气候变化加剧流行病暴发

责任编辑：廖红艳

气候变化不仅加速了疾病传播，也使得预测流行病暴发更加困难。

撰文 洛伊斯·帕什利（Lois Parshley）

摄影 肖恩·麦克得莫特（Sean McDermott）

责任编辑：龚聪

洛伊斯·帕什利是一名自由科学记者，她的作品曾被发表在《哈珀斯》、《大西洋月刊》、《连线》等诸多杂志上。她同时还是Knight-Wallace 新闻研究项目学员，曾任《大众科学》和《外交政策》杂志编辑。

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研究人员仍然无法预测疾病如何变成流行病。但现在，科学家提出了一种结合气候模型的新方法，有望回答一些关键问题。

在南非，一项不同寻常的跨学科研究正在关注裂谷热病毒，试图了解天气、土地使用、人类和动物的动态关系。

气候变化正在变得愈发复杂，加速了疾病的传播，并会带来无法预料的后果。

在南非中部平原，广阔无垠的天空让一切都显得十分渺小。科布什·斯特坎普（Kobus Steenkamp）的农场就位于这里的一条土路旁边。2010年一个雨后的清晨，斯特坎普醒来发现，农场里的羊群身上发生了奇怪的事情。他回忆说：“它们背上有血。”并且，所有怀孕的母羊都流产了。

这是所有牧民的噩梦——斯特坎普的羊群感染了裂谷热。裂谷热病毒经由蚊子传播，可导致牲畜和野生动物流产、死亡，也能传播给人类。几日之内，数十人被感染。大多数感染者只是表现出类似感冒的症状，但在某些感染者身上，病毒会引发严重的出血热，与埃博拉病毒相似。

紧接着，整个地区都出现了类似的疫情。成年动物的存活率低至10%，受到感染的怀孕母羊几乎全部流产。腹部肿胀的牛羊尸体被丢弃在田野里，直到国家兽医团队将它们收集起来并焚化。截至疫情得到控制时，已有9000多只动物和25人死亡。津巴布韦和纳米比亚等邻国禁止进口南非的肉类，极大地打击了当地的畜牧业。

自1931年在肯尼亚大裂谷被首次发现以来，这样的裂谷热暴发一直局限在非洲南部和东部地区。但在1977年，这种疾病伴随着日益繁荣的尼罗河贸易，传播到了非洲北方地区，并在埃及引发了裂谷热大暴发。随后，在2000年9月，裂谷热病毒空降到了阿拉伯半岛的沙特阿拉伯和也门，引发人们担心欧洲和北美地区将成为下一个受害者。短短几年，病毒就能在几大洲蔓延，这种说法并不夸张。西尼罗河病毒于1999年传播到纽约市，并在不到6年的时间里就扩散到了美国全境，而裂谷热病毒有着比西尼罗河病毒更广泛的宿主和传播媒介。美国农业部发布的公告，将裂谷热病毒视为第三大最危险的动物病原体，仅次于禽流感和口蹄疫。但是，卫生官员担心的不仅仅是这些病毒对牲畜和农业的影响。人畜共患疾病，比如裂谷热和寨卡（Zika），都是先感染动物种群，然后再扩散到人类身上。这些疾病才是流行病学面对的最大的危险。历史上最为臭名昭著的一系列事件都与此有关，比如鼠疫和埃博拉。

人们对裂谷热可能演变成一场全球性流行病的担心说明，公共卫生部门的研究人员仍然无法有效地预测流行病的暴发，而这类暴发往往会给医疗卫生、经济和政治稳定带来灾难性的后果。与此同时，新出现的人畜共患疾病的威胁正在日益增加，并且往往无法预料。现在，科学家才刚刚开始了解疾病暴发和天气模式变化之间的关系，而天气模式变化正是气候变化的标志。科学家了解的越多，就越发现情况愈加复杂。在世界范围内，气温变化的速度比任何人预测的都要快，动物、病毒和人类的栖息地范围也因此而改变。在《柳叶刀》杂志上，最近一篇文章将气候变化称为“21世纪全球卫生最大的威胁”。另一篇同样来自《柳叶刀》的文章表示，“（气候变化）可能会将人类上半个世纪在发展和全球卫生的努力毁于一旦。”

