分享

下一次全球性的流行病将发源于哪里?(图)

 昵称535749 2012-06-23

自左向右依次为:唾液中的流感病毒、SARS病毒、埃博拉病毒、结核病毒。

博主按:尽管目前甲型N1H1流感在全球闹得沸沸扬扬,但是美国著名的进化生物学家贾里德·戴蒙德和流行病学专家内森·伍尔夫认为:下一种杀手细菌可能会爆发于非洲的雨林中,或者也可能会爆发自家养的宠物身上……

下一次全球性的流行病将发源于哪里?

胡德良 编译

贾里德·戴蒙德教授登上从香港返回洛杉矶的飞机后不久,邻座上的那位乘客就开始打喷嚏,她打了又打,然后她又开始咳嗽,最后她想呕吐,从前面座位靠背处拿出呕吐用袋,吐进袋里……她站起身来挤过去,步履蹒跚地朝飞机前部的厕所走去。显然,那位妇女很难受,但是戴蒙德教授当时的感觉并不是对她的同情,而是感到害怕。因此,他要求飞机上的乘务员为他换个座位,尽可能离那位乘客远远的。

当时,戴蒙德教授想到的是另外一个病人——来自华南广东省的一个男子。香港京华国际大酒店拥有各种高档消费设施:游泳馆、健身中心、餐馆、酒吧以及供来宾进行社交和联络的各种场所。2003221日,那名男子在911房间住了一夜。不幸的是,该男子得了严重急性呼吸综合征(SARS),这对许多其他人来说也是一种不幸。他可能是直接从患病蝙蝠那里感染的;或者是从一种叫做果子狸的树栖小动物那里得来的——果子狸在广东一家很有名气的、出售食用野生动物的农贸市场上很常见;不然就是感染自某个人或一系列人,但他们最初的感染源是某种动物。

在短暂的留居过程中,那名男子掀起了一场SARS的“超级传播”事件:在该宾馆的宾客及来访者中,至少造成了16个其他的SARS病例;后来随着那些宾客和来访者继续他们的行程(就象戴蒙德教授回洛杉矶时邻座上的那位乘客那样),结果在整个亚洲、欧洲和北美洲又引起了几百个SARS病例。通过下面的事实,可以判断出传染是由911房间的客人造成的:三个月之后,在他房门外的地毯上和宾馆电梯附近获取到SARS病毒的遗传学证据,病毒大概是那名男子自己打喷嚏、咳嗽或者呕吐时喷出来的。

戴蒙德教授并没有因为SARS而死亡,但他的经历充分地说明了奇怪而不可阻挡的传染病具有它可怕的一面。全球化、气候变化、以及耐药性的威胁共同为一场劲头十足细菌风暴搭建了一个舞台。在这种情况下,一种病原体——也许是另外一种人类免疫缺陷病毒(HIV)或者另外一种天花,可能会当场爆发,以至于我们还没来得及反应,就致使几百万死亡。

病原体悖论

要想领会细菌风暴的危险,我们必须明白:为什么所有细菌通过进化要把我们致病或者致死呢?从进化的角度来讲,细菌摧毁寄主对其本身的生存有什么帮助呢?

想象一下:把我们的身体当成微型生物的“栖息地”,就象一片森林为较大的动物(如:鸟类和松鼠)提供了栖息地一样。这些物种包括虱子、蠕虫、细菌、病毒和变形虫,它们把我们的身体当作森林并生活于其中。在这些“居民”中,许多是“良民”,并不对我们进行伤害。但是有些微生物好象故意要使我们得病,有时是小病小灾,如普通感冒;有时则使我们病到极点,直到置我们于死地,如天花。

长期以来,杀手细菌向进化生物学家们提出了一个自相矛盾的问题:为什么一种微生物通过进化要毁坏其赖以生存的栖息地呢?通过类比,你可以推知:松鼠应该不会摧毁自己所居住的森林,因为如果那样的话,该物种就会很快灭绝的。

 

问题在于这样一个事实:为了长期生存下去,局限于人体内的任何一种微生物必须有能力从一个受害者传播到另一个受害者。这里存在一个简单的、跟数学相关的必要条件:平均来看,对于每一个死去的、或者康复后自身清除了细菌的前期受害人,这种细菌都必须能够使至少另外一个人感染。如果新感染的受害人数跟前期受害人数之比所得的平均数小于1,那么这种细菌的传播注定是要失败的。

