Hewan Bisa Menjadi Reservoir Varian SARS-CoV-2 Berikutnya Muncul
Pada April 2020, ketika ratusan ribu orang di seluruh dunia
telah meninggal karena COVID-19, satu orang yang terinfeksi—Nadia yang berusia
4 tahun—menjadi berita utama global. Seekor harimau Malaya yang tinggal di
Kebun Binatang Bronx New York, Nadia adalah salah satu hewan pertama yang
diketahui tertular virus dari manusia, kemungkinan besar dari penjaga.
Beberapa hewan yang terinfeksi SARS-CoV-2 mengalami gangguan
pernapasan dan gejala yang mengancam jiwa. Nadia selamat, tetapi yang lain —
termasuk Jupiter, seekor harimau di Kebun Binatang Columbus Ohio yang mati Juni
lalu — tidak. Dan seperti halnya manusia, bahkan hewan yang tidak menunjukkan
gejala pun dapat menyimpan dan menyebarkan virus.
Hingga Mei ini, 36 negara di Afrika, Amerika, Asia, dan Eropa
telah secara resmi melaporkan infeksi SARS-CoV-2 pada 23 spesies hewan bukan
manusia, termasuk tidak hanya kucing besar seperti harimau dan singa, tetapi
juga kucing dan anjing peliharaan, gorila, rusa berekor putih, hamster,
cerpelai ternak, berang-berang, trenggiling, manate, kuda nil, dan lain-lain,
menurut Organisasi Kesehatan Hewan Dunia, ketika didirikan sebagai OIE.
“Dengan SARS-CoV-2, hal yang luar biasa adalah berapa banyak
spesies yang telah terinfeksi virus berasal manusia,” kata ahli biologi evolusi
Edward Holmes, PhD, seorang profesor di University of Sydney, dalam sebuah
wawancara.
Memahami bagaimana virus berpindah antarspesies—dikenal ahli
ekologi sebagai peristiwa “tumpahan”—rumit tetapi berpotensi kritis dalam
mengakhiri pandemi COVID-19, kata Holmes dan yang lainnya kepada JAMA.
Penularan antarspesies dapat menghasilkan reservoir hewan baru di mana virus
dapat berkembang biak atau bertahan untuk waktu yang lama, menciptakan potensi
patogen untuk menularkan kembali ke populasi manusia.
Saat virus melompati penghalang spesies, ia juga beradaptasi
dengan berbagai inang yang berbeda, menimbun mutasi yang dapat mengubah
perilaku, penularan, atau kemampuannya untuk menghindari vaksin dan pertahanan
kekebalan dengan cara yang belum diketahui. “Yang mungkin kami takutkan adalah
situasi di mana, ketika segala sesuatu tampak terkendali, kami memiliki varian
baru yang menyebar dengan cepat, terlihat sangat berbeda, dan kami tidak tahu
dari mana asalnya,” Barbara Han, PhD, seorang ahli ekologi penyakit di Cary
Institute of Ecosystem Studies di New York, mengatakan dalam sebuah wawancara.
Tanpa pengawasan, varian baru bisa luput dari perhatian.
Maret lalu, Organisasi Kesehatan Dunia, OIE, dan Organisasi Pangan dan
Pertanian PBB (FAO) meminta semua negara untuk mengambil langkah-langkah untuk
mengurangi penularan SARS-CoV-2 antara manusia dan hewan. Rekomendasi tersebut,
yang ditujukan untuk melindungi semua spesies dari penyakit dan mengurangi risiko
varian baru, menekankan pemantauan satwa liar mamalia untuk infeksi.
Melihat di balik COVID-19, pengawasan hewan yang lebih luas
diperlukan untuk mendeteksi penyakit zoonosis di masa depan sebelum salah
satunya menyebabkan pandemi berikutnya, kemungkinan yang menurut para ilmuwan
diperparah oleh perubahan iklim. “Kita semakin banyak berinteraksi dengan satwa
liar di planet yang mengalami perubahan iklim, dan itu akan meningkatkan
peluang terjadi perpidahan virus antara manusia dan hewan,” kata Holmes. “Ini
kepastian mutlak.”
