近日,伴随着气温不断下降,国内多地发生疫情,尤其河北、黑龙江的疫情令人担忧。
为何新冠病*在低温的环境中存活的时间更长?本文综述了SARS病*、登革热病*、流感病*、呼吸道合胞病*流行与气候的关系,探讨了不同气候因素的作用,可完善病*性疾病的预警机制,有助于对可能产生的疫病暴发提前做好防治准备。病*流行简况在中国,病*流行的态势日趋严峻,病*性疾病的暴发此起彼伏,在时间上呈现连续性,在空间上呈现扩散性。
SARS病*、流感病*、登革热病*、呼吸道合胞病*(RSV)等都曾经或者正在世界范围内流行,也对中国造成了严重的影响。
年末暴发的新型冠状病*肺炎(COVID-19,简称“新冠肺炎”),在全球范围内已经累计确诊多万,死亡人数近00万。
预防病*性传染病的主要措施之一是病*和病*媒介的防制。
病*的活性、繁殖、传播和病媒的生长、繁殖、行为活动受气候影响很大。
在缺乏疫苗的情况下,必须重视气候对于病*的影响,否则传染病监测系统的准确性和预警机制的及时性将大打折扣。
气候因素对病*流行的影响
SARS、登革热、流感和RSV各有特点,但均与气候因素有密切联系,学界对之研究较多。
SARS病*
SARS是由一种冠状病*引起的呼吸道传染病,主要通过短距离飞沫和接触感染者呼吸道分泌物传播,传染性强。
SARS-Cov结构示意图来源:中国疾病控制预防中心
特定的气候因素是SARS传播的有利条件。
王铮等发现,气温在15.5℃左右,月均温为5~℃时适合于疫病流行,气温过高或过低,SARS病*在空气中的存活时间将会缩短。
但在气温不适合病*流行的地区,使用中央空调会人为营造出适合病*传播的环境。
冷空气活动时期,日温差较大,人体抵抗力和免疫力较弱,且气压上升,气流下沉,易使病*在低空停滞聚集,加剧了人群被病*感染的风险。
细颗粒物稳定的环境可以延长病*在空气中的存活时间。
空气污染物浓度越高,空气中的细颗粒物越多,使病*能够吸附在更多细颗粒物上。
同时,细颗粒物能通过呼吸系统进入肺泡,进而将病*传至人体内。
降水较少,空气相对湿度较低时,既利于病*繁殖又易使鼻腔内血黏度高,发生毛细血管微小破裂,给病*可乘之机。
而雨水可以将空气中的病*载体细颗粒物淋洗掉,酸雨能洗脱空气中的气溶胶微粒,酸雨中的亚硫酸能够破坏病*体内的蛋白质,从而杀灭和抑制病*活性。
紫外线对许多病*有杀伤作用。
中国疾病控制中心研究人员发现,紫外线强度为4~5μW/cm时,3h可杀灭体外冠状病*。
海拔越高,日照时间越长,紫外线强度越强,越能有效杀灭空气中的病*。
登革热病*
登革热是由登革热病*引起的急性气候敏感性传染病,主要经过白纹伊蚊和埃及伊蚊进行传播。
登革热在东南亚、西太平洋和美洲等热带、亚热带地区的流行最为严重,中国南方是登革热易于暴发的地区,广东省则是重灾区。
来源:GirishKhera/Wikipedia
5~3℃是伊蚊繁殖、幼虫生长的适宜温度区间,8℃是最佳温度。
温度较低时,伊蚊幼虫生长较慢,温度升高,伊蚊成虫繁殖力提高、幼虫生长期缩短,但也伊蚊成虫形体较小,容易死亡。
值得注意的是,形体较小的伊蚊吸血频率更高,同时,温度升高也使人们着装更凉爽,皮肤暴露面积增加,给蚊虫叮咬创造了条件。
全球变暖使伊蚊的适宜生存区向高纬度和高海拔地带扩散,延长了蚊虫的活动季节,在空间和时间分布上扩大了登革热病*的传播范围。
温度对登革热病*也有影响,0℃以上利于病*的复制,在一定范围内提高温度,病*活性增强,登革热病*在伊蚊体内的潜伏时间也缩短。
Carrington等研究指出,在平均温度为0℃,且昼夜温差波动较大时,病*潜伏期缩短,被感染的比例高达60%。
类似地,Liu-Helmersson等认为在温带或炎热的气候中,昼夜温差增加将提高登革热病*的流行潜力。
降雨也是诱发登革热的重要气候因素。
适宜的降水会滋生大量幼虫,提高蚊虫的密度。Glenn等研究得到,高降水量增加了适宜蚊虫生长、繁殖的地点。