微生物不会行走、不会飞翔,无法从一个寄主达到另一个寄主,所以微生物必须借助于一系列邪恶的花招来传播。在我们看来只不过是一种疾病的症状,但对病菌来说可能是极为重要的手段,可以用来获得人们的帮助,以便到处传播。普通细菌的花招就是致使人们打喷嚏、闹痢疾、或者在皮肤上长出脓疮。这些症状分别会使细菌散播到我们呼吸的空气中,通过粪便传入当地供水系统中,通过接触沾染在他人的皮肤上。这说明了细菌为什么希望在受害者身上引发讨厌的症状。

进化生物学家们推断:保持我们自己活命、排除新型细菌的侵袭将是对付这种细菌的一个极好的策略,随着时间的推移,这种细菌的毒性会因此而变得越来越小,而不会变得越来越剧烈。梅毒的历史就是一个例证。1495年,梅毒最初出现在欧洲的时候,在几个月之内就引起了严重而痛苦的症状;但是到1546年时,梅毒变成了缓和的发展性疾病,跟我们今天所了解到的情况一样。

然而,如果说我们保持活命是个合理的策略,那么为什么某些病原体甚至还要杀死我们呢?

有时,一种细菌在人类中进行致命的发威,这种发威源自自然界的一次偶然事件。例如,这种细菌可能舒舒服服地适应了某些动物寄主,它平时寄居于这些动物体内,并没有产生什么致命的后果;但是这种细菌可能不适应人体环境,也许很少感染人类,可是一旦感染人类,就可能会杀死人类寄主,而对于这种病毒来说,也算是走到了尽头。

以人类为目标的、把我们人类当作首要寄主的杀手细菌,其情况又怎样呢?进化生物学家们现在认识到,这些细菌的生存策略跟梅毒之类的病菌不同,但同样能够生存。拿霍乱菌和天花病毒来说吧,霍乱菌会引起人们腹泻,天花病毒会使人们生皮疹,两种病毒都可以在几天到几周的时间里置人于死地。从进化的角度来讲,在人们从感染病毒到死亡的短暂时间里,如果致命的症状能够将上万亿的细菌传染给潜在的其他受害人,那么对这种病毒是有利的。事实上,人们死去对于我们来说是不幸的,但对于这种细菌来说是一种可以接受的代价。在进化与自然选择的世界里,只要解决掉一个前期感染者,至少还能够使另外一个人感染,那么细菌对我们所做的一切就是公平的。

因此,细菌对待一种致命疾病的秘诀是,在下列两者之间获得一个平衡:其一是,一旦让人类感染后就很快置之死地的概率;其二是,利用人体把这种细菌传染给他人的效率。

这两者是相互关联的。细菌在引起致命的传染性症状方面效率越高(对这种细菌有利),在置人们于死地的速度上就越快(对这种细菌不利)。按照这个原则,一种病原体是通过两种途径之一来杀死许多人的:一种途径属于HIV类型,让病毒携带者存活很长时间,在几个月或几年的过程中传染给他人;另一种途径属于天花和霍乱类型,可能会通过爆发性的症状很快置人于死地,但是在一天之内就可以传染给几十个其他人。

寻找病源

对于流行病学专家来说,他们希望阻止这些传染病的爆发,而跟踪杀手细菌,找到其源头是关键。致命的流行病是在人类种群中自发产生的吗?还是来自其他物种的“礼物”,经过变异后传过来而导致人类生病的?是哪些生态系统产生的流行病?趁还没有造成太多危害的时候,我们能否一开始就将其制服呢?

