山谷热是一种对户外工作者日益增长的真菌威胁

这种疾病对农场工人和户外劳动者的打击尤为严重

Illustration of a man coughing in front of a map of the United States and a tractor.

基娅拉·韦尔凯西

加州中央谷的农场工人知道,当大雨过后,雾霾笼罩大地时,他们中的一些人就要生病了。在浓雾来临后的几周内,许多工人感到疲倦,并出现头痛和发烧。每次,那些躲过疾病的人都会怀疑自己是否会是下一个。经验丰富的农场工人预料到这种痛苦,但当罗莎琳达·吉伦 25 年前从华盛顿州来到这里时,她从未见过这样的情况。她眼睁睁地看着其他农场工人咳嗽,努力喘气。

那是吉伦,一位季节性农场工人和农业正义领袖,第一次听到“山谷热”这个词。这种疾病是由两种变形真菌引起的,它们属于粗球孢子菌属,在潮湿的春天和干旱的夏天(如圣华金谷)茁壮成长,山谷热也因此得名。吉伦在她家乡州从未遇到过这样的事情。但由于景观更加干燥和气温升高,这种真菌的范围似乎正在扩大。

没有人确切知道风是否正在将粗球孢子菌向北移动,或者它是否一直存在于那里直到现在才被发现。但即使研究人员在美国西部各地的新区域发现了它,许多州卫生部门仍未对其进行追踪。现有有限的数据表明,40% 的病例会出现症状,而在这些人中,最容易患上危及生命的疾病的人群是拉丁裔、亚裔和美洲原住民,他们感染山谷热的几率是白人的两到四倍。这种风险的增加似乎主要归因于他们频繁暴露在多尘的户外场所和长时间工作,尽管尚未排除基因变异的可能性。

许多受影响的人缺乏基本医疗保健,有些人害怕寻求医疗帮助,担心遭到雇主报复甚至驱逐出境。因此,山谷热的监测和诊断不足,对其研究和治疗的资金投入也不足。对该疾病的研究仍然有限,但很明显,该疾病对最脆弱人群的打击尤为严重。

然而,经过数十年的忽视,地方和联邦层面都出现了一股新的推动力,以更多地了解山谷热威胁的程度。此外,一小群研究人员正在努力了解如何治疗甚至预防它。吉伦说,这些知识来得还不够快:“我们真正知道的是,农场工人可能已经病了。”

不断增长的证据

山谷热在泥土和人类肺部中都能茁壮成长。大雨过后,快速生长的粗球孢子菌像霉菌在面包上一样在潮湿的土壤中蔓延。当土壤干燥后,它的孢子与尘土飞扬的表土混合,并可能作为空气传播的病原体被吸入。一旦进入肺部,这些孢子就会呈现出完全不同的形态,每个孢子都会变成一个生殖细胞,新孢子在其中繁殖。完整的细胞在五天内破裂,释放出孢子,这些孢子会传播到全身。这种真菌可引起咳嗽、发烧、身体疼痛、疲劳、皮疹和食欲不振。在多达 10% 的感染者中,某些症状可能会持续数年。美国疾病控制与预防中心报告称,每年约有 200 人死于该疾病。

布里奇特·巴克是北亚利桑那大学的真菌学家和遗传学家,她花了数十年的职业生涯来研究如何检测粗球孢子菌并了解其在更大生态系统中的作用。她和她的团队设计了一种探针,可以从土壤中提取它,以便他们进行分析。他们的研究揭示了这种真菌的韧性:粗球孢子菌需要水分才能生长,在雨季来临时茁壮成长,然后在地面再次干燥时停滞不前。它的孢子残留在表土中,可以在那里存活多年。

巴克和其他人将这一过程称为“生长和吹散”循环:一旦真菌停止生长并脱水,风就会卷起孢子并将它们带到新的区域。这可能是粗球孢子菌从西南部各州(如加利福尼亚州、亚利桑那州和新墨西哥州,这些州是其地方性流行区)扩展到太平洋西北地区的一种方式。加州大学欧文分校的研究人员预测,如果变暖趋势持续且干旱持续,山谷热最终可能会向北延伸到美国-加拿大边境,向东北延伸到北达科他州。