另有研究则认为降雨与蚊虫密度无相关关系,可能是降水在增加蚊虫栖息地的同时也会破坏其原有的栖息地,及时进行排水、处理城市垃圾等措施能有效减少蚊虫的滋生。
相对湿度是温度和降雨的综合体现,70%~80%的相对湿度下,蚊虫产卵、叮咬的活跃度最高,幼虫存活率增加,有利于疾病的传播。
此外,气压、风速、日照时间等气候因素对登革热的流行也有一定影响。
流感病*
流行性感冒(简称“流感”)是由流感病*引起的急性呼吸道传染病,和普通感冒相比,传染性强、传播速度快,常在世界范围内引起大暴发。
流感病*分为甲、乙、丙3种类型,飞沫和接触感染者是其主要传播方式。
流感抗病*治疗研究来源:AmJRespirCritCareMed
流感与季节性气候有明显的相关联系。
平均气温低于0℃时,低温会延长流感病*在空气中的存活时间。
此时人们更习惯待在室内,空气不流通,加之人体抗病*免疫力下降,有利于病*入侵宿主。
温度在5℃~30℃间时,流感病*在宿主间的传播速率随着温度的上升而降低。
在气候炎热的地带,湿度对流感病*的影响比温度更大。
相对湿度低于0%时,干燥的空气使感染流感病*存活率更高,流感感染风险增加;大于80%时,流感病*传播会被阻断。
有研究认为,太阳黑子、强潮汐、沙尘暴等与流感暴发有密切联系。
太阳黑子谷年,太阳辐射出的紫外线强度减弱,利于病*的存活和繁殖;太阳黑子峰年,紫外线强度增强,可能会引起病*变异,产生传染性更强的新型病*。
冬、夏两季强潮汐南北震荡天数异于常年或在拉马德冷位相时期,全球处于低温期,病*更易存活。
沙尘暴则会将大量病*携带到其他地区,并帮助其迅速传播开来。
RSV病*
RSV是引起婴幼儿急性下呼吸道感染最常见的病*,可引起小儿病*性肺炎和毛细支气管炎,且有可能会引起哮喘,是一种流行面广、致病率高的病*。
RSV病*结构来源:Microorganisms
RSV感染具有分明的季节性,不同的气候特征,对RSV传播有不同的影响。
病*活性与温度呈双峰关系,约.~6.1℃和3.9~30℃时病*活性达到峰值。
Robert在全球选取了9个地区研究气象条件如何影响RSV传播、感染,结果显示,在不同气候的地区,达到感染高峰的季节不一样。
温带地区冬、春季节气候寒冷,气温越低,RSV活性越强。
低温有利于提高RSV在气溶胶中的稳定性,延长了其在外环境中的存活时间。
婴幼儿本身抵抗病*的能力就较弱,寒冷易使呼吸道毛细血管痉挛、缺血,利于病*繁殖。
夏季高温干燥,日照时间长,紫外线辐射能有效灭活病*,使得RSV无法流行。
亚热带地区夏季降雨多,相对湿度较高,RSV活性增强。
潮湿空气使气溶胶在空中悬浮时间更长,低风速下,潮湿空气携带着病*黏附的人体皮肤表面,是病*流行的有利条件。
谢健屏等总结得出,越往北方,RSV越在最冷的月份流行;越往南方,RSV越在降水量大、相对湿度高的月份流行。
结论气候因素既对病*本身的繁殖、存活有重大影响,也与病*传播媒介生物的繁殖、生长、活跃度联系紧密。
不同的气候因素对不同的病*影响不尽相同,在一定域值内,病*产生于一定的自然条件和环境,特定的气候因素是病*流行的推手,相同的气候因素更有利于病*的流行。
超出域值之外,气候因素则会限制甚至阻断病*传播。
气候对病*的影响往往不是单个气象因素孤立作用的结果,需要综合考虑各项因素。
应当严密监测相关的气候数据,为可能出现的病*流行发布预警,做好防护措施。
当然,病*流行的机制是非常复杂的,气候因素只是其中一个方面,影响病*流行还要兼顾环境、人口流动、生活习俗等多方面,并提高居民对卫生健康知识的了解,做到科学防疫。
本文作者:李晓岑,朱香颖,袁程作者简介:李晓岑,南京信息工程大学,教授,研究方向为气候与人类文明、科学技术史、科技考古。论文全文发表于《科技导报》第3期
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