Banyak Rintangan
Bukti menunjukkan bahwa novel coronavirus kemungkinan besar
berasal dari kelelawar tapal kuda sebelum ditransmisikan ke inang perantara
yang masih belum diketahui — antara lain diduga trenggiling dan anjing racoon —
yang pada gilirannya menularkannya kepada manusia, mungkin dalam 2 atau lebih
peristiwa terpisah. Itu menjadikan SARS-CoV-2 1 dari hampir 900 patogen
zoonosis yang diketahui telah membuat lompatan dari hewan bukan manusia ke
populasi manusia selama ribuan tahun.
Namun paradigma penyakit menular yang menempatkan manusia di
puncak rantai penularan adalah salah, menurut Holmes. “Sepanjang sejarah, manusia
telah menularkan penyakitnya kepada hewan lain,” ujarnya merujuk pada konsep
reverse zoonosis. “Kita adalah bagian dari ekosistem.”
Meskipun pertukaran virus sering terjadi, faktor-faktor
tertentu diperlukan agar patogen mencapai potensi pandemi. Misalnya, sebagian
besar virus tingkat pandemi menyebabkan infeksi pernapasan, dan risiko wabah
global lebih besar jika — seperti SARS-CoV-2 — dapat ditularkan tanpa gejala,
kata Holmes.
Tetapi bahkan virus siluman ini harus mengatasi rintangan
tambahan yang dapat mencegah penyebaran ke spesies baru. Penghalang terbesar
adalah mekanisme lock-and-key:
antigen permukaan virus harus mampu secara efektif mengikat reseptor permukaan
sel inang untuk memasuki sel dan bereplikasi. Perbedaan kecil dalam struktur
protein permukaan virus dapat mencegah "kunci" ini untuk membuka
kunci mesin seluler inang. Dalam kasus SARS-CoV-2, "kuncinya" adalah
protein Spike dan "kunci" adalah reseptor enzim pengonversi
angiotensin 2 (angiotensin converter 2
/ ACE-2) pada manusia dan ratusan vertebrata lainnya.
Hewan yang berbeda seringkali memiliki sedikit perbedaan
dalam reseptor bersama mereka. Untuk mengikatnya, protein virus harus mengalami
perubahan dalam urutan genetiknya dan menghasilkan struktur 3 dimensi. Beberapa
virus, seperti SARS-CoV-2, memiliki kemampuan untuk mengubah kunci mereka
dengan cepat agar sesuai dengan banyak kunci. “SARS-CoV-2 merupakan jenis virus
“Pisau Tentara Swiss” yang luar biasa yang dapat menggunakan reseptor [ACE-2]
dari berbagai spesies,” kata Michael Letko, PhD, ahli virologi molekuler dari
Washington State University, dalam sebuah wawancara.
Dalam sebuah penelitian tahun lalu, Angela Bosco-Lauth, PhD,
DVM, seorang peneliti penyakit zoonosis di Colorado State University, dan
rekannya menganalisis SARS-CoV-2 yang diisolasi dari sekelompok kecil mamalia
yang terpapar secara eksperimental termasuk kucing dan anjing. Mengurutkan
sampel ini mengungkapkan 14 varian baru, termasuk 6 perubahan pada protein Spike.
Peneliti lain telah mengamati peningkatan tingkat evolusi
ketika virus pertama kali ditularkan dari manusia ke spesies lain, termasuk
cerpelai dan rusa berekor putih, menurut Finlay Maguire, PhD, seorang ahli
epidemiologi genom di Universitas Dalhousie di Kanada. “Ini mengkhawatirkan
karena Anda memiliki sesuatu yang beradaptasi dengan satu lingkungan yang masuk
ke lingkungan yang berbeda dan kemudian berpotensi banyak berubah, cukup
cepat,” kata Maguire dalam sebuah wawancara.
