關(guān)于新現(xiàn)病毒的簡(jiǎn)述(第二部分)

Colin R. Howard

英國(guó)倫敦大學(xué)皇家獸醫(yī)學(xué)院，倫敦 NW1 0TU

4 疾病“新現(xiàn)”的原因

在公共衛(wèi)生層面， 新現(xiàn)或再現(xiàn)疾病的威脅不僅來自病原的不斷演化，同樣受社會(huì)和環(huán)境的影響。自然環(huán)境的改變?cè)跊Q定疾病模式方面的作用與日俱增，而目前日趨多變的氣候加上經(jīng)濟(jì)不穩(wěn)定、戰(zhàn)爭(zhēng)和自然災(zāi)害，更加劇了這一過程。這些因素的共同作用最終導(dǎo)致全球性新現(xiàn)、再現(xiàn)疾病的暴發(fā)和疾病分布的變化。這些改變主要發(fā)生在兩個(gè)時(shí)間段，即1910年～1945年和1976～現(xiàn)在。當(dāng)今全球氣候變暖確實(shí)是空前的。

4.1 航空旅行的便利

全球每年有超過1億人次的航空旅行，其便利體現(xiàn)在1名旅客能在數(shù)日內(nèi)訪問3個(gè)甚至更多的大洲。因此，航空旅行的頻率是攜帶病原體并導(dǎo)致傳染病暴發(fā)的一個(gè)重要因素。Hufnagel (2004)創(chuàng)建了1個(gè)數(shù)學(xué)模型，精確模擬了嚴(yán)重急性呼吸綜合征(severe acute respiratory syndrom，SARS)在2003年從中國(guó)到17個(gè)發(fā)現(xiàn)4起或更多病例的國(guó)家傳播過程。在足夠統(tǒng)計(jì)信息的基礎(chǔ)上，該模型可預(yù)測(cè)在將來SARS暴發(fā)過程中，哪些國(guó)家承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)最大。該模型還顯示，在有疫苗的情況下，只有在傳染病發(fā)生地快速進(jìn)行疫苗接種，才能避免全球接種疫苗的負(fù)擔(dān)。而對(duì)于一些新發(fā)城市，在攜帶病原的首發(fā)病例乘飛機(jī)到達(dá)后，只要1/3的人群接受免疫接種就能控制初期病毒傳播。而當(dāng)該病例旅行2次，應(yīng)接受免疫接種的人數(shù)則上升至75%；如果該病例旅行3次，則所有人都要接受免疫接種。結(jié)論是明顯的：航空旅行是新傳染源的主要傳播方式，控制這一傳播方式需要有關(guān)閉特定城市和國(guó)家之間航班的政治決心。

乘飛機(jī)旅行的不只是人類。國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)(International Air Transport Association，IATA)估計(jì)，每年有8萬余只動(dòng)物從野外捕獲后使用飛機(jī)運(yùn)輸，很多飛機(jī)上用來安置動(dòng)物的設(shè)施與乘客區(qū)離得非常近，甚至蚊子都有可能被帶上飛機(jī)。有這樣一種說法，即西尼羅河病毒(West Nile virus, WNV)是通過飛機(jī)上一只被感染的蚊子從中東帶到紐約市，從而進(jìn)入美國(guó)的。

4.2 人類的遷徙

過去10年里，人類實(shí)現(xiàn)了超過以往4倍的空前移民活動(dòng)。一方面宗教迫害和政治危機(jī)在整個(gè)世紀(jì)內(nèi)都在催生人們移民的念頭，另一個(gè)重要的原因在于自然災(zāi)害及發(fā)達(dá)國(guó)家與發(fā)展中國(guó)家之間的經(jīng)濟(jì)差距。遷徙的便利主要得益于交通的便捷，須知百年前一次遷徙往往耗費(fèi)數(shù)日至數(shù)周，這經(jīng)常為旅客在途中發(fā)病甚至死于疾病提供充裕的時(shí)間。據(jù)估計(jì)，已有36個(gè)國(guó)家的約1億人為逃避軍事沖突、專制暴政和那些非民選的政治領(lǐng)袖而背井離鄉(xiāng)。遷徙者帶來的不同文化和健康觀念在被吸納的同時(shí)，也影響著當(dāng)?shù)氐墓步】到Y(jié)構(gòu)。

