야생 동물 기원의 파괴적인 전 세계적 유행병과 인간이 야생 동물과 계속 더 밀접하게 접촉함에 따라 미래의 파급이 임박한 가운데 질병 전파의 완전한 생태 학적 및 인류 학적 맥락을 고려하는 전염병 모델은 모든 생명체의 건강에 중요합니다. . 기존 모델은 전염병이 발생하는 숙주와 생태계의 역학을 거의 고려하지 않기 때문에 질병 발생을 예측하는 능력이 제한적입니다.

17 월 XNUMX 일에 게시 됨 자연 생태와 진화, Smithsonian 과학자 및 파트너는 전염병 모델링에 대한 새로운 접근 방식을위한 프레임 워크를 제공합니다. 기후 변화, 해양 순환 및 산림 성장을 포함한 지구의 자연 시스템을 연구하기 위해 개발 된 기존 방법을 채택하고 질병을 일으키는 기생충 및 병원균에 적용합니다.

증가 된 인간-동물 상호 작용은 인간 건강에 영향을 미치는 전염병의 약 75 %를 유발하는 동물성 병원체의 출현 및 확산으로 이어집니다. 사람과 동물이 새로운 병원체로부터 언제, 어떻게, 어떻게 위험에 노출되는지를 예측하고이를 관리하는 가장 좋은 방법은 여전히 ​​중요한 과제입니다. 유출의 위험에는 서식지 침입, 불법 야생 동물 거래 및 부시 고기 소비가 포함 되나 이에 국한되지 않습니다.

전염병이 전염되는 방식에 대한 이해의 놀라운 발전에도 불구하고 이러한 노력의 기반이되는 모델은 특정 병원체에 초점을 맞추고 종종 병원체가 숙주 내에서 상호 작용하는 방식을 간과하는 범위가 상대적으로 제한적입니다. 과학자와 글로벌 보건기구가 질병을 일으키는 유기체의 다양성을 연구하는 데 많은 노력을 기울이고 있지만 기존 모델은 이러한 다양성을 생태계 내 역할과 연결하지 않습니다.

제 XNUMX 저자 인 야생 동물 수의사, 역학자이자 Keller Family 인 James Hassell 박사는“기계공이 자동차 부품이 어떻게 상호 작용하고 성능을 개선하기 위해 어떻게 설계되었는지 이해해야하는 것처럼 전염병을 모델링하는 우리의 능력에도 동일하게 적용됩니다. 스미소니언 보존 생물학 연구소 (SCBI) 글로벌 건강 프로그램의 Skorton 장학생. “질병 출현을 예측하기 위해 시스템 수준의 사고를 적용하려면 감염성 질병을 개념화하는 방법에 근본적인 변화가 필요합니다. 이것은 중요한 도전을 제시하지만이 기사에서는 극복 할 수없는 이유를 설명합니다. 예방과 치료의 비용을 비교해 볼 때, 우리가 공유하는 글로벌 건강, 특히 자연과 인간 건강 간의 연결에 대한 투자가 매우 중요합니다. "

연구원들은이 새로운 모델이 수의학 및 인간 의학, 질병 생태학, 생물 다양성 보존, 생명 공학 및 인류학과 같은 분야에 걸친 전문성과 협력을 필요로 할 것이라고 말합니다.

Smithsonian 국립 자연사 박물관과 Walter Reed Army의 Walter Reed Biosystematics Unit 연구 책임자 인 Yvonne-Marie Linton은“질병과 건강은 주로 인간 구조로 간주되며 질병에서 환경이하는 역할은 종종 간과됩니다. 연구소. “기생충과 곤충에서 새와 수생 생물에 이르기까지 다른 유기체의 건강은 생태계의 구조를 바꿀 수 있습니다. 우리가 제안하는 것은 자연에서 순환하는 전염병을 모델링하는 새로운 접근 방식으로, 과학자들은 야생 동물 개체군에서 이러한 병원체의 행동을 시뮬레이션하고, 인간 활동에 어떻게 반응하며, 사람들에게 미치는 위험을 더 잘 결정할 수 있습니다. .”

