太平洋鲑鱼(oncorhynchus spp.)对渔业、土著居民和濒临灭绝的当地虎鲸(Orcinus orca)种群都很重要,但一些鲑鱼物种已经下降到濒临灭绝的地步。为了满足对鱼类消费的需求,养殖鲑鱼已经变得很普遍,但众所周知,水产养殖是感染野生种群的疾病的传播者。在5月26日发表在《科学进展》杂志上的一项研究中,研究人员证明,鱼类正呼肠孤病毒(PRV)——不同的病毒会导致鱼类贫血、黄疸、心肌病和死亡——很可能在20世纪80年代末从养殖的大西洋鲑鱼(Salmo salar)传播给野生太平洋鲑鱼。
“这篇论文令人信服地表明,野生和家养物种之间存在着反复的交换或传播,”多伦多大学的生态学家马丁·克科塞克(Martin Krkosek)说,他没有参与这项工作。“我们经历了去年的COVID,很可能是因为人类与野生动物种群之间的[相互作用]加剧,以及病毒的全球传播。这篇论文阐明了同样的两个相互作用的尺度,”他补充道。“我们在这篇论文中谈论的是鱼,但我认为它谈到了一个更广泛的问题,即人们如何与自然环境相互作用,以及我们如何为传染病创造机会,对人类、我们的健康,以及在这种情况下,我们的自然环境和粮食生产系统造成严重破坏。”
在英属哥伦比亚大学开始他的博士后生涯时,Gideon Mordecai最初致力于更广泛的鲑鱼病毒发现,但是在听到其他研究人员在关于鲑鱼养殖和健康的会议上说“没有证据表明病毒在鲑鱼养殖场和野生鲑鱼之间传播”之后,他转向了PRV的研究,他回忆说。“这种说法总是让我恼火,因为我想,‘好吧,也许没有证据,但这并不意味着它没有发生。’”
他与加拿大太平洋生物站(Pacific Biological Station)鲑鱼遗传项目负责人克里斯蒂·米勒-桑德斯(Kristi Miller-Saunders)以及其他利用基因组测序研究病毒如何在不同人群之间传播的合作者合作。在这项新研究中,研究人员使用了类似的策略来追踪PRV在鲑鱼种群中的传播。
鱼类正呼肠孤病毒(PRV)全球传播图。除了可能在20世纪80年代从欧洲传播到北美之外,该病毒似乎已经转移到智利,在那里
鲑鱼养殖很受欢迎,但没有本地品种。该病毒的一种毒株也可能来自挪威
大西洋鲑鱼是人工养殖的,生活在野外,直到冰岛。SCI ADV, DOI:10.1126/sciadv。abe2592, 2021年。
他们对1988年至2018年间从世界各地的野生和养殖鲑鱼中分离出的392种PRV菌株的基因组进行了测序。根据他们的系统发育分析,研究小组估计,1989年,在东北太平洋发现的一种PRV-1a病毒是从大西洋形式分化出来的。这表明该菌株是在20世纪80年代末被引入太平洋的,可能是当时从欧洲进口大西洋鲑鱼卵用于鲑鱼养殖。
研究人员还检查了东北太平洋农场的大西洋鲑鱼中PRV的流行情况,这些农场大多位于野生太平洋鲑鱼迁徙路线上。大多数养殖的鲑鱼生活在网圈里,水可以通过网圈自由地与周围的海洋交换。研究小组发现,他们测试的几乎所有养殖鲑鱼都感染了PRV。研究人员随后评估了野生太平洋鲑鱼的感染率,并确定野生鱼类离水产养殖场越近,它们越有可能感染PRV。研究结果表明,养殖鱼类的PRV感染率远远高于野生鱼类,淡水孵化场可能是PRV的一个来源,传播的主要方向是从养殖鲑鱼到野生鲑鱼。
这项研究是“描述具有……挪威生命科学大学的鱼类病毒学家Espen Rimstad说:“以前有人怀疑:加拿大和美国西海岸的PRV来自大西洋鲑鱼养殖,它大约在20世纪80年代到达那里。”他没有参与这项工作。“如果你感染了病毒……在大西洋鲑鱼中,它的行为可能与太平洋鲑鱼完全不同,”他补充道。“自然的后续行动是用不同的PRV变种进行实验性感染……看看它们在太平洋鲑鱼物种中的表现。”
自20世纪90年代初以来,太平洋鲑鱼的数量一直在下降。研究指出了各种可能的罪魁祸首,包括气候变化、栖息地破坏和过度捕捞。PRV和其他疾病在多大程度上发挥了作用仍然是一个悬而未决的问题。
“在过去的几十年里,鲑鱼数量的下降有各种各样的原因,”莫迪凯承认。“我并不是说病毒统治世界,做一切事情。但这是我们能控制的事情,因为我们是在种地的人。”
研究人员怀疑许多其他病原体也走了类似的路线。“PRV只是冰山一角,”Krkosek说。他补充说:“我们认为,在养殖鲑鱼和野生鲑鱼之间,有几十种(如果不是几百种的话)病毒和细菌病原体在来回传播,这是其中之一。”“试图控制哪些可能出现并在养鱼场或野生鲑鱼中造成问题是一个真正的问题。”