特稿|气候变化如何“创造”新的传染病危险时代

黄向京当时可能正在摆弄阳台上的花草,蚊子被她身上的味道吸引了过来。6月的新加坡,正值雨季,是一年中蚊虫肆虐最严重的时候。

黄向京不太可能记得那次叮咬的更多细节——这实在太普通了。然而这次叮咬却有不同之处:咬她的不是一只普通的蚊子,而是埃及伊蚊,并且这只伊蚊体内携带着导致登革热的病毒。

在经历了一周的胃酸倒流、胃口欠佳和不断咳嗽后,病毒终于在黄向京体内发作了。“那天晚上,我浑身发烫、全身爆出奇痒无比的红疹,没有一刻不想抓,手脚关节发肿疼痛,整夜无法入眠,简直令人崩溃。”黄向京向澎湃新闻()回忆道。

黄向京前后看了四名医生,直到最后一位大胆怀疑她患上登革热(新加坡当地又称骨痛热症),血液报告证实了医生的推测。于是,她成为新加坡今年上半年近2万例登革热病例中的一员。而按照目前的增长速度,今年很有可能成为新加坡史上登革热病例最多的一年。

“登革热”这个词来自斯瓦希里语短语“Ka-dinga pepo”,意思是“突然抽筋,犹如恶魔缠身。”在一些地区又被称为“断骨热、骨痛热”,因为患者会感觉骨头断裂般疼痛。

登革热已经存在了至少几个世纪,在亚洲和加勒比地区最为常见。根据世界卫生组织的资料,在1970年之前,只有9个国家发生过严重的登革热疫情。自那以后,每年受疫情影响的人口数已经增加了30倍,现在登革热128个国家流行,仅2019年全球就至少记录了420万例登革热病例。

登革热传播范围的扩大与埃及伊蚊——这种疾病最重要的传播媒介活动范围扩张密切相关。随着全球变暖,越来越多地方开始变得适宜嗜热的伊蚊生存,伊蚊开始向北,以及更高的海拔扩展。最近的一项研究估计,到2080年,世界60%人口将面临感染登革热的风险。

“事实是,气候变化会导致很多人生病和死亡。”美国乔治城大学全球健康与安全中心的生物学家科林·卡尔森博士在一份研究中表示,“蚊媒疾病将成为一种重要的(致病)方式。”

这并不是一个随意得出的论断。在过去五年中,卡尔森博士和他的同事们一直在研究一个重大的课题——全球气候变化、生物多样性丧失和新兴传染病之间的关系。

今年4月,他们的最新研究成果在全球顶级学术期刊《自然》杂志正刊上发表,揭示出的结论令人不安——通过完全重组全球动物病毒网络,气候变化正在创造一个新的传染病流行的危险时代。

纠缠全世界已经三年的新冠疫情大流行可以被视为这一时代的预演。美国传染病专家安东尼 · 福奇博士在2020年新冠疫情爆发后的一篇文章中写道,“我们已经进入了一个大流行的时代,气候危机正在成为越来越多的传染病背后的主要驱动因素。”

气候变化使得传染病的爆发更加普遍和危险的时刻已经到来。然而这一重大的变化过程究竟是如何发生的?《自然》研究的发现可以怎样帮助我们来认识和理解今天和未来不断出现的新流行病?我们又该如何应对?

2020年,新冠开始在全球流行,新加坡亦未能幸免。像绝大部分人一样,黄向京对新冠小心翼翼,却没有注意到彼时登革热病例已经创下该国有史以来的最高纪录。

在被伊蚊叮咬大约7天后,潜伏在黄向京体内的病毒开始使她出现症状。“坦白和你说,我是一个精力很充沛的人,但我从来没有精神这么差过,浑身乏力,最难受的是全身奇痒却不能抓,这种感受无法描述,简直令人抓狂。”发病一个月后,黄向京在电话中向澎湃新闻描述病情时,仍心有余悸。