一种由蚊子传播的病毒——黄热病毒的历史可以为我们提供一些答案。黄热病是在整个历史过程中一直给人类造成危害的流行病,目前仍然流行于热带南美洲与热带非洲地区。现在,生物学家们明白了黄热病起源于热带非洲的猴子,通过蚊媒传染给热带非洲人,目前仍然在通过蚊媒进行传播。几百年前,热带非洲人无意中携带着黄热病毒登上了运送奴隶的船只,将病毒带到了南美洲。

蚊子咬了感染病毒的奴隶,反过来又把这种病毒传染给南美洲的猴子,不久以后,蚊子咬了感染病毒的猴子,又直接回来把黄热病毒传染给当地的人们。

在当今的委内瑞拉,卫生部监视着野生猴子(如:吼猴)的情况,注意是否有大量的死亡现象出现。因为这种猴子特别容易遭受黄热病毒的感染,它们可以起到一个病毒库的作用,其中的病毒可以快速而大量地转向人类种群。大量猴子的死亡可以作为一个预警系统,标志着需要给附近的人类接种疫苗了。

这种由动物到人的交叉感染模式是突发性传染病常见的传染过程。事实上,历史上大规模的致命疾病都来自寄居于其他物种体内的细菌,其中绝大多数疾病来自其他热血哺乳动物,较少的疾病来自鸟类。

仔细想一想,所有这一切都是有道理的。细菌所适应的每一种新型动物寄主都代表着一个新的栖息地。对于细菌来说,最容易的就是在紧密相关的栖息地之间来回穿梭。也就是说,细菌最容易从拥有某种身体化学性质的动物物种,传播到跟该物种紧密相关的、有着极为相似的身体化学性质的动物物种体内。

在热带地区,疾病来源于许多野生动物,特别是非人灵长类动物。不光是人类的黄热病源自我们的灵长类亲属,HIV、登革热、乙型肝炎和间日疟等都是来自这些灵长类动物。其他的致病野生动物包括老鼠,老鼠是瘟疫和斑疹伤寒的传染源。

同时,象美国这样的温带地区,郊区的扁虱以及与人类接近的家畜身上的扁虱也构成了威胁。象老鼠和花栗鼠这样的哺乳动物贮主携带莱姆病毒和野兔热病毒;扁虱将这些疾病传染给人类。麻疹和肺结核是从牛那里产生的。生物学家们指出,天花很可能来自骆驼,而流感来自猪和鸭子。

下次流行病

当今,随着务农人员的越来越少,在郊区居住的人们越来越多,情况也自然会有所改变。一直以来,传染病的原理没有什么两样,但是现代环境——包括在生活上与宠物接近以及与遍地是哺乳动物的森林接近,正在把我们暴露于新的病原体储存库,并且我们可能要面临新的疾病传播模式。

在过去六个月中的大部分时间里,内森·伍尔夫教授是在热带非洲国家喀麦隆度过的,在那里研究现代环境可能引起的物种之间病变转移的类型。为了研究这种转移机制,伍尔夫教授跟农村地区的猎手呆在一起,他们宰杀野生动物,以野生动动物肉为食。伍尔夫教授从这些猎手身上采集了血样,也从那个社区其他人以及动物猎物身上采集了血样。通过检测所有的血样,他确定了寄居于动物贮主中的细菌,并集中研究了在那些猎手血液中检验出来的细菌,把他们当作爆发人类疾病的潜在人选。

一天晚上,伍尔夫教授问一群猎手:“在捕杀野生猴子或猿类的时候是否有过不小心伤及自己的情况?”他们有些怀疑地笑着说:“你连这个都不知道?”他们回答说:“当然!我们所有的人都曾经一次或多次受伤。”因此,他们拥有足够的机会通过动物血液遭受传染。

“仔细想一想,”伍尔夫教授说,“我本不该感到吃惊,我都数不清自己在切洋葱的时候总共受伤多少次。”不同之处在于:洋葱跟我们人类不是紧密相关的,洋葱病毒在我们体内扎根的可能性远远小于猴子病毒。

统计数据能够说明问题:苏格兰爱丁堡大学传染性流行病学教授马克·伍尔豪斯等研究人员发现,尽管有些病原体不象看起来那么可怕,但至少有868种人类病原体既可以感染人类,又可以感染动物。

过分活跃的细菌包括炭疽热病菌(以2000年的邮件袭击事件著称)、埃博拉病毒和马尔堡病毒(可引起感染者大出血和发高烧),以及引起疯牛病的朊病毒(疯牛病也称牛海绵状脑病,或者BSE),朊病毒通过使人们的神经系统退化而置之死地。这些细菌引起了恐慌,因为它们杀死了许多感染者。例如,在2000年,埃博拉病毒爆发,袭击了乌干达的古卢地区,在感染了这种病的425个人中,有53%的人死亡。感染BSE的死亡率是百分之百。

