个疫苗诱饵相对便宜。20世纪90年代的一项研究报告称,每个诱饵的成本为1.50美元,而最近的估计显示,鱼粉聚合物诱饵每个约为1.27美元。

然而,一项计划的总成本远不止诱饵本身。分发成本(支付飞机、直升机、车辆、燃料、飞行员和地勤人员的费用)、监测和监视活动(诱捕动物以测试它们是否食用了诱饵并产生了免疫力)、计划协调以及公众教育,都会增加开支。

在美国,与狂犬病检测、预防和控制相关的费用每年可能超过5亿美元,不过这包括所有与狂犬病相关的活动,而不仅仅是口服疫苗接种项目。口服疫苗接种项目本身每年在多个州分发数百万份诱饵。

得克萨斯州的这一项目每年耗资约200万美元,由得克萨斯州和美国农业部联合资助。事实证明,这项投资是有效的:该项目已从得克萨斯州消灭了两种狂犬病病毒变种,避免了人类死亡,并使数千人无需接受暴露后治疗。

在县级层面,成本可能存在显著差异。一个小型县级卫生部门若考虑开展农村狂犬病口服疫苗接种项目,可能会面临约2万美元的诱饵成本,以及8000美元的一次性设备和标识费用,这些费用用于冷藏设备和公共信息标识。

在欧洲,来自欧盟的财政支持至关重要。通过报销获批项目高达75%的费用,并为与非欧盟国家接壤地区的疫苗接种区提供资金,欧盟促成了一种协调的大规模举措,这是单个国家可能无力独自承担的。

尽管存在这些成本,但经济分析始终表明,口服狂犬病疫苗接种计划具有成本效益。通过减少人类暴露后治疗、降低宠物和 livestock 接种需求、减少诊断测试要求以及避免生产力损失所节省的费用,远远超过了在疫苗接种计划上的投资。

展望未来

口服狂犬病疫苗已从20世纪60年代的一项实验性构想,转变为一种经过验证的工具,它已在欧洲大片地区消灭了狂犬病,并阻止了该疾病在北美的传播。如今,相关项目仍在不断发展和完善。

研究人员正在开发新的疫苗配方,这些配方可能对那些对现有疫苗反应不佳的物种更有效。科学家们正在测试不同的诱饵设计和引诱剂,以提高目标动物的摄食率。例如,在亚洲对自由放养的狗进行的田间试验发现,基于鸡蛋的诱饵比基于肠道的诱饵更具吸引力,这一信息可能有助于提高以狗为主要狂犬病宿主的地区的疫苗接种覆盖率。

先进技术正帮助相关项目更高效地运作。地理信息系统能够对诱饵的分发进行精确规划,以确保覆盖充分,同时避免浪费。改进的监测技术有助于有关部门快速发现任何狂犬病病例,并在疾病蔓延前做出应对。

美国的长期愿景颇具雄心。其目标是将浣熊狂犬病的传播线从目前阿巴拉契亚山脉沿线的位置一路“推回”到大西洋沿岸,彻底从这片大陆上根除陆生浣熊型狂犬病。要实现这一目标,需要多年来持续的投入、各州之间的协作以及稳定的资金支持。

野生动物口服狂犬病疫苗的成功应用,激发了人们对将类似方法用于其他野生动物疾病的兴趣。从这些项目中总结出的原则或许可用于控制或预防其他影响动物和人类健康的传染病。

一个针对致命问题的创新性解决方案

20世纪60年代,当乔治·贝尔首次提出通过口腔给野生食肉动物接种疫苗时,许多人都持怀疑态度。这个想法似乎不切实际:你怎么可能给散布在森林、山脉和农田中的数百万只动物接种疫苗呢?然而,经过数十年的研究、实地试验、改进以及国际合作,这个看似不可能的想法拯救了无数生命,既有人类的,也有动物的。

如今,当小型飞机在农村地区低空飞行,投放带有鱼粉气味的药包,或是地面工作人员在郊区社区精心放置绿色诱饵时,他们正在延续一个非凡的公共卫生成功案例。这些项目展示了创造性思维、坚持不懈和国际合作如何能够解决那些曾经看似无法克服的问题。

下次当你听说你所在地区要投放狂犬病疫苗诱饵时,你就会明白这些小包裹背后的历史和科学原理。每一个诱饵都代表着数十年的研究、无数小时的实地工作,以及保护人类和野生动物免受这种自然界最可怕疾病之一侵害的决心。这提醒我们,有时最有效的解决方案是与自然合作而非对抗自然,就像我们保护宠物和自己一样,让野生动物的免疫系统学会自我保护。

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