医生告诫她,这段时间不可以受伤,因为她血小板很低,任何受伤出血都会止不住。尽管已万分小心,有一次一本画册不慎砸到了脚,还是把她吓了个半死,所幸还好只是淤血。

红疹肿胀一直持续到第八天才开始消退,黄向京才逐渐恢复过来。不过肝功能需要至少两周才可恢复正常。医生告诫她要加倍防范蚊子叮咬,假使再次感染登革热病毒,情况会更糟糕。

令黄向京难以理解的是,新冠发生才两年多,人类已经有了疫苗和治疗药物,而登革热症困扰了人类那么多年,无数人丧生,目前仍没有可靠疫苗和治疗药物,得了病主要靠自身免疫系统扛过去。

在西方,自16世纪起就有记录明确的登革热病例。二战后,日本和盟军士兵登革热出现过大量伤亡。根据世界卫生组织统计,全球129个国家的39亿人口有感染登革热的风险。每年估计有1亿人患上登革热症,7成病例来自亚洲,其中东南亚是疫情最严重的地区之一。

黄向京讲述了新加坡的一个真实案例:有一位老人家很小心地防范了新冠2年,结果今年因为一只蚊子叮咬而染上了登革热不幸过世。由于异常快速增多的登革热病例,新加坡在今年6月甚至举办了首届亚洲登革热症峰会,探寻疾病控制策略。

登革热、疟疾和寨卡病毒都属于对人类健康构成重大影响的媒介传播疾病,这类传染病是由昆虫(节肢动物)传播,占全部传染病的17%以上,每年导致70多万人死亡。

在长期从事针对虫媒病毒传染病研究的清华大学医学院教授程功看来,媒介传播疾病的危害远远被人们低估了。

在所有虫媒中,最“致命的杀手”莫过于蚊子。全世界大约有3500种蚊子,其中可传播人类病毒和疾病的有80多种:包括携带西尼罗河病毒的淡色库蚊;可以携带登革热和寨卡病毒的白纹伊蚊,其也称为亚洲虎蚊;以及最嗜血和嗜热的埃及伊蚊。

福奇博士对埃及伊蚊的评价是:“世界上最有效的疾病传播媒介,也是地球上最危险的生物之一,每年造成超过5000万人感染登革热、寨卡病毒以及黄热病和基孔肯雅热。任何可以有效感染埃及伊蚊的病毒也有可能接触到数十亿人。”

作为美国疾病控制与预防(CDC)的专家,福奇大概不会忘记CDC最初的成立正是为了消灭疟疾——一种主要由蚊虫传播的疾病。1946年,为了彻底消灭疟疾,美国联邦政府在南部的亚特兰大成立了CDC的前身——传染病中心(Communicable Disease Center)。之所以选择亚特兰大而不是首都华盛顿,也是因为彼时美国南部的疟疾疫情严重,将总部设在南部便于抗击疟疾。

程功告诉澎湃新闻,气候变化和媒介传染病的关系非常密切,可能会改变某种疾病的发生范围。以蚊子为例,气候变化对蚊子的影响很容易看见,因为蚊子对温度变化非常敏感。

“从实验室数据来看,蚊子在28℃度和37℃下的培养扩张速度是不一样的,蚊虫携带和传播病毒能力也是不一样的。温度越高,病毒在蚊虫体内的复制速度越快,因为节肢动物不是恒温动物,它是和环境温度保持一致的,温度高的时候,蚊虫一定会更容易携带和传播病毒。”程功说。

程功指出,其次,蚊虫的种群一定是和温度成正比的,温度越高,蚊虫的种群数量就会越庞大,叮咬的几率和传播的效率也越高。仅从这两点来说,气温上升几乎肯定会导致蚊媒传染病的暴发流行。

在程功看来,人和野生动物接触的几率总体还是比较小的,但是通过蚊虫这种中间媒介,病毒的扩散范围就会大大增加了。

“许多人认为蚊虫叮咬的传播效率似乎不是很快,其实虫媒传染病R0值(基本繁殖数量))要高于流感。我们可能有经验,当一个屋子里有一只蚊子,这个屋子里所有人身上都可能被咬到。理论上,在一只感染病毒的蚊子的活动半径范围内,所有的人都会被它咬一次,换句话说,它可以感染这个范围内所有的人,过程非常快。”程功补充道。