城市化是另一個(gè)促進(jìn)疾病新現(xiàn)和演化的主要因素。過去的50年中，人們大批從鄉(xiāng)村進(jìn)入城市，如今城市人口約已占全球人口的75%。以1990年作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)，那時(shí)全球只有5個(gè)城市人口超過1 000萬，現(xiàn)在這個(gè)數(shù)字已變?yōu)?9個(gè)。這樣的超級(jí)大城市，亞洲有11個(gè)。

由于大多數(shù)新現(xiàn)疾病是動(dòng)物源性的，有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，人類主要在大城市及其周邊城市居住，接觸已有或新現(xiàn)病原的機(jī)會(huì)應(yīng)該減少而不是增加。但是，這種說法忽略了病原，特別是病毒，對(duì)宿主或動(dòng)物宿主行為改變有近乎無限的適應(yīng)能力。登革病毒即是一個(gè)典型的例子，經(jīng)過演化，已不需要?jiǎng)游锼拗?。此前一直認(rèn)為，麻疹等兒童疾病起源于家養(yǎng)動(dòng)物，需要?jiǎng)游锼拗?，但其亦已演化至不依賴宿主而在城?zhèn)地區(qū)傳播。病原會(huì)發(fā)生跨物種傳播的一個(gè)有力證據(jù)是發(fā)現(xiàn)漢坦病毒擁有轉(zhuǎn)換宿主的能力，而這種能力賦予其發(fā)生毒力變化的潛力。

4.3 環(huán)境的改變

人們賴以生存的環(huán)境時(shí)時(shí)發(fā)生著劇變。所說的氣候改變(climate change)應(yīng)有別于氣候變化(climate variation)。氣候改變是指氣候在更長(zhǎng)時(shí)間刻度上發(fā)生的統(tǒng)計(jì)學(xué)變化。過去的50年中，人類砍伐了約25%面積的熱帶雨林。在亞馬遜和東南亞某些地區(qū)，系統(tǒng)性的亂砍濫伐正對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。特別是減小了捕食動(dòng)物的活動(dòng)范圍，從而變相保護(hù)了嚙齒動(dòng)物、昆蟲等一些原本其攜帶疾病受到控制的病原宿主。生物多樣性的減少為一些機(jī)會(huì)致病性病原的侵襲和傳播打開了方便之門。

在過去的2個(gè)世紀(jì)中，以二氧化碳為代表的溫室氣體增長(zhǎng)了20%，最終結(jié)果是使得地表氣溫增長(zhǎng)了0.4 ℃～0.6 ℃。數(shù)值雖小，但帶來了深刻的氣候變化：全球氣候變暖導(dǎo)致極地冰帽消融，氣候模型不斷偏移。其結(jié)果，不是洪水泛濫就是持續(xù)干旱。直接原因就是全球，尤其是南半球海拔10～25 000英尺處的氣溫上升。最明顯的表現(xiàn)是由于太平洋水表溫度上升導(dǎo)致的厄爾尼諾南方濤動(dòng)(El Nio Southern Oscillation,ENSO)。例如，1990年夏天，太平洋水表溫度上升，其引發(fā)的厄爾尼諾現(xiàn)象隨即導(dǎo)致了美洲多處長(zhǎng)時(shí)間干旱。而在1995年，一次水溫反常給哥倫比亞等地區(qū)帶來了強(qiáng)降雨，登革熱和馬腦炎等蚊媒疾病隨之再次暴發(fā)。

對(duì)于依賴蚊子和嚙齒類動(dòng)物宿主的傳染病，氣候變化帶來的影響尤其顯著。在玻利維亞暴發(fā)的玻利維亞出血熱(Bolivian haemorrhagic fever, BHF)和在美國(guó)暴發(fā)的漢坦病毒肺綜合征(hantavirus pulmonary syndrome, HPS)都被確認(rèn)為與反常的干旱和降雨導(dǎo)致的嚙齒類動(dòng)物宿主迅速增長(zhǎng)有關(guān)。這些動(dòng)物攜帶的病原與人類接觸的機(jī)會(huì)和發(fā)生更適宜生態(tài)的突變機(jī)會(huì)都大大增加。借助于先進(jìn)技術(shù)和對(duì)傳染病不斷提高警惕，人們對(duì)動(dòng)物源性傳染病的分布及其導(dǎo)致人類疾病暴發(fā)流行的認(rèn)識(shí)正在改變。在某種程度上，病毒性疾病，尤其是病毒性出血熱的暴發(fā)，正是提醒人們生態(tài)系統(tǒng)受到嚴(yán)重?cái)_動(dòng)的警示。

