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誰是下一場流行病的主角

2011-11-08 08:43編譯胡德良
科學24小時 2011年11期
關鍵詞:傳染給流行病宿主

編譯|胡德良

誰是下一場流行病的主角

編譯|胡德良

下一個微生物殺手可能會爆發于非洲的雨林中,也可能會爆發自家養的寵物……

美國著名的進化生物學家賈里德·戴蒙德教授登上從香港返回洛杉磯的飛機后不久,鄰座的一位女乘客就開始打噴嚏。她打了又打,然后又開始咳嗽,最后想嘔吐,從前面座位靠背處拿出嘔吐用袋,吐進袋里……她站起身來擠出去,步履蹣跚地朝飛機前部的洗手間走去。顯然,那位女乘客很難受,但是戴蒙德當時的感覺并不是對她的同情,而是感到害怕。因此,他要求飛機上的乘務員為他換個座位,盡可能離那位女乘客遠遠的。

此時,戴蒙德想到了另外一個病人——來自中國廣東省的一名男子。2003年2月21日,那名男子在香港京華國際大酒店911房間住了一夜。不幸的是,他得了嚴重急性呼吸綜合征(SARS)。

在短暫的留居過程中,那名男子掀起了一場SARS的“超級傳播”事件:在該酒店的賓客及來訪者中,至少有16人感染了SARS病毒;隨著那些賓客和來訪者的活動,整個亞洲、歐洲和北美洲又引發了幾百個SARS病例。三個月之后,在他房門外的地毯上和賓館電梯附近獲取了SARS病毒的遺傳學證據??梢猿醪脚袛?,911房間的那名男子是此次SARS流行的傳染源。

戴蒙德并沒有因感染SARS而死亡,但他的經歷充分說明了神奇而不可阻擋的傳染病具有它可怕的一面。全球化、氣候變化以及耐藥性的威脅等因素共同為一場勁頭十足的病毒風暴搭建了一個舞臺。在這種情況下,一種病原體——也許是另外一種人類免疫缺陷病毒(HIV)或者是另外一種天花可能會當場爆發,以致于我們還沒來得及作出任何反應,就會使幾百萬人因此而殞命。

病原體悖論

想象一下:把我們的身體當成微型生物的“棲息地”,就像一片森林為許多物種提供了棲息地一樣。這些物種包括虱子、蠕蟲、細菌、病毒和變形蟲,它們把我們的身體當作森林并生活于其中。在這些“居民”中,許多是“良民”,對我們并不會造成傷害。但是有些微生物就不怎么“善良”了,有時會制造點小病小災,如普通感冒;有時則使我們病入膏肓,直到置我們于死地,如天花。

長期以來,微生物殺手向生物學家們提出了一個自相矛盾的問題,為什么一種微生物通過進化要毀壞其賴以生存的棲息地呢?通過類比,你可以推知:松鼠應該不會摧毀自己所居住的森林,因為如果那樣的話,該物種就會很快滅絕的。

問題基于這樣一個事實:為了長期生存下去,人體內的任何一種微生物必須有能力從一個受害者傳播到另一個受害者。這里存在一個簡單的、跟數學相關的必要條件:平均來看,對于每一個死去的或者康復后自身清除了微生物的前期受害人來說,這種細菌都必須至少使另外一個人感染。如果新感染的受害人數跟前期受害人數之比所得的平均數小于1,那么這種微生物的傳播注定是要失敗的。

微生物不會行走、不會飛翔,無法從一個宿主到達另一個宿主,所以它必須借助一系列邪惡的手法來傳播。最常見的手法就是讓人打噴嚏、鬧痢疾或者長出膿瘡。這些癥狀會使病原微生物散播到空氣中,或通過糞便侵入當地供水系統中,或通過接觸沾染在他人的皮膚上。而這些,正是病原微生物傳播必需的。

如果說僅讓人類生病而不殺死人類對病原微生物是個合理的生存策略,那么為什么某些病原體還要殺死我們呢?有時,一種病原微生物可能會對人類發起致命的攻擊,這種攻擊往往源自自然界的一次偶然事件。例如,這種病原微生物可能舒舒服服地適應了某些動物宿主,它平時宿居于這些動物體內,并沒有產生什么致命的后果,但是這種病原微生物可能不適應人體環境,一旦感染人類,就可能會殺死人類宿主,而對于這種病毒來說,生命也算是走到了盡頭。