程功所描述的这种变化事实上已经在发生。全球每年的登革热病例数在过去50年中已增加了30倍。中美洲的墨西哥城气温原先并不适合埃及伊蚊生存,但随着气温升高,伊蚊正在迁入。这意味着登革热、寨卡病毒和其他疾病肯定会随之而来。对于有着2000多万人口的墨西哥城来说,无疑将是一场灾难。这种现象也在亚洲地区发生,如在2015年,尼泊尔仅有135例登革热病例,2019年就已上升到14662例。

更令专家担心的是,以往大多数非热带国家的登革热病例大多是来自国外的输入性病例(包括中国)。然而,随着温度升高,蚊子活动范围变大,外界的一些入侵蚊虫(如亚洲虎纹)正在取代本地的蚊种。这使得它们携带的病毒逐渐成为一种扎根当地、长期传播的地方病。

美国最大的病毒研究中心之一、加尔维斯顿国家实验室(Galveston National Lab)科学主任斯科特·韦弗(Scott C. Weaver) 教授向澎湃新闻证实,这种现象已经在美国南部的休斯顿、佛罗里达州一些城市出现。

“温度和降雨量的变化将扩大现有的虫媒传播疾病的范围,如埃及伊蚊,增加受登革热、寨卡和黄热病病毒等虫媒病毒感染风险影响的地理区域。”他对澎湃新闻说。

然而,除了虫媒介传播的疾病会受到气候变化的影响外,《自然》的一项研究指出了对人类威胁更大的一个问题。

大约在2015年的时候,英国疾病生态学家格雷格·阿尔伯里(Greg Albery )开始思考气候变化会对传染病的传播带来怎样的影响。

根据世界卫生组织的说法,从脊椎动物(包括哺乳动物和禽类)传给人类的疾病被称为“人畜共患病”(zoonotic disease),此类疾病占所有人类传染病的三分之二。

根据联合国下属的生物多样性和生态系统服务政府间科学政策平台( IPBES )的数据,据估计,哺乳动物和鸟类中目前还存在170万种“未发现的”病毒——其中多达85万种可能有能力感染人类。

长期以来,大部分病毒一直“默默”地在动物当中传播,偶尔会零星“跳跃”传播到人类,但大多很快消失。如今,这些自然的防御系统和规律正在逐渐瓦解。

阿尔伯里和他的美国同事,乔治城大学全球健康与安全中心的生物学家科林·卡尔森 (Colin Carlson)从2019年开始着手通过大规模的数据模型来分析全球3100种哺乳动物过去、现在和未来(到2070年)因为气候变化而发生的活动范围变迁,并预测假使这些范围重叠,发生病毒“溢出”的可能性。哺乳动物是所有动物中已知携带病毒多样性比例最高的类别,并且其与人类健康的相关性最大。

这项重要研究的成果今年4月发表在《自然》正刊上。“我们发现气候变化正越来越多地推动哺乳动物物种之间的新相遇,从而增加了新疾病传播的风险,对人类健康产生 ‘无可置疑的’的影响。”阿尔伯里在视频采访中对澎湃新闻说。

实际上,早在2017年就发表于《科学》杂志上的一项研究就已发现,在全球40000个物种中,由于气候条件的变化,大约一半已经在迁移。一般来说,物种通过向地球两极移动来寻求更冷的温度。陆地动物以每十年平均16公里的速度向极地移动,而海洋物种以每十年72公里的速度移动。

阿尔伯里和科尔森的研究则进一步显示,未来任何程度的全球变暖都可能导致哺乳动物物种之间首次相遇次数出现前所未有的增加,次数之多以至于会使宿主病毒网络无法识别。

研究称,无论未来全球碳排放情景如何,绝大多数哺乳动物物种的潜在活动范围内将至少和一种其不熟悉的物种的活动范围重叠。这意味着将发生超过30万次物种之间的首次相遇,预计将导致至少15000起新病毒的跨物种传播事件,可能有超过4000种病毒被共享。简而言之,研究结果表明,到 2070 年,气候变化可能“很容易成为跨物种病毒传播的主要人类驱动因素”。