Untungnya bagi manusia, kata Holmes, jenis tingkat mutasi
yang lebih tinggi biasanya membantu virus beradaptasi dengan inang baru mereka
dan jarang memberikan keuntungan untuk menginfeksi ulang yang lama.
Sebelum pandemi COVID-19, Letko dan rekannya mempelajari
bagaimana coronavirus sindrom pernapasan Timur Tengah (MERS-CoV), coronavirus
zoonosis lainnya, mungkin telah beradaptasi dengan inang yang berbeda. Dalam
percobaan laboratorium, mereka berulang kali menularkan virus melalui reseptor
inang dipeptidyl peptidase 4 (DPP-4) versi turunan kelelawar, mengurutkan
protein Spike virus dengan setiap peristiwa penularan. Meskipun pada awalnya
virus tidak secara efisien mengikat versi reseptor DPP-4 ini, para peneliti
menemukan beberapa rute adaptasi yang berbeda — mutasi lonjakan di 1 lokasi vs
2 di lokasi lain dapat menghasilkan peningkatan serupa dalam kemampuan
pengikatan virus.
Studi ini adalah salah satu pengamatan pertama dari banyak
cara virus corona dapat beradaptasi dengan inang baru, kata Letko. “Saat itu,
agak aneh melihatnya,” katanya tentang penelitian tahun 2018. “Tapi sekarang
yang kita lihat dengan SARS-CoV-2 dan bagaimana varian berbeda ini muncul.”
Dia mencatat bahwa mutasi Spike MERS-CoV meningkatkan interaksi
virus dengan varian reseptor DPP-4 tetapi tidak meningkatkan kemampuannya untuk
mengikat ke bentuk yang ditemui sebelumnya. Ini mungkin juga terjadi pada
varian SARS-CoV-2. Saat virus bergerak melalui spesies hewan, ia berevolusi
untuk bereplikasi pada spesies tersebut, bukan pada manusia. “Seiring
berjalannya waktu, itu akan memaksimalkan potensi penularannya pada spesies
hewan lain,” kata Holmes. “Varian apa pun yang tampak lebih menular dan/atau
mematikan pada manusia hanya dapat berevolusi secara kebetulan.”
Mendobrak Hambatan
Eksperimen di laboratorium dapat mengungkapkan potensi virus
untuk berpindah antar spesies dan jenis varian yang mungkin muncul saat itu.
“Tapi kami tidak memiliki informasi untuk mengatakan apakah itu akan tumpah
atau tidak,” kata Letko. "Di situlah faktor ekologi muncul."
Utama di antara faktor-faktor tersebut adalah interaksi
manusia-hewan. Dalam 2 bulan pertama setelah timbulnya COVID-19, para peneliti
mulai meneliti kucing dan anjing peliharaan untuk mencari infeksi, kata Samira
Mubareka, MD, seorang ilmuwan klinis di Institut Penelitian Sunnybrook
Universitas Toronto, dalam sebuah wawancara. Pada tahun pertama pandemi,
infeksi cerpelai dilaporkan terjadi di peternakan di beberapa negara, termasuk
Belanda, Kanada, dan AS, dan beberapa wabah menyebabkan pemusnahan massal.
Untuk mengidentifikasi spesies yang rentan dan area untuk
surveilans, ahli epidemiologi, ahli biologi satwa liar, dan lainnya telah
menemukan hewan yang kemungkinan besar berhubungan dekat dengan orang-orang di
pasar atau lingkungan pertanian.
“Kami mencoba memilih spesies yang relevan secara ekologis,”
kata Bosco-Lauth dalam sebuah wawancara.
Spesies satwa liar tertentu yang hidup dekat dengan manusia —
sigung belang, tikus rusa, dan tikus hutan berekor lebat — rentan terhadap
infeksi SARS-CoV-2 dan dapat menularkan virus, Bosco-Lauth dan rekannya
melaporkan pada tahun 2021. Hewan lain yang termasuk dalam penelitian, seperti
kelinci cottontail, tikus rumah, dan rakun, resisten terhadap infeksi.