以人類為目標,把我們人類當作首要宿主的細菌殺手,情況又怎樣呢?生物學家們現在認識到,這些細菌的生存策略跟梅毒之類不同,但同樣能夠生存。拿霍亂菌和天花病毒來說吧,霍亂菌會引起人們腹瀉,天花病毒會使人們生皮疹,兩種病原微生物都可以在幾天到幾周的時間里置人于死地。從進化的角度來講,在人們從感染到死亡的短暫時間里,如果致命的癥狀能夠將上萬億的細菌或病毒傳染給潛在的其他受害人,那么對這種病原微生物生存是有利的。事實上,人們死去對于我們來說是不幸的,但對于這種病原微生物來說,犧牲個別宿主是一種可以接受的代價。在進化與自然選擇的世界里,只要犧牲掉一個前期感染者,能夠使另外一個或一群人感染,那么對病原微生物來說就是一樁合算的買賣。

因此,病原微生物對待一種致命疾病的秘訣是,在下列兩者之間獲得一個平衡:其一,一旦讓人類感染后就很快置之死地的概率;其二,利用人體把這種病原微生物傳染給他人的效率。

這兩者是相互關聯的。病原微生物在引起致命的傳染性癥狀方面效率越高(對這種病原微生物有利),在置人們于死地的速度上就越快(對這種病原微生物不利)。按照這個原則,一種病原體是通過兩種途徑中的一種來殺死很多人的。其中一種途徑屬于HIV類型,讓病毒攜帶者存活很長時間,在幾個月或幾年內傳染給他人;另一種途徑屬于天花和霍亂類型,可能會通過爆發性的癥狀很快置人于死地,但是在一天之內就可以傳染給幾十個甚至上百人。

尋找病源

對于流行病學專家來說,追蹤病原微生物殺手,找到其源頭是關鍵。致命的流行病是在人類種群中自發產生的嗎?還是來自其他物種的“禮物”,經過變異后致病的?是哪些生態系統產生的流行???趁它還沒有造成太大危害的時候,我們能否一開始就將其制服呢?

一種由蚊子傳播的病毒——黃熱病病毒的歷史可以為我們提供一些答案。黃熱病是在整個歷史過程中一直給人類造成危害的流行病,目前仍然流行于熱帶南美洲與熱帶非洲地區?,F在,生物學家們明白了黃熱病起源于熱帶非洲的猴子,通過蚊媒傳染給熱帶非洲人。幾百年前,熱帶非洲人無意中攜帶著黃熱病毒登上了運送奴隸的船只,將病毒帶到了南美洲。

蚊子叮咬了感染病毒的奴隸,反過來又把這種病毒傳染給南美洲的猴子。不久以后,蚊子叮咬了感染病毒的猴子,又把黃熱病毒傳染給當地的人們。在當

今的委內瑞拉,衛生部監視著野生猴子(如吼猴)的情況,注意它們是否有大量的死亡現象出現。因為這種猴子特別容易遭受黃熱病病毒的感染,它們可以起到一個病毒庫的作用,其中的病毒可以快速且大量地傳向人群。猴子的大量死亡可以作為一個預警系統,標志著需要給附近的人類接種疫苗了。

這種由動物到人的交叉感染模式是突發性傳染病常見的傳染過程。事實上,歷史上大規模的致命疾病都來自寄居于其他物種體內的病原微生物,其中絕大多數疾病來自其他熱帶哺乳動物,較少的疾病來自鳥類。

仔細想一想,所有這一切都是有道理的。病原微生物所適應的每一種新型動物宿主都代表著一個新的棲息地。對于病原微生物來說,最容易的就是在緊密相關的棲息地之間來回穿梭。也就是說,病原微生物最容易從擁有某種身體化學性質的動物物種,傳播到跟該物種緊密相關的、有著極為相似的身體化學性質的動物物種體內。

在熱帶地區,疾病來源于許多野生動物,特別是靈長類動物。不僅是人類的黃熱病源自我們的靈長類親屬,而且艾滋病、登革熱、乙型肝炎和間日瘧等都來自這些靈長類動物。其他的致病野生動物還包括老鼠,老鼠是瘟疫和斑疹傷寒的傳染源。

同時,像美國這樣的溫帶地區,郊區的扁虱以及與人類接近的家畜身上的扁虱也對人類構成了威脅。像老鼠和花栗鼠這樣的哺乳動物宿主攜帶萊姆病毒和野兔熱病毒,而通過扁虱這個媒介將這些疾病傳染給人類。人類所患的麻疹和肺結核則是從牛那里傳染的。生物學家們指出,天花很可能源自駱駝,而豬和鴨子則很可能是流感病毒的宿主。