当两种或者更多的物种发生新相遇时,就是它们相互 “交换”病毒的机会。 除了交换病原体之外,物种之间的首次相遇也为病毒的进化和“溢出”提供了平台。最好的例子是野生动物市场——这不仅是动物交换病毒,也是病毒进化或直接传播给人类的最佳场所。

通过绘制这些跨物种传播事件可能发生的地理位置,阿尔伯里和卡尔森发现它们很可能集中在非洲和亚洲生物多样性高和人口稠密的地区,最有可能影响东南亚、东亚和中非部分地区的人类健康。

研究者们还探讨了哪些类型的哺乳动物最有可能参与病原体传播。结果表明,在哺乳动物物种中,蝙蝠最值得关注。其中一个主要原因是蝙蝠是仅有的可以飞行的哺乳动物,这使它们可轻松地迁移到新的地区以应对气候变化。

美国加尔维斯顿国家实验室科学主任斯科特·韦弗告诉澎湃新闻,他相信,上述《自然》的研究更正式地证实了许多病毒学家直觉上怀疑的问题:气候变化将重新分配许多人畜共患病毒宿主的栖息地,促进病毒跨物种传播的风险。此外,较少多样性的动物种群集中在较小的区域可能会促进动物流行病的爆发,这将增加流行病蔓延到人类的风险。

不过,韦弗也表示,目前还很难将气候变化确定为已知的跨物种转移的“确凿证据”,因为这还涉及到其他几个重要因素,如森林砍伐和土地利用、城市化、全球商业等方面的其他变化。“我们需要更好地监测病毒及其宿主,以确定预测中的病毒分布变化,然后才能直接确定气候变化对人类的直接影响。”他说。

耶鲁大学生态与进化生物学研究员科恩( Jeremy Cohen)向澎湃新闻进一步解释,一种原本在动物中传播的病毒“溢出”(Spillover)传给人类的情况过去也发生,但现在越来越普遍,原因是:1)人类为了大规模的农业而聚集了大量密切接触的动物,使得疾病在牲畜之间迅速传播,并增加了它变异和传播给从事牲畜工作的人类的机会;2 )人类因为商业利益更频繁地侵犯野生动物生存的地区,加上国际旅行的普及使得增加了疾病传播到新的地区,并传染给人类的机会;3)气候变化正在灾难性地摧毁生物多样性,并使得携带病毒的动物(包括昆虫)活动范围增加,进一步为疾病的传播打开了大门。

生物多样性对于大自然的平衡至关重要,因为动植物的自然多样性赋予每个物种更大的抵御威胁的弹性,并共同为自然系统提供了一个微妙平衡的安全网。随着多样性的减弱,平衡被打破,剩下的物种更容易受到人类的影响,“溢出”事件就更容易发生。

流行病学上的一个经典案例是亨德拉病毒的故事。该病毒于1994年在澳大利亨德拉爆发疫情时首次被发现。科学家们花了几个月的时间调查才弄明白发生了什么:巨型果蝠——澳大利亚人称它们为“狐蝠”,一种2000万年来一直栖息在澳大利亚的常见蝙蝠,随着它们的自然栖息地——热带雨林被道路、伐木和农场所分割,并且由于气候变化,他们的食物来源变得越来越难稀少,而不得不迁移栖息到牧场的树上。它们的尿液污染了草地,其中含有一种以前人类未见过的病毒,它跳到在草地上吃草的马身上,然后跳到照顾它们的人类身上。人类感染亨德拉病毒的死亡率为50%至75%。幸运的是,它的传染性不高。

相似的情况发生在1999年马来西亚的尼帕——那里的森林被迅速砍伐,改为棕榈种植园,这将原来栖息在此处的果蝠赶到了人类养猪场的边缘。气候变化改变了果蝠的食物供应,当它们狼吞虎咽地吃水果时,它们把树枝上的食物碎片连同它们的尿液一起扔进了猪圈,据信至少有一只猪吃了一些。当这头猪被屠宰并运往市场时,处理猪肉的人感染了病毒并开始传播,超过100人因此死亡,病死率在40%至75%之间。这个故事后来被改编拍成了电影《传染病》而广为人知。

