从去年毁灭性的寨卡病毒爆发的灰烬中,科学家们正在拼凑出它是如何发生的,并且他们正在利用气候变量来提前预防下一次大流行。
寨卡病毒在 2015 年和 2016 年席卷美洲,从巴西冲入邻国,寄生在埃及伊蚊和白纹伊蚊体内。
该疾病以 1947 年首次在乌干达分离出的寨卡森林命名,通常表现出轻微的症状,甚至没有任何症状。但去年爆发的疫情导致了小头畸形(一种出生缺陷)的激增,以及可能导致瘫痪的格林-巴利综合征的增加。
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婴儿头部萎缩和受害者瘫痪的照片促使受灾国家和跨境地区采取协调一致的行动,以追踪和对抗感染。
美国疾病控制与预防中心(CDC)媒介传播疾病部门副主任本·比尔德在一封电子邮件中说:“这种反应是疾控中心最复杂的疫情应对措施。”
他补充说:“这需要整个机构的专业知识,包括妊娠和出生缺陷、性传播感染、蚊虫控制、实验室科学、旅行者健康、病毒学、输血医学和传播科学等领域的专家。”
截至 7 月 19 日,疾控中心报告称,自 2015 年以来,美国各州共出现 5,392 例寨卡病毒病例,其中包括 224 例本地感染病例。疾控中心还报告称,包括波多黎各在内的美国领土共出现 36,986 例寨卡病毒病例。
目前尚无疫苗,治疗选择也很有限。因此,卫生官员正在集中蚊虫控制措施,以预防新的寨卡病毒感染。他们还针对孕妇发布旅行警告、进行血液检测和开展公共信息宣传活动。
研究人员正在利用这次前所未有的疫情,实时研究这种新出现的疾病。他们正在揭示一些经验教训,这些经验教训可以为卫生官员争取时间,以便在另一次疫情爆发之前动员起来应对蚊媒疾病。
比尔德解释说,寨卡病毒感染,像几乎所有通过蚊子传播的疾病一样,取决于两个变量:受感染的宿主和有能力的携带者。
为了使寨卡病毒传播,能够携带病毒的蚊子必须叮咬已经携带病毒的人。然后,病毒需要在蚊子体内有足够的时间繁殖。然后,昆虫必须叮咬未感染的人。卫生官员还发现该病毒可以通过性传播。
这意味着人们是跨越国界和海洋传播疾病的关键——而不仅仅是蚊子。
比尔德说:“该病毒是由从寨卡病毒活跃传播地区返回美国的受感染旅客引入的。由于这是寨卡病毒的首次全球爆发,因此美国(以及全球)几乎所有人都没有被感染,因此容易感染。”
预测人类行为很困难,因此一些科学家将重点放在了蚊子上。
埃及伊蚊的数量会随着温度和降雨量的变化而增减,因此研究人员推断,气候变量可能会预示它们的传播。
在发表于本月早些时候的《微生物学前沿》杂志上的一篇论文中,研究人员问道:“最近的寨卡疫情可以预测吗?”
简短的回答是不能。
然而,他们使用来自受灾地区的气候数据,为埃及伊蚊种群建立了模型。这有助于研究人员提前一到三个月突出显示蚊媒疾病传播的潜在感染热点。
普林斯顿大学大气和海洋科学博士后研究员、合著者安赫尔·穆尼奥斯在一封电子邮件中说:“传播寨卡病毒的蚊子和病毒本身都对气候敏感。”
他解释说:“高温,例如 2015 年和 2016 年破纪录的年份所观测到的高温,通常会提高病毒复制率以及蚊子繁殖的速度。高温的总体影响是增加传播的潜在风险。”
在考虑变暖时,需要考虑三个主要的时间尺度:来自厄尔尼诺年太平洋变暖等因素造成的年温度变化、年代际温度波动以及全球变暖造成的长期温度升高。
去年,所有三种趋势都呈上升趋势,导致埃及伊蚊携带的疾病出现异常强烈的蔓延。
但也存在矛盾之处。去年下了很多雨,这似乎会推动蚊子种群和病毒的传播。但这并不一定会发生。
哥伦比亚大学国际气候与社会研究所高级研究科学家、合著者玛德琳·汤姆森说:“在非常温暖和非常干燥的地方,我们的寨卡病毒传播率非常高。在贫困地区,人们不一定能够获得良好的自来水,因此他们会储水,而储水会增加蚊子的繁殖场所。”
另一方面,暴雨时期会形成死水池,这些水池成为埃及伊蚊的理想繁殖场所。
考虑到这些因素,研究人员构建了一个计算机模型并对其进行了测试,以了解其预测与病毒的实际传播情况的吻合程度。他们可以看到提前一个月发生的疫情气候信号,在某些地理区域,甚至可以提前三个月看到疫情气候信号。
有一些注意事项。科学家说,该模型可以在国家层面和一些大区域进行预测,但它没有提供足够有用的信息,无法在较小的尺度上(例如城市或村庄)进行预测。
他们还指出,埃及伊蚊还会传播登革热和基孔肯雅热,这两种都是臭名昭著的热带疾病,因此该模型有效地衡量了这三种疾病的风险,而不是单独衡量其中任何一种疾病的风险。
由于寨卡病毒在美洲是一种新疾病,因此现在判断它是否会追随其同类疾病的脚步,还是会在美洲或世界各地开辟自己的道路还为时过早。
汤姆森说:“该模型不会区分是寨卡病毒、登革热还是基孔肯雅热。它只是告诉你传播的适宜性正在上升。”
她补充说,通过感染预测来填补空白的关键是更好的数据,在较小的区域内获得更精细的信息,并在不同的时间尺度上进行测量。
随着气候变化和人类在地球上的流动性增加,卫生官员正在为寨卡病毒等病毒在新环境中扎根,并在其后出现新的感染而做好准备。
疾控中心的比尔德说:“我们看到蚊媒疾病的总体威胁正在加速。在过去的几十年里,我们看到了登革热的死灰复燃,以及西尼罗河病毒、基孔肯雅病毒,现在还有寨卡病毒进入西半球。”
他补充说:“很难确定下一个可能出现的是哪一种——寨卡病毒在成为国际威胁之前并未出现在任何人的雷达屏幕上。我们所知道的是,在全球化时代,将会有更多的病毒来袭——我们只是不知道它们来自哪里或何时来袭。”
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