尽管这些病原体极其致命,但它们通常一次只杀死几百人,然后就筋疲力尽了。这些病原体在人与人之间的传播效率太低,不能够传播得特别广泛;少数感染者百分之百的死亡率所损失的仍然是一小部分人。

从动物传播到人类的致病菌可能不会感染更多的个体,原因有很多。例如:通常人们之间并不互相咬、互相抓、互相追逐,也不存在人吃人的情况。当然,这样就造成了某些疾病在人与人之间的传播非常罕见,或者根本不存在。这些疾病包括:狂犬病(被染病的狗或蝙蝠咬后而得病)、猫抓病(会引起皮损和淋巴结肿大)、野兔病(通常在猎捕和宰杀感染的野兔时而得病,会引起皮肤溃疡、淋巴结肿大和发烧)、牛绵状脑病(很可能是通过吃掉病牛的神经系统组织而得病的)。

一些传染病一旦被确认,就比较容易控制。炭疽热可以用抗生素治疗;经过起初类似疟疾的阶段之后,埃博拉病和马尔堡病的快速发作和严重症状可以使医务人员直接确诊为该病,并可直接对其实施控制。

事实上,在过去的40年中,只有来自黑猩猩的HIV传播开来,引起了一场全球性的流行病。

展望未来

如果不是炭疽热病毒或者埃博拉病毒,那么哪些病原体可能会在我们当中引起下一次流行病呢?

新的流行病很可能会由熟悉菌种的突变株引起,特别是那些过去曾经大量繁殖出突变株并引起过瘟疫的菌种。例如:据了解,历史上因流行病死亡人数最多的情况是由流感病毒的一个新菌株引起的,在1918年和1919年有2000多万人死于该流行病。事情很不公平,这种新型流感病毒明明是一战期间产生于堪萨斯州,由美国军队携带到欧洲,却被称为“西班牙流感(Spanish influenza)”。随后该病在全世界经过三度流行,最后于20世纪20年代势头减弱,爆发时毒性有所降低。流感病毒的突变株或者霍乱病毒的突变株仍然有可能成为引起下一次流行病主要菌种:两者都可以存留于动物贮主中或者环境中,而且都善于繁殖新菌株;两种病原体都可以高效地传播,因此这两种过去的重大疾病仍然有可能会成为将来的重大疾患。

将来的流行病也可能会来自肺结核,结核菌已经通过耐药性机制产生了突变体,而且这种病仍然在人类中发病,特别容易在那些免疫力下降的人们(包括患有HIV的病人)中发病。

我们也需要关注新型的性传播疾病。一旦感染性传播疾病,可能就很难控制,因为很难说服人们来改变性行为或戒除性生活。HIV向我们发出了严厉的警告:尽管艾滋病给全世界造成了很大的冲击,但实际上HIV的传播能力并不强;如果HIV的传播能力相当于某种其他的性传播病毒(如:人乳头瘤病毒),那么艾滋病造成的后果将会糟糕得多。尽管HIV传播的可能性会随着病变阶段的发展和性接触类型的不同而有所变化,但是在不采取保护措施的异性性交活动中,HIV从感染者传播给非感染者的可能性好象还不到1%。相比之下,专家们认为人乳头瘤病毒(HPV)相应的传播可能性大于5%——也许比这个数字还要大得多。

同样,由宠物传播的新型病原体也可能会难以控制。除了传统的狗、猫等家养动物,宠物中包括越来越多的奇异物种。我们已经处于危险之中:我们有可能通过狗患上狂犬病、通过猫患上弓形虫病和猫抓病、通过鹦鹉患上鹦鹉热。面临象疯牛病这样的流行病,现在多数人认为有必要从饲养场里挑出上百万头动物,然后杀掉。然而,即使证明宠物确实为一种危险的疾病提供了传播途径,但要把可爱的小狗、小兔子和小猫杀掉,仍然是很难想象的。

旅游与瘟疫传播

一旦一种致命的疾病出现后,现代社会就会提供新的方式使其盛行、使其传播开来。全球性的旅游、城市居住环境的密集化、气候的变化、耐药菌的进化、老年人数量的增加、通过抗生素治疗而产生免疫抑制反应人群的扩大,都可能有助于下次大型瘟疫的产生。