下一次流行病

當今,隨著務農人員越來越少,在郊區居住的人們越來越多,情況也自然會有所改變。一直以來,自然界傳染病的傳播原理沒有什么兩樣,但是現代環境——包括人類在生活上與寵物接近以及與遍地是哺乳動物的森林接近,正在把我們暴露于新的病原體儲存庫,我們可能會面臨新的疾病傳播模式的威脅。

統計數據能夠說明問題:蘇格蘭愛丁堡大學傳染性流行病學教授馬克·伍爾豪斯等研究人員發現,盡管有些病原體不像看起來那么可怕,但至少有868種人類病原體既可以感染人類,又可以感染動物。

過分活躍的病原微生物包括炭疽熱病菌(以2000年的郵件襲擊事件著稱)、埃博拉病毒和可引發感染者大出血和高燒病癥的馬爾堡病毒,以及引起瘋牛病的朊病毒,朊病毒通過使人們的神經系統退化而置人類于死地。這些病毒引起了人類的恐慌,因為它們殺死了許多感染者。例如,在2000年,埃博拉病毒爆發,襲擊了烏干達的古盧地區,在感染了這種病的425個人中,有53%的人死亡。感染瘋牛病的死亡率則是百分之百。

盡管這些病原體極其致命,但它們通常一次只殺死幾百人,然后就筋疲力盡了。這些病原體在人與人之間的傳播效率太低,不能夠傳播得特別廣泛;雖然死亡率達到百分之百但致死的也仍然是一小部分人。

一些傳染病一旦被確診,就比較容易控制。炭疽熱可以用抗生素治療;經過起初類似瘧疾的階段之后,埃博拉病和馬爾堡病的快速發作和嚴重癥狀可以使醫務人員直接確診該病,并可直接對其實施控制。

事實上,在過去的40年中,只有來自黑猩猩的艾滋病傳播開來,引起了一場全球性的流行病。

如果不是炭疽熱病毒或者埃博拉病毒,那么哪些病原體可能會在人群當中引起下一次流行病呢?

新的流行病很可能會由熟悉菌種的突變株引起,特別是那些過去曾經大量繁殖出突變株并引起過瘟疫的菌種。據了解,歷史上因流行病死亡人數最多的情況是由流感病毒的一個新菌株引起的。流感病毒或者霍亂病毒的突變株仍然有可能成為引起下一次流行病的主要菌種,因為它們都具備適宜傳播的特性:兩者都可以存留于動物宿主中或者環境中,而且都善于繁殖新菌株;兩種病原體都可以高效地傳播,因此這兩種過去的重大疾病仍然有可能會成為威脅人類生命健康的罪惡殺手。

將來的流行病也可能會來自肺結核,結核菌已經通過耐藥性機制產生了突變體,而且這種病仍然在人類中發生,特別容易在那些免疫力下降的人(包括艾滋病患者)中發病。

由寵物傳播的新型病原體也可能會難以控制。除了傳統的貓、狗等家養動物,寵物中的奇異品種也越來越多了。我們已經處于危險之中:我們有可能被狗感染患上狂犬病,被貓感染患上弓形蟲病和貓抓病,被鸚鵡感染患上鸚鵡熱。面臨像瘋牛病這樣的流行病,現在多數人可以接受將百萬頭動物殺掉的現實。然而,即使證明寵物確實為一種危險的疾病提供了傳播途徑,但要把可愛的小狗、小兔子和小貓殺掉,仍然是很難想象的。

一旦一種致命的疾病出現后,現代社會就會提供新的方式使其盛行、傳播開來。全球性的旅游、城市居住環境的密集化、氣候的變化、耐藥菌的進化和老齡人口數量的增加,以及通過抗生素治療而產生免疫抑制反應人群的擴大,都可能有助于下一次大型瘟疫的發生。

當然,這里的預測都是基于經驗的推測,盡管是推測,但都是以某種最先進的科學為根據的?,F在是該行動的時候了!如果我們不立即付諸行動,我們將會繼續重演20世紀50年代心臟病學專家們的悲?。旱却∪说男呐K病發作,而很少采取措施去預防。如果確實行動起來了,我們就有可能防止下一個“艾滋病”,挽救幾百萬條生命,節省數十億美元的資金。我們應該何去何從,答案似乎是顯而易見的。

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