Dalam upaya pengawasan lainnya, Mubareka dan rekan mengambil
sampel 776 hewan dari 17 spesies satwa liar di Ontario dan Quebec, tidak
menemukan bukti infeksi saat ini atau sebelumnya. Namun, setelah infeksi
SARS-CoV-2 pada rusa berekor putih dilaporkan di AS bagian barat tengah, tim
Mubareka juga menemukan infeksi pada rusa Kanada.
Para peneliti telah meluncurkan program pengawasan satwa liar
SARS-CoV-2 di Ontario pada musim panas 2020. Inisiatif yang sedang berlangsung,
sebuah kolaborasi dengan jaringan pengawasan yang sudah ada sebelumnya untuk
penyakit rabies dan wasting kronis, melibatkan studi roadkill dan menjebak
serta melakukan pengambilan sampel cerpelai liar secara langsung. dan binatang
kecil lainnya. Program ini juga mengandalkan pemburu untuk memberikan sampel.
Untuk beberapa spesies seperti rusa, "ini merupakan pengambilan sampel
yang lebih oportunistik" karena kesulitan mengambil sampel hewan hidup di
alam liar, kata Jeff Bowman, PhD, ahli ekologi satwa liar di Kementerian Sumber
Daya Alam dan Kehutanan Ontario, dalam sebuah wawancara.
Mei 2022 lalu, tim melaporkan penemuan “garis keturunan
SARS-CoV-2 yang paling berbeda hingga saat ini” pada rusa berekor putih di
Ontario. Perbandingan dengan genom virus dari infeksi manusia mengungkapkan
bahwa rusa mungkin telah menularkan varian tersebut ke setidaknya 1 orang,
menurut artikel pracetak yang belum ditinjau oleh rekan sejawat. Mink yang
dibudidayakan di Belanda dan hamster dari toko hewan peliharaan di Hong Kong
juga telah menginfeksi manusia. Dan Juli ini, para peneliti di Thailand
menerbitkan laporan kasus seorang dokter hewan yang terinfeksi SARS-CoV-2 dari
kucing pet yang bersin ketika diusap hidungnya.
Meskipun peristiwa spillback
(tumpahan balik) seperti itu jarang terjadi, hal ini mungkin terjadi. Han menyamakan
meningkatnya jumlah reservoir hewan SARS-CoV-2 yang potensial dengan melempar
lebih banyak dadu dalam permainan untung-untungan. Karena jumlah spesies hewan
yang terinfeksi SARS-CoV-2 meningkat, demikian juga kemungkinan munculnya
varian baru dan menyebar kembali ke manusia. “Ini seperti meletakkan lebih
banyak dadu di luar sana untuk digulirkan selamanya,” katanya. “Anda tidak
pernah tahu kapan Anda bisa mendapatkan kombinasi yang memberi Anda Omicron
berikutnya.”
Han mengambil pendekatan komputasi untuk mengidentifikasi di
mana varian baru ini mungkin muncul. Timnya telah mengembangkan model
pembelajaran mesin untuk memprediksi spesies yang paling rentan terhadap
tumpahan tersebut. Teknik ini tidak hanya memperhitungkan kesamaan urutan ACE-2
spesies tetapi juga nuansa dalam interaksi dunia nyata dan distribusi
geografis.
Model seperti itu membutuhkan konfirmasi dari studi
laboratorium dan surveilans kerja lapangan. Tapi mereka “dapat membantu
memprioritaskan tempat untuk melakukan pengawasan yang mahal,” kata Han. “Itu
adalah prediksi yang dimaksudkan untuk diuji, dan terserah kita untuk
memutuskan tingkat pengujian apa yang ingin kita investasikan.”
Faktor Iklim
Penularan melalui udara selama kontak dekat, virus dalam air
limbah, dan hewan pengerat serta hewan kecil lainnya yang hidup dekat dengan
manusia semuanya mungkin berperan dalam infeksi lintas spesies SARS-CoV-2,
menurut Mubareka. Untuk rusa berekor putih, penyebab potensial termasuk masker
atau tisu wajah bekas yang dibuang, air limbah yang terkontaminasi, inang hewan
perantara, atau penularan langsung dari manusia.