일반 생태계 모델은 본질적으로 먹이 사슬이 어떻게 조립되는지를 예측할 수있는 복잡한 모델입니다. 식물과 동물 사이의 에너지 전달 과정은 생태계를 구성하고 생태계를 구성하는 식물과 동물을 결정합니다. 이 논문의 저자는 새로운 버전 인 일반 "생태계"모델을 통해 질병 인자 (기생충, 바이러스 및 박테리아 포함)를 이러한 모델에 통합하기위한 프레임 워크를 설명합니다. 질병 개체를 포함하는 먹이 사슬이 어떻게 구성되는지에 대한 일반적인 규칙을 식별함으로써 주어진 생태계에 존재하는 병원체의 유형을 예측할 수 있어야합니다. 이를 통해 과학자들은 생태계의 특성 (예 : 교란)을 더 잘 이해하고 동물성 병원체를 포함 할 가능성을 높이고이 생태계와 상호 작용하는 사람들에게 미치는 위협을 예측할 수 있으며 심지어 컴퓨터 시뮬레이션과 겨냥한 개입 테스트를 허용 할 수 있습니다. 이러한 위협을 줄일 수 있습니다.

이러한 모델을 만드는 데 필요한 데이터의 양은 어렵지만 기생충 데이터가 수집 된 온전한 생태계에 대한 장기적인 연구는 이러한 연구를 시작하기에 좋은 장소입니다. 이를 더 광범위하게 개선하려는 노력은 Smithsonian의 ForestGEO 및 MarineGEO 프로그램과 같은 대륙에 걸친 대규모 생태학 연구를 활용할 수 있습니다.

이 새로운 모델의 잠재적 인 영향은 질병 확산에 대한 인간 인터페이스를 줄이는 것 이상으로 경제학 에까지 영향을 미칩니다. Smithsonian 환경 연구 센터의 해양 질병 생태학자인 Katrina M. Pagenkopp Lohan은“이 새로운 접근 방식을 사용하여 인간의 질병을 살펴볼뿐만 아니라 양식을 수행하거나 건강한 가축을 기르는 가장 좋은 방법을 살펴볼 수 있습니다. . “종을 야생으로 재 도입하는 경우 성공하려면 생태계가 어떻게 생겼을까 요? 실제로 모델링 할 수 있습니다. 마음이 불고 있습니다.”

이러한 새로운 접근 방식의 비용은 상당하며 과학자, 지역 사회, 비정부 조직 및 국가의 글로벌 협력과 노력이 필요합니다. 빅 데이터와 기술의 엄청난 발전 시대에 이러한 접근 방식은 달성 가능하지만 현재 발생하는 것보다 훨씬 더 큰 규모로 향상된 데이터 수집, 공유 및 테스트가 필요합니다.

# # #

이 논문의 공동 저자는 Hassell, Global Health Program, SCBI 및 예일대 공중 보건 대학의 미생물 질병 역학 부입니다. Tim Newbold, 생물 다양성 및 환경 연구 센터, University College London의 유전학, 진화 및 환경학과; Andrew P. Dobson, 프린스턴 대학교 및 산타페 연구소의 생태 및 진화 생물학과; Linton, 동물학 박사, Walter Reed Biosystematics Unit, Smithsonian 박물관 지원 센터, 곤충학과, Smithsonian 국립 자연사 박물관 및 Walter Reed 육군 연구소; Lydia HV Franklinos, 생물 다양성 및 환경 연구 센터, University College London의 유전학, 진화 및 환경부; Dawn Zimmerman 박사, 수의사, 글로벌 보건 프로그램, SCBI 및 예일대 공중 보건 학교 미생물 질병 전염병학과; 그리고 Pagenkopp Lohan, 해양 과학 박사, 해양 질병 생태 연구소, Smithsonian 환경 연구 센터.