阿曼达·戈麦斯-韦弗是加州大学伯克利分校环境健康科学专业的博士生,她一直在调查受气候影响的粉尘暴露与山谷热流行病学之间的相关性。之前的研究表明,每当泥土被扰动时,孢子就会传播到空气中,这使得建筑业和农业从业人员特别容易感染。戈麦斯-韦弗还发现山谷热发病率与环境粉尘之间存在很强的关联,这表明孢子会悬浮在空气中并像其他大气颗粒物一样长期存在。这项工作使她确信,任何在美国西部多尘的户外区域度过大部分时间的人都需要接种粗球孢子菌疫苗才能保持不被感染。然而,迄今为止,还没有任何真菌疾病的疫苗。戈麦斯-韦弗说,疫苗“将是我们武器库中最强大的工具”。

数据缺口

亚利桑那大学山谷热卓越中心主任、传染病医生约翰·加尔吉亚尼表示,山谷热的死亡率约为每 1000 例感染病例死亡 1 例。其实不必这么高。有药物可以治疗它,但患者通常会得到错误的诊断。

在山谷热流行地区工作的医生和其他医疗保健从业人员通常不知道要进行山谷热检测,因为人们普遍缺乏对该疾病的认识,而且其症状可能与其他呼吸道疾病(如肺炎)相混淆。患者通常最终会使用抗生素或其他杀死细菌但不杀死真菌的药物。

美国疾病预防控制中心估计,只有 33 例病例中才有 1 例被报告,并认为过去 10 年可能已经漏报了数十万例感染。由于该组织不强制要求公共卫生部门报告山谷热(只有 26 个州提交了病例数),因此它没有来自某些真菌流行州(如得克萨斯州和爱达荷州)的任何数据。

在尘土飞扬的户外辛勤劳动的农场工人和劳动者(通常是有色人种)几十年来一直试图引起州和联邦机构的注意。“如果有什么东西正在伤害我们,”吉伦说,“那么根据数据收集系统的结构方式,很难证明这一点。”

概念验证

为了证明疫苗可以有效预防粗球孢子菌感染,加尔吉亚尼和他的团队首先专注于为感染犬只接种疫苗。狗也容易感染这种疾病。由于它们通过鼻子探索环境,并且可以在短时间内吸入大量真菌孢子,因此它们比人类更容易感染山谷热,而且它们的症状可能更严重。

加尔吉亚尼帮助开发的犬类疫苗已经证明了自身的价值。它使用减毒活粗球孢子菌孢子,这些孢子无法繁殖,但仍能刺激身体产生免疫反应。它们引发的反应非常强烈,以至于一家兽医药品公司已获得该疫苗的许可权,并正在向美国农业部申请批准将其用于宠物。加尔吉亚尼现在已转向人类。

山谷热疫苗的一个潜在好处是,它可能是一劳永逸的——不像流感疫苗甚至破伤风疫苗那样,必须定期更新。华盛顿大学医学院微生物学家黛博拉·富勒的研究表明,感染山谷热的人会产生终身免疫力。富勒说,那是“金蛋”。

富勒的团队正在研究基于 DNA 和 RNA 的疫苗,这两种疫苗都会促使人体产生触发免疫反应的蛋白质。富勒指出,任何针对粗球孢子菌的疫苗都将比仅仅对抗山谷热具有更大的意义:它可以让研究人员了解对其他真菌疾病的免疫反应,并为如何更好地治疗此类疾病提供见解。

加尔吉亚尼认为,如果资金允许,他的疫苗的人类版本可能在八年内准备好获得批准。这笔资金可能终于触手可及。在 2019 年山谷热年发病率超过 20,000 例后,两位国会代表——加利福尼亚州的凯文·麦卡锡和亚利桑那州的戴维·施韦克特——呼吁美国国立卫生研究院对山谷热研究进行大量投资。去年,美国国立卫生研究院顺应了这一呼吁,为该事业投入了 450 万美元的资金。

吉伦说,这早就应该做了。她亲眼目睹了农业工人仅仅因为所处的环境而变得多么脆弱,他们从事的工作使他们暴露于农用化学品、脱水、极端高温等等。在华盛顿州长大,自己从 16 岁开始在田间工作,她从未担心过山谷热。但现在她眼睁睁地看着它悄悄蔓延并威胁着她一直努力保护的人们。她正在努力确保一些最隐形的工人被看到。

本文是“创新领域:环境健康公平”专题报道的一部分,该报道由编辑独立制作,并获得了武田制药的资助。

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