Memerangi pandemi akan membutuhkan pemahaman yang lebih dalam
tentang bagaimana peristiwa ini terjadi dan dampaknya terhadap evolusi virus.
Populasi virus yang berbeda yang berkembang di inang yang berbeda dapat
mewakili perubahan mendasar dalam ekologi dan evolusi SARS-CoV-2 dan dapat
mengakibatkan dinamika penyakit yang berbeda, kata Maguire. Untuk alasan ini,
upaya untuk mengekang pandemi yang sedang berlangsung—dan ancaman zoonosis di
masa depan—harus berfokus tidak hanya pada tindakan kesehatan masyarakat
manusia tetapi juga tindakan pengawasan dan pengendalian yang berfokus pada
hewan.
Langkah-langkah itu sekarang lebih kritis dari sebelumnya,
karena perusakan habitat, pertanian intensif untuk memenuhi kebutuhan manusia
yang terus meningkat, dan perdagangan dan perburuan satwa liar ilegal mengancam
untuk meningkatkan kemungkinan virus berpindah antar spesies.
Meskipun pembuat kebijakan telah menekankan perlunya
mendeteksi dan memadamkan ancaman zoonosis yang muncul, sebuah pendekatan yang
menyarankan tindakan harus diambil hanya setelah manusia sakit tidak cukup,
para peneliti baru-baru ini berpendapat di Science Advances. Menghitung biaya
pandemi global dalam hal kematian manusia dan dampak ekonomi, mereka
memperkirakan bahwa upaya pencegahan primer — menemukan virus yang muncul
sebelum menyebabkan pandemi — “menghabiskan biaya kurang dari 1/20 nilai nyawa
yang hilang setiap tahun” akibat ancaman semacam itu.
Pencegahan itu bergantung pada peningkatan pengawasan
limpahan, pengembangan basis data global urutan virus, pengurangan deforestasi,
dan pengelolaan perdagangan satwa liar yang lebih baik, menurut penulis.
Inisiatif seperti Global Virome Project mendorong jenis upaya pencegahan ini.
Satu tim peneliti baru-baru ini mensimulasikan bagaimana
pembagian virus antar spesies dapat berkembang selama setengah abad ke depan.
Karena perubahan iklim mengubah penggunaan lahan manusia dan menyebabkan
spesies lain mengubah wilayah geografisnya, para ilmuwan memperkirakan bahwa
hewan akan berkumpul di hotspot keanekaragaman hayati, terutama pada ketinggian
yang lebih tinggi. Wilayah tersebut diperkirakan akan tumpang tindih dengan
wilayah dengan kepadatan penduduk yang lebih besar, terutama di Afrika dan
Asia.
Pergeseran antarmuka manusia-hewan ini, yang digambarkan
Holmes sebagai “garis patahan kritis” untuk zoonosis, diharapkan mendorong
sekitar 4000 penularan virus lintas spesies baru berdasarkan proyeksi untuk
tahun 2070. “Transisi ekologis ini mungkin sudah berlangsung dan bertahan
pemanasan di bawah 2 °C dalam satu abad tidak akan mengurangi penyebaran virus
di masa depan,” tulis para peneliti dalam sebuah artikel yang diterbitkan di
Nature pada musim semi lalu.
Studi semacam itu—dan pandemi saat ini—menekankan hubungan
mendalam antara kesehatan manusia dan ekosistem serta kebutuhan untuk memantau
dan melindungi hewan. Untuk mencegah pandemi berikutnya, maka kita benar-benar harus proaktif dalam melakukan surveilans pada banyak spesies hewan karena kita semua saling terhubung.
Sumber:
Jyoti Madhusoodanan. 2022. Animal Reservoirs—Where the Next
SARS-CoV-2 Variant Could Arise. Medical News & Perspectives.
#SARSCoV2
#Zoonosis
#ReservoirHewan
#OneHealth