科学家们早就知道，全球平均气温的上升正在扩大疟疾和登革热等媒介传播疾病的地理范围，因为传播这些疾病的动物正在适应更广泛的地区。呼吸道疾病（包括流感和 COVID-19）与地球变暖之间的联系尚不明确。但一些科学家担心，气候变化可能会改变我们身体防御机制与此类病原体之间的关系。这些改变可能包括微生物对变暖世界的适应、病毒和细菌与其动物宿主相互作用方式的改变以及人类免疫反应的减弱。
免疫系统是我们抵抗有害物质的天然防御系统。当呼吸道病原体（例如引起 COVID-19 的新型 SARS-CoV-2 病毒）通过呼吸道进入人体时，它会通过接管细胞的机制并复制自身来破坏细胞。受损细胞释放称为细胞因子的信号蛋白，这些蛋白与其他身体部位进行通信，以激活针对外来入侵者的免疫反应。
哺乳动物进化出了另一种更基本的防御病原体的方式：相对于周围环境而言更高的体温。由于这种变化，许多适应较低温度的微生物无法承受哺乳动物温暖的身体。
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约翰·霍普金斯大学彭博公共卫生学院分子微生物学和免疫学系主任阿图罗·卡萨德瓦尔说：“环境中的许多生物无法在 37 摄氏度[的温度下]生存，这是正常人体温度的标准。”“所以我们的体温几乎就像一道热屏障，保护我们免受许多生物的侵害。”
然而，随着气候变化而预期的环境温度升高可能会有利于病原体，使人们的身体更难与之对抗。在 2019 年发表在 mBio 上的一篇论文中，卡萨德瓦尔和他的同事描述了一种耐药真菌——耳念珠菌——它于 2009 年首次从人体中分离出来，并在过去十年中出现在三大洲。研究人员说，这些出现事件的共同点是温度。他们指出，这一发现可能是真菌适应更高温度并突破人类热屏障的首个例子。
但是真菌（不需要宿主来复制）与病毒（例如 SARS-CoV-2）非常不同。据认为，该病毒是从蝙蝠传播到人类（都是温血宿主），可能是通过中间动物传播的。如果冷血动物开始适应更温暖的条件，它们可能会释放出一系列人类可能没有免疫力的新病原体。
卡萨德瓦尔说：“想象一下，世界变得更热，蜥蜴适应在非常接近您体温的温度下生活。然后它们的病毒适应更高的温度。” “我们有两根防御支柱：温度和高级免疫力。在变暖的世界中，如果[病原体]适应接近我们的温度，我们可能会失去温度支柱。”
随着世界变暖，物种迁移到历史上较冷的地区和更高的海拔，这个问题可能会加剧。在 2017 年发表在 Science上的一项研究中，研究人员估计，平均而言，陆地物种正以每十年 17 公里的速度向两极移动，而海洋物种则以每十年 72 公里的速度移动。全球物种的这种重新洗牌可能意味着，携带独特致病微生物的动物将与通常不携带这些微生物的动物并肩生活，从而产生新的传播途径。
变暖的世界也可能对人类的另一种防御机制——免疫系统产生影响。研究人员多年来已经意识到，睡眠不足和压力等因素可能会削弱免疫系统。去年，在 美国国家科学院院刊上发表的一项研究中，东京的科学家也发现，高温降低了小鼠对流感病毒的免疫反应。研究人员用甲型流感病毒（导致人类季节性流感流行的两种类型之一）感染了原本健康、年轻的成年雌性小鼠。这些小鼠在三种温度控制空间之一中饲养了七天：分别为 4 摄氏度、22 摄氏度和 36 摄氏度。研究作者发现，暴露于最高环境温度的小鼠的免疫系统不如其他两组有效地对抗病毒。
具体而言，研究人员指出，最热房间里的小鼠比凉爽房间里的小鼠吃得少，并且在暴露于较高温度的最初 24 小时内体重减轻了 10%。该研究的作者、东京大学副教授市野部武在新闻稿中说：“人们在生病时经常会食欲不振。” “如果一个人长时间不进食以致出现营养缺乏，那可能会削弱免疫系统并增加再次生病的可能性。” 当市野部武和他在东京大学的同事森山美佑补充了小鼠的饮食，添加了糖或短链脂肪酸（通常由肠道细菌产生）后，这些动物能够产生正常的免疫反应。
耶鲁大学医学院实验室医学和免疫生物学助理教授艾伦·F·福克斯曼没有参与这项研究，她对在高温和小鼠的免疫反应之间建立直接联系表示谨慎。“温度对动物的行为产生了影响，而这种行为对免疫力产生了影响，”小鼠“在这种特定类型的流感感染中没有形成良好的抗病毒免疫反应，”她说。相比之下，福克斯曼自己在 2015 年进行的 PNAS 研究表明，对抗感冒病毒的免疫反应的最初几个步骤实际上受到较高温度的促进，而受到较低温度的抑制。
东京大学的研究人员质疑，他们研究中观察到的免疫反应减弱是营养缺乏的结果，还是免疫系统因高温改变某些基因的活性而受到阻碍。他们表示，还需要进一步的实验。然而，气候变化可能会破坏人类的免疫反应——无论是直接通过更高的温度，还是间接地通过其对全球粮食安全的影响——2019 年政府间气候变化专门委员会报告提出了这种情景。
福克斯曼承认东京小鼠研究的有效性，但她认为从其结果中得出结论认为变暖使人类更容易直接感染病毒是一种飞跃。但她承认，气候变化可能会改变宿主动物的数量、它们的活动以及人类接触它们的程度。
福克斯曼说：“我认为气候变化扰乱了很多模式——人类行为模式、昆虫媒介模式，甚至[蝙蝠的模式]”，COVID-19 病毒和其他致命冠状病毒可能起源于蝙蝠。这些干扰可能会间接改变疾病与人类防御机制之间的相互作用，而科学家们尚未完全了解这些方式。
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