科学家认为,目前困扰世界的新冠病毒很有可能也是起源于蝙蝠。剑桥大学和德国波茨坦气候影响研究所的罗伯特·拜尔(Robert Beyer)博士认为,气候变化导致蝙蝠的全球分布发生变化或是病毒“溢出”的原因之一。

他关于蝙蝠的研究某种程度上也印证了阿尔伯里《自然》研究的结论:对大多数物种而言合适的栖息地需要特定的气候和环境条件,随着气候变化改变了这些条件,物种的地理范围开始发生变化。这可能会迫使物种从某些地区消失,同时允许它们在其他地区扩张,当物种的地理范围因气候变化而发生变化时,它们携带的病毒会直接靠近人类,或者可能会跳到入侵栖息地的其他物种身上。

拜尔的研究还指出,气候变化还会通过更高的温度增加某些物种的病毒载量,从而增加病毒传播的机会。更高的气温还可以增加病毒对热的耐受性,这反过来又会增加感染率,因为人类对抗传染病的主要防御系统之一是提高人体体温。

在对东南亚某地的研究中,拜尔的团队发现,气候变化导致该地区在过去 100 年里从热带灌丛地大规模转变为热带稀树草原和落叶林地。这为许多蝙蝠物种创造了合适的栖息环境,导致该地区估计增加了约 40 种蝙蝠物种。鉴于每个蝙蝠物种平均携带 2.7 种冠状病毒,这相当于估计增加了100 种蝙蝠传播的冠状病毒。

拜耳还向澎湃新闻指出,“这些新的病毒在动物物种间的传播带来了一个大问题,那就是病毒的宿主物种越多,病毒最终传染给人类的可能性就越大。此外,倘若病毒从一个动物物种跳到另一个物种,它可能会在第二个物种中进一步进化,然后允许病毒跳到第三个物种(如人类)。假使病毒没有首先在两个物种之间首次跳跃,第二次跳跃或是不可能的,而这些的始作俑者是气候变化导致不同物种栖息地的重叠。”

研究称,到2070年,非洲、中国南部、印度和东南亚的人口中心将与野生动物跨物种病毒传播热点重叠(来源:GUMC)

随着气候变化加剧,未来出现更多的传染病的可能性是巨大的。在已知的数量庞大、且可感染人类的不明病毒中,许多种都可能引发比新冠病毒更具破坏性和致命性的疫情。

中国疾病预防控制中心寄生虫病预防控制所所长周晓农在评论《自然》的研究工作时对澎湃新闻表示,这项研究拉响了警报,气候变化对传染病的影响是切实存在的,在上世纪90年代可能人们还不曾意识到这些。

周晓农进一步指出,病原体“溢出”有两层概念,一层就是气候与土地利用变化下的跨物种传播; 还有一层,是某些局域性传染病发生了区域性的扩展,出现了新的感染动物与人群。《自然》的研究把两者都考虑了进去,用比较巧妙的方法,借用气候变化模型加上土地利用变化的组合将这个复杂问题的各种情况充分展示了出来。事实上,研究者惊讶地发现,这种气候变化对传染病传播模式的变化已经开始了,绿色发展已迫在眉睫。

也有专家指出,现实中实际的风险可能会被许多其他因素所减轻,包括野生物种无法成功适应气候和土地利用的变化,病毒不相容防止了溢出,或者增加对医疗保健的投资以最快检测到最初溢出的发生。阿尔伯里也承认,不同物种新的相遇可能会发生,但并不一定都会转化为对人类的风险。

最理想的情况是——科学家们希望在下一个溢出病毒开始感染人类之前就可发现它,并且预防其成为流行病。

阿尔伯里承认做到这一点远比预测难得多。“我们需要采取措施建立卫生基础设施,以保护动物和人类。至关重要的是,这种强化的基础设施需要与对野生动物、它们的活动和疾病的积极监测相结合,以确保我们掌握全球变化的脉搏。”他说。

ybvipapp

发表回复

您的电子邮箱地址不会被公开。

Related Posts