都进入21世纪了,为什么病毒流行病却愈演愈烈?
2020-02-18 10:12

都进入21世纪了,为什么病毒流行病却愈演愈烈?

文章来自微信公众号:果壳(ID:Guokr42),作者:朱步冲


正在新型冠状病毒 SARS-CoV-2引发的疫情成为全球性公共卫生紧急事件之际,那款2012年发行的模拟策略游戏《瘟疫公司》,再次冲到了Apple Store热门游戏排行榜的三甲。各国忧心忡忡的玩家,都不约而同在游戏中选择能够通过呼吸道传染的“冠状病毒”,试图预测这场疫情最终的规模。


《瘟疫公司》游戏画面 | www.scientificgamer.com


美国疾病控制与预防中心(CDC)不得不发表声明称,《瘟疫公司》内置的算法建模,虽然得到过专业流行病学专家的建议与优化,但终究不能取代权威公共卫生机构的研究。


实际上,有一群专家确实在顾虑,《瘟疫公司》中的局面会在现实中真正出现。


约翰·霍普金斯大学健康与安全中心传染病学专家阿米什·阿达加 | www.http://www.centerforhealthsecurity.org/


美国约翰·霍普金斯大学卫生与安全研究中心曾在3年前,出台过一份名为《全球灾难性生物风险》的研究报告。报告的作者之一,约翰·霍普金斯大学健康与安全中心传染病学专家阿米什·阿达加(Amesh Adalja)表示,所谓全球灾难性生物风险(global catastrophic biological risks,GCBR)事件,即是由生物介质导致,现有公共卫生与医疗系统难以应对的大规模传染病与人为泄露/袭击事件。它不仅会造成大量人类生命的牺牲,也会引发一系列社会经济动荡,而人类在最近半个世纪以来已经进入了一个全球灾难性生物风险事件频发时期。


危险从未远离


导致生物风险的病原体有很多,包括细菌,真菌,原生生物,蠕虫,朊病毒和病毒。其中最值得警惕的,是种类多样的病毒。比尔·盖茨也在2015年的公开演讲中感慨:“当我还是小孩子的时候,我们最担心的是核战争。但未来如果有什么东西可以夺去上千万人的生命,则更可能是某种高度传染的病毒。”


21世纪全球灾难性生物风险地图 | https://www.vox.com


“我们之所以着手这项研究,是因为所有同行都会不时列出那些可能引发下一次致命流行疾病的病原体名单,有些可能在生物化学研究中已经证明其危险性,有的则已经引发过流性疾病,但几乎很少人试图深究这些病原体从潜伏状态转向高危爆发的内在机制。” 阿达加说:“为什么流感要排在名单的首位?为什么2016年之前我们没有想到寨卡病毒?为什么我们以前没有想到过西尼罗河病毒会在美国爆发?”


如果我们回首人类的历史,类似的全球灾难性生物风险一直伴随着我们。


中世纪壁画,1342年被黑死病侵袭的比利时 | https://www.sciencemag.org/


6世纪的查士丁尼瘟疫,源自一种致命的鼠疫杆菌,借助人类贸易,迁徙与征服,它从北非跨越地中海到君士坦丁堡,又向北进入法国、德国,消灭了当时世界17%的人口。14世纪,同样由于鼠疫杆菌引发的黑死病沿丝绸之路,从亚洲中部一路向西,席卷整个欧洲,据估计,当时欧洲约有占人口总数30%~60%的人死于黑死病。


1918年大流感中的美国公立医院 |https://www.history.com/


1918年大流感,在全球范围内夺取了大约2000万到5000万人的生命,是有史以来最具破坏力的全球灾难性生物风险(GCBR)事件。其时正逢第一次世界大战,在三条战线上,高度密集的同盟国和协约国军队长期在堑壕中对峙,民事后勤人员和伤员在前线与后方之间频繁流动,更加促进了流感病毒的散布。


新病毒:自然对人类的报复?