病毒與節(jié)肢動(dòng)物媒介之間的關(guān)系并非僅是昆蟲單純作為運(yùn)輸工具將病毒傳播至宿主。在這一演化至高度穩(wěn)定的生物學(xué)關(guān)系中，昆蟲在病毒的演化和病毒對(duì)不斷變化環(huán)境的適應(yīng)中都起了主要作用。當(dāng)前普遍認(rèn)為，病毒進(jìn)化至某個(gè)點(diǎn)，該點(diǎn)使病毒與媒介、病毒與宿主都能保持穩(wěn)定關(guān)系。病毒、媒介和宿主三者之一的任何擾動(dòng)，都可能導(dǎo)致疾病的新現(xiàn)或重現(xiàn)。

目前，氣候變化和蟲媒病流行病學(xué)變化的證據(jù)顯示對(duì)溫度特別敏感，但也可說蟲媒病對(duì)氣候變化高度敏感。傳播季節(jié)的稍微延長(zhǎng)就可能造成傳播速率非線性、不成比例上升。氣候變化亦可造成媒介地區(qū)分布變化，一些新的地區(qū)也變得適合昆蟲生存。而當(dāng)這些地區(qū)的人或動(dòng)物此前沒有針對(duì)此疾病的獲得性免疫，感染數(shù)量和疾病嚴(yán)重程度便更加與氣候變化幅度不成比例。計(jì)算機(jī)模型顯示，氣候變化導(dǎo)致的蟲媒病傳播傾向于高海拔和高緯度地區(qū)。埃及斑蚊(Aedesaegypti)是登革熱的主要媒介之一，其活動(dòng)范圍限制在10 ℃的冬季等溫線，但后者正在漂移。因此，登革熱已開始威脅到更北部地區(qū)，包括美國(guó)的南部各州。

全球變暖持續(xù)重塑人類和野生生物賴以生存的環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)，其中最有影響的代表是ENSO。這是一種發(fā)生在南美洲太平洋海岸、以無規(guī)律的大氣和海洋變化為主的氣候現(xiàn)象。其觸發(fā)的氣象模型異常，包括極度的干旱期和降水異常，后者可導(dǎo)致洪水以及節(jié)肢動(dòng)物和嚙齒類動(dòng)物傳播疾病的暴發(fā)性增長(zhǎng)。因此，蟲媒病等動(dòng)物傳染病的風(fēng)險(xiǎn)在這些地區(qū)大幅提高，尤其是在醫(yī)療結(jié)構(gòu)薄弱的地區(qū)受害更深。上文提到的1993年暴發(fā)的漢坦病毒肺綜合征即是一例，萬幸的是當(dāng)?shù)赜型晟频墓册t(yī)療結(jié)構(gòu)。

蚊和嚙齒類動(dòng)物的數(shù)量都受氣候變化的影響。人類造成的氣候改變嚴(yán)重影響了嚙齒類動(dòng)物的棲息地。過去的50年間，人類將地球上近1/4的森林墾為農(nóng)田、掘?yàn)榈V場(chǎng)或鋪平為道路。鼠類的生存能力比其他大多數(shù)物種都強(qiáng)，隨著多數(shù)嚙齒類動(dòng)物數(shù)量減少，鼠類卻憑借強(qiáng)于大多數(shù)物種的生存能力繁衍昌盛。在城市邊緣地區(qū)，此現(xiàn)象更為顯著。在歐洲任何一個(gè)主要城市的地鐵站臺(tái)隨機(jī)觀察，都能發(fā)現(xiàn)這一點(diǎn)。雖然動(dòng)物多樣性正遭受破壞，動(dòng)物屬不斷減少，但幸存下來的繁衍昌盛，大多數(shù)是鼠類，最可能成為動(dòng)物和人類傳染病的避風(fēng)港。