例如,非洲快速的城市化进程可能会将黄热病、基孔肯雅热和非洲农村地区的虫媒病毒转化为非洲城市中的瘟疫,就象已经发生的登革出血热一样。伍尔夫教授推测,这个情况会导致城市对丛林野生动物肉的需求不断增长。就象各地的市区人们一样,市区的非洲人喜爱居住在农村的长辈们爱吃的食物,在热带非洲地区,这种食物意味着丛林野生动物肉。“从这个意义上说,”伍尔夫教授说,“就象我在美国吃熏鱼和百吉饼,能给我一种欣慰的记忆,使我想起远在东欧的老家。但是其中存在一个重大差别:我所见到的在喀麦隆首都高档饭店里供应的野味,极有可能把危险的病毒传染给实施捕猎和宰杀的人,或者传染给烹制饭菜的厨师,或者传染给吃了火候不足的肉食的饭店顾客,而我拿熏鱼和百吉饼作为早午餐,感染危险病毒的可能性则要小得多。”

同时,全球化把相距遥远的地方连接起来,为长距离转移细菌提供了机会,这种转移是随着媒介昆虫和人类感染者而发生的。这一点不但通过HIV在全世界的传播得到了证实,而且北美洲的霍乱和SARS病例也证实了这一情况:两种疾病分别是由南美洲和亚洲遭受感染的乘客乘坐航班带过来的。的确是这样:1992年,一架航班从布宜诺斯艾利斯开往洛杉矶,中途降落在利马,装上一些感染了霍乱病毒的海鲜,当时霍乱在整个秘鲁盛行。结果,到达洛杉矶的乘客中有几十名,还有部分换乘航班飞往内华达州的乘客,甚至还有飞得更远——达到日本的乘客,发现他们已经感染了霍乱病毒。不出几天,仅仅那一架飞机就把霍乱病毒散播到整个环绕太平洋盆地边缘地区10000英里的范围内。

再考虑一下那些只有在热带才发生的疾病,因为那些疾病是由热带的载体来传播的:疟疾是由蚊子传播的;昏睡病是由采采蝇传播的;查格斯病(表现为水肿、发烧和心脏病)是由吻猎蝽传播的。如果全球变暖能够使那些载体把疾病传播到温带地区,我们对那些热带疾病的感觉又将如何呢?尽管细菌及其载体的移动情况很难发觉,但是模拟情况表明:全球变暖将会使疟疾传播到更高的纬度,也会使之进入热带的山区。

大量的现代化行为和现代化技术也促进了新型疾病的传播。丛林野生动物肉的商业贸易将逆转录病毒引入人类;生态旅游使第一世界的旅游者面临皮肤利什曼病和其他第三世界的疾病;在非洲,农村医院的设备不达标促使了埃博拉病毒的爆发;空调器和水循环系统传播了军团病;在欧洲,工业化的食品生产造成了的BSE传播;静脉注射和输血既传播了HIV也传播了乙型肝炎和丙型肝炎。

所有这一切表明,在疾病的预防和治疗方面,还需要做出一项新的努力:进行疾病预测。这种预测是指,及早发现潜在的流行病,趁还没有在当地感染许多人、还没有象HIV那样传遍全世界的时候,我们也许能够将流行病限制在当地。伍尔夫教授正在开展一项新行动——全球病毒预测行动(GVFI),这项行动正是搞疾病预测的。GVFI在全世界多个国家设有工作站,监视新型致病菌的入境及移动情况,以防成为流行病。GVFI通过研究人类与动物接合处的新型致病菌,希望能够在新的流行病爆发之前将其阻止。对新型的性传播疾病和与宠物相关疾病的出现进行监视,也将会是一项很值得的投入。

当然,这里的预测都是基于经验的推测,尽管是推测,但都是以某种最先进的科学为根据的。现在是该行动的时候了!如果我们不付诸行动,我们将会继续重复20世纪50 年代心脏病学专家们的悲剧:等待病人的心脏病发作,而很少采取措施去预防。如果确实行动起来了,我们就有可能防止下一个HIV,挽救几百万生命,节省数十亿美元的资金。应该何去何从,似乎是显而易见的。

 

编译自:美国《发现》杂志网(http:///

原著:Jared Diamond Nathan Wolfe

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多