理查德·普雷斯顿在描写埃博拉病毒缘起的《血疫》中说,随着人类技术的进步与对自然的加紧开发,我们似乎闯入了一个神秘黑暗的禁地,那些原本与人类相安无事的病毒,由于其原本动物宿主被消灭,或者被当做人类维系自身生存所必需的生物资源,于是毫不犹豫地选择了人类,作为新的宿主。


回首过去的半个世纪,随着人类科技的急速进步和经济繁荣,全球灾难性生物风险事件的发生频率反而在增高。从某种“因果报应”的神秘角度来看,人类征服自然的行为,导致了后者借助自身丰富的病毒“存货”开始传播疫病,对人类展开了反噬:《自然》(nature)杂志曾在2008年做过统计,当今新出现的传染病中,有60%是人畜共患,其中72%又是以动物为宿主的病原体引起的。


西非原住民捕获大猩猩,被称为“丛林肉”的野生动物是当地人动物蛋白的主要来源 | www.cifor.org


例如西非人口的急剧增长和经济发展的长期停滞,使得当地人几乎80%的动物蛋白摄入依旧来源于丛林野生动物。1996年2月,加蓬与扎伊尔边界一个名为梅依波特2号的小村庄中,原住民分食了一只捕获的患病黑猩猩,旋即造成31人感染了埃博拉病毒,其中21人死亡。


同样,1989年,委内瑞拉西北部曾经爆发过的出血热,罪归祸首是当地丛林中的棉鼠和藤鼠两种啮齿类动物。由于大规模农田开发,棉鼠和藤鼠失去了原有的栖息地,被迫在新建立的农村社区中与人类发生接触,由于和随身携带的一种沙粒病毒(Guanarito)共生多年,棉鼠和藤鼠本身并不会发病,但新病毒很快“发现”,免疫系统对自己毫无防御能力的人类,是更好的新宿主。


更糟糕的是,由于病毒宿主动物体内通常拥有多种病毒,这些病毒会互相交换基因,产生威力更大的“下一代”,并且能够在不同物种间移动。比如800万年前 ,当时中非的黑猩猩由于捕食猴子,感染了红顶白眉猴和大白鼻长尾猴身上的SIV病毒,后来黑猩猩身上的变种SIV病毒传播至人类,最终变异为造成艾滋病的HIV病毒。


而本次新型冠状病毒则可能要追溯到菊头蝠身上。阿达加表示,根据病毒变异数据来推断,它最早应该出现于2019年10月底,并用了大约两个月时间完成了初期传染。这一次病毒从携带动物向人体“飞跃”是如何发生,最终制造了这位“零号病人”,目前尚不明了,很可能存在中间宿主动物。唯一值得庆幸的是,新型冠状病毒尚未出现明显的变异。


城市,脆弱的节点


今天,由于全球一体化经济格局的建立,人类居住城市化带来的人口密集度,大规模生活公用设施,以及快速交通工具,尤其是商业航空客运的普及,使得病毒的传播以前所未有的速度展开。阿达加告诉我们,本次病毒传染率比2003年的SARS病毒更高,因为它以社区传染的方式进行传播:“根据中国方面提供的信息,我们可以看到持续的社区层面疫情不断出现,感染者通过多种途径,在社区中将病毒传播给他们的家人和日常接触的居民,从而在某种意义上,让新型冠状病毒的防控比2003年的SARS更加麻烦,后者主要传播途径是医院,而社区传播比医院传播更难以阻止。”


湖北街头,被收治的新冠肺炎疑似患者 | www.cnet.com


阿达加认为,本次SARS-CoV-2肺炎疫情算是一次危害等级不高的全球灾难性生物风险事件,因为其死亡率在现有冠状病毒疾病当中,属于中等,比SARS略低,大约是中东呼吸综合征(MERS)的1/50,并且它存在鲜明的季节性,集中于秋冬。


但是,如果未能彻底制止其传播,那么很可能在下个冬天它会卷土重来,最终和流感一样,变为某种我们必须日常应对的“常规病毒”。由此导致的一个糟糕后果就是,如果新型冠状病毒肺炎与冬季流感始终保持同期,爆发产生长期的“波峰叠加”,那么会为诊断治疗制造更多的麻烦。