氣候變化引起的野生嚙齒類動(dòng)物數(shù)量改變值得關(guān)注。此前，種群數(shù)量的波動(dòng)都是有規(guī)律的，但 干旱和半干旱地區(qū)的氣候即使發(fā)生輕微變化，也可能對(duì)食物數(shù)量和質(zhì)量造成顯著影響，這種影響的廣度又可被異常的氣象模型放大。1993年，美國(guó)?？萍{斯(Four Corners)鹿鼠數(shù)量驟增，即與上文提及的厄爾尼諾現(xiàn)象導(dǎo)致的反常降雨有關(guān)。20世紀(jì)60年代，在玻利維亞東北部的貝尼(Beni)暴發(fā)的玻利維亞出血熱由胼胝暮鼠(Calomyscallosus)傳播，其數(shù)量驟增與異常干旱有關(guān)；而滴滴涕(dichlorodiphenyltrichloroethane，DDT)的廣泛使用，殺死了大量野貓，使情況進(jìn)一步惡化。

在嚙齒目動(dòng)物所有成員中，鼠科對(duì)幾乎所有生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)都是最成功的。差不多所有的沙粒病毒和漢坦病毒都能在這一科擁有天然宿主。更為重要的是，鼠科動(dòng)物對(duì)氣候和生態(tài)的變化敏感，并表現(xiàn)為種群數(shù)量的變化。而在所有哺乳動(dòng)物中，嚙齒類動(dòng)物對(duì)氣候和環(huán)境改變的適應(yīng)能力是最強(qiáng)的。鼠類適應(yīng)能力尤其強(qiáng)。雖然動(dòng)物屬類減少，鼠科動(dòng)物卻繁衍昌盛。田鼠(field vole)每年生育超過15只后代，其中平均6只存活，因而躋身繁殖力最強(qiáng)的物種之列。嚙齒類動(dòng)物不懼污染的食物和水，且擅長(zhǎng)游泳。每年至少消耗掉全世界所生產(chǎn)谷物的1/5，足以證明它們是地球生物量的重要一部分。

鼠科動(dòng)物能在大多數(shù)生態(tài)環(huán)境中生活，并充當(dāng)目前已鑒定的大多數(shù)沙粒病毒和漢坦病毒的自然宿主。經(jīng)過在舊大陸的演化，它們很可能在2 000萬～3 000萬年前經(jīng)白令海峽進(jìn)入新大陸。如今，在整個(gè)鼠科，都可找到沙粒病毒和漢坦病毒的儲(chǔ)存宿主。

輕微的氣候變化即可對(duì)居于干旱和半干旱地區(qū)的物種數(shù)量、食物質(zhì)量和數(shù)量造成可觀的影響。20世紀(jì)90年代，一場(chǎng)持續(xù)的干旱造成蛇類、山狗和鳥類等鼠類捕食者數(shù)量劇減；而1993年的強(qiáng)降雨終止了干旱，卻又使蚱蜢和松子增加，而這些正是鹿鼠等野鼠的主要食物來源。極端的氣候波動(dòng)、捕食者的減少和豐富的食物，使得嚙齒類動(dòng)物呈現(xiàn)了10倍的爆炸性增長(zhǎng)。后來遵循相同模式的類似例子屢見不鮮。翌年，在委內(nèi)瑞拉暴發(fā)了一種由未知沙粒病毒引起的發(fā)熱，此病一開始被誤認(rèn)為登革熱。而之前暴發(fā)過的玻利維亞出血熱也在南美多國(guó)復(fù)發(fā)。

據(jù)聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)(International Panel on Climate Change)預(yù)測(cè)，在今后的20～30年，全球平均氣溫將上升6.2 ℃。在較高緯度地區(qū)，冬季數(shù)月的夜間將尤為明顯。降雨模式也將改變，并伴隨更加極端的氣候現(xiàn)象。

氣候變化切實(shí)影響物種數(shù)量，尤其是對(duì)繁殖力更受制于食物供給的小型哺乳動(dòng)物。1993年，由于西南部的新墨西哥州和亞利桑那州降水增加，漢坦病毒感染在美國(guó)暴發(fā)，引起極大關(guān)注。蟲媒病亦極易受氣候變化影響。冷血?jiǎng)游飳?duì)環(huán)境溫度的變化反應(yīng)迅速，能在干燥條件下長(zhǎng)期存活。在降雨充足的季節(jié)，繁殖所需的有水環(huán)境成倍增加，成蟲數(shù)目也隨之劇增。極端的氣候事件使昆蟲傳播更加廣泛，蟲媒病也得以進(jìn)入此前的非疫區(qū)。如果關(guān)于將來冬季夜晚溫度上升的預(yù)言準(zhǔn)確，那些由夜晚活躍的吸血類昆蟲導(dǎo)致的蟲媒病傳播也將更加嚴(yán)重。

4.4 氣溫上升

氣溫上升將導(dǎo)致：①代謝率上升引起動(dòng)物吸血次數(shù)增多，間接增加傳播疾病風(fēng)險(xiǎn)；②擴(kuò)展了可吸血類昆蟲的地理范圍；③季節(jié)性蟲媒的活動(dòng)能力隨冬季寒冷減弱而增加，尤其是高緯度地區(qū)；④幼蟲少受嚴(yán)寒影響，容易過冬；⑤病原增殖加速，其傳播期可能在昆蟲的生命周期中提前出現(xiàn)；⑥傳播疾病的昆蟲種類增多。

上述最后一點(diǎn)，已由1999年西尼羅河病毒進(jìn)入美國(guó)的事件證實(shí)。在5年的周期中，這種在北美從未見過的病毒，已從原來的單一宿主演化成可在超過20種節(jié)肢動(dòng)物間傳播。

一言以蔽之，氣候變化帶來的影響使病原的傳播速率增快，并給那些對(duì)此病原未有獲得性免疫的人群帶來更大風(fēng)險(xiǎn)。

4.5 臨床實(shí)踐的干預(yù)和改變

抗生素應(yīng)用的增加、血液和血制品的使用及器官移植都促進(jìn)了疾病的新現(xiàn)。丙型肝炎病毒等血液傳播性病毒正是通過針頭和外科器械的污染傳播的。為減少血液傳播疾病，人們?yōu)殚_發(fā)準(zhǔn)確、特異、快速的診斷分析付出了大量努力。但這些努力卻沒有應(yīng)用到獸醫(yī)學(xué)中的動(dòng)物尤其是家畜疾病的診斷，其原因既有經(jīng)濟(jì)方面的，也有公共投資缺乏方面的。

目前認(rèn)為，器官移植也在疾病傳播中起作用。以淋巴細(xì)胞性脈絡(luò)叢腦膜炎病毒(LCM virus)為例，其雖屬沙粒病毒家族成員，多年來卻沒人意識(shí)到這也是感染人類的一種典型病原。人們正越來越清晰認(rèn)識(shí)到，許多疾病與一些在動(dòng)物身上發(fā)現(xiàn)的病原相關(guān)，但尚未發(fā)現(xiàn)這些病原可對(duì)人類致病。因此，那些因器官移植而接受免疫抑制治療的患者承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)更大。

老年人群對(duì)新現(xiàn)疾病的易感性是一個(gè)更需深入探究的領(lǐng)域。在發(fā)達(dá)國(guó)家，超過50歲老年人口的比例正在迅速增長(zhǎng)。目前已發(fā)現(xiàn)，這一人群對(duì)甲型肝炎病毒等許多腸道傳染性疾病更易感。

4.6 病原的適應(yīng)性和演化

RNA病毒的基因組擁有更高的突變率，故賦予其更強(qiáng)的能力以有效應(yīng)對(duì)不同層次的宿主免疫系統(tǒng)、宿主數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化和寄生競(jìng)爭(zhēng)。RNA病毒缺乏糾正從RNA轉(zhuǎn)錄到mRNA過程中出錯(cuò)的能力，也不能糾正病毒基因組復(fù)制過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤。與之明顯不同的是，DNA病毒復(fù)制過程中出現(xiàn)的任何錯(cuò)誤都可被宿主細(xì)胞中的校正讀碼酶更正。

基因組分段的RNA病毒適應(yīng)能力更強(qiáng)，這種病毒的基因組由若干個(gè)片段組成，在同一個(gè)宿主細(xì)胞中同時(shí)感染2種表型不同的病毒時(shí)，即有可能發(fā)生基因片段重排。這種重排現(xiàn)象在流行性感冒(簡(jiǎn)稱流感)病毒中尤為常見?；邳c(diǎn)突變的抗原漂移(antigenic drift)和基于基因組片段重排的抗原轉(zhuǎn)變(antigenic shift)，流感病毒得以形成種屬特異性和致病性不同的新型病毒。人們從布尼亞病毒屬中逐漸發(fā)現(xiàn)多種能進(jìn)行基因組重排的病毒，如從非洲分離得到的Garissa病毒。

病毒宿主范圍的擴(kuò)大，乃是基于其與宿主細(xì)胞受體作用的病毒蛋白保守序列不斷發(fā)生氨基酸突變。