 “如果我们按照中国方面披露的情况进行倒推,新型冠状病毒肺炎在2019年11月就开始出现。此时正值流感旺季,病毒引发的上呼吸道感染以及早期肺炎很难被明确诊断,患者的早期症状也与流感并无二致,这也是公共医疗和管理机构难以进行及时预警的原因。” 阿达加说。


寻找下一个嫌疑犯


令人担忧的是,下一次全球灾难性生物风险事件的元凶,可能潜伏在看似最不可能的地方,甚至也许还没有被发现。所以需要医学研究者充当“病毒猎手”。


一种传染病爆发的严重程度和四个因子有关:致命性、是否容易传染、感染多久出现症状、是否有疫苗和有效的治疗手段。即使疾病只有一部分特征符合严重传染病的标准,也能在人群中肆虐。


美国生态健康联盟(EcoHealth Alliance)的疾病生态学家凯文·奥利瓦尔(Kevin Olival)和他的团队,在2009年到2014年之间,发现了大约1000种全新的病毒。如果某种病毒带有能够潜入并“俘获”人类细胞开始大规模自我复制的基因,且存在于某种人类日常接触或食用的饲养动物身上,那么它很可能就是制造下一场全球灾难性生物风险事件的嫌疑犯。


微针阵列技术(MAP)疫苗使用示意图 | www.thelancet.com


“面对全新的敌人,我们需要全新的武器和截然不同的应对模式”,阿达加表示。在报告中,他和约翰·霍普金斯大学卫生与安全研究中心的同事们列举了几项应对未来全球灾难性生物风险至关重要的新技术:带有Wifi功能的便携式基因测序设备,让医疗实验室直接与一线医疗防疫人员实现信息共享;对自然环境进行大规模无人机实时监控,以便在动物传播阶段就对疫病进行预警;便携式微流控芯片设备,可以加速病患的细胞采样分析和药物筛选流程;以及在非洲等疫病高发地区普及更容易贮存、吸收起效的微针阵列技术(MAP)疫苗。


不仅如此,阿达加还强调,面对传播迅速的新型疫病,需要组织能够快速反应的、结构扁平化的全新机构进行应对,比如CEPI(流行病防范创新联盟)、DARPA(美国国防部先进项目研究局生物危机处理部)等,这些新型组织能够将尖端技术研究与实际应用落地紧密结合。


“每一次与大规模流行病的战斗过后,病毒没有被击败,不过是回到了它们原本安眠的丛林深处,”理查德·普雷斯顿写道,“在那里,它们继续不断地进化,变异,有朝一日会卷土重来。” 所以,此次面对COVID-19的战斗,仅仅是新世纪人类生存自救之战中的一场战斗,未来的道路依旧艰险而漫长。


(感谢Amesh Adalja先生为本文提供的资料和大力帮助)


参考文献

[1] Amesh Adalja, Gigi Gronvall, Tara Kirk Sell, Diane Meyer;Global Catastrophic Biological Risks:Toward a Working Definition, Health Security Volume 15, Number 4, 2017

[2] US Department of Health and Human Services. HHS acting secretary declares public health emergency to address national opioid crisis [press release]. October 26, 2017. https://www.hhs.gov/about/news/2017/10/26/

[3] Ferraro T. The United States is not ready for another flu pandemic.Smithsonian November 13, 2017. https://www.smithsonianmag.com/science-nature/united-states-not-ready-another-flu-pandemic-180967177/. Accessed June 27, 2018

[4] Amukele TK, Street J, Carroll K, Miller H, Zhang SX. Drone transport of microbes in blood and sputum laboratory specimens. J Clin Microbiol 2016;54(10):2622-2625.http://jcm.asm.org/content/54/10/2622.full. Accessed February 14, 2018.         


文章来自微信公众号:果壳(ID:Guokr42),作者:朱步冲

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