全球变暖和极端天气已经成为影响公共卫生的重要因素。加剧的洪水、干旱和暴风雨不仅改变了地形地貌，也在快速影响着人类使用土地的方式，并最终影响我们的生活。气候学家正在努力模拟已经发生的变化，以帮助沿海社区更好地适应上升的海洋，而流行病学家也逐渐意识到，流行病预测工具需要考虑新的和即将出现的天气模式。在一个日益全球化的世界里，这些研究不仅关系着发达国家和发展中国家的平等问题，更有可能还关系着未来我们能否阻止大型流行病暴发。

一体化健康

生物学家艾蒂安·塞隆（Ettienne Theron）已经朝着一望无际的地平线开了好几个小时的车。他正前往斯特坎普的农场，卡车上装着保温盒，里面放满了采集到的血样。车在坑坑洼洼的公路上颠簸着前行，而公路两旁就是开阔的草原。这些草原正是过去几次南非裂谷热暴发开始的地方。在这片比美国马里兰州（面积32133平方千米）还要大的草原上，塞隆正和其他数十名研究人员一道，为生态健康联盟（EcoHealth Alliance）开展的一项研究采集数据。生态健康联盟是一个全球性的非营利组织，致力于预防流行病暴发。生态健康联盟主席彼得·达什亚克（Peter Daszak）在2015年的一段视频中表示，一旦流行病开始暴发，“你能做的就只有灭火了。”在这个为期五年的跨学科项目中，研究人员首次研究气候如何影响非洲南部的裂谷热疫情。研究人员也希望借助这一研究，开发出基于真实数据的模型，在流行病暴发之前做出预测，同时也为建立基于其他病毒的模型打下基础。

在生态联盟裂谷热项目设立的一个天气站里，研究生兹克纳·恰拉卡（Zikkona Gqalaqka）正在收集土壤湿度的数据。

塞隆终于来到了一扇没有标志的大门前。团队成员从车上一跃而下，穿上高筒靴，他们总共能说九种南非自由邦省（Free State）的代表性语言。研究人员跟361个与斯特坎普类似的独立农场达成了协议，他们将在之后的两年里，获取农场牲畜和工人的血样，进行裂谷热抗体检测。研究人员想弄明白当没有实际病例报告时，病毒可能潜伏在哪里。斯特坎普本人曾在20世纪70年代的一次裂谷热暴发期间被感染，根据世界卫生组织的说法，每年有多达10000人感染裂谷热病毒，并且这个数字很有可能在上升。2016年发表在《新发微生物与感染》（Emerging Microbes & Infections）杂志上的一项研究报告称，最近“爆炸性的”流行趋势表明，裂谷热病毒已经突变成了更危险的类型，具有更强的传染性和致病性。随着病毒迁移到其他地方，它可能还会进一步突变。报告总结说，越来越多样化的裂谷热病毒“对公共健康和社会经济的威胁在增加。”

农场工人正将羊群赶到锈渍斑斑的畜栏角落，现场协调员克劳迪娅·科尔德（Claudia Cordel）在一旁的折叠小桌上摆好空样品瓶、记录表格、乳胶手套和利器盒。这时，农场工人按住一只母羊，好让科尔德从它抽搐的脖子上抽血，母羊咩咩咩地叫声惨烈。在南非，曼氏伊蚊（Aedes mcintoshi）被认为是裂谷热病毒的主要载体。雌蚊能将病毒直接传给后代，并且蚊子的卵能经受连续几年的干旱，这种干旱在当地十分常见。当新一代被感染的蚊子孵化出来之后，它们会将病毒传播给牲畜和野生动物。然后，病毒就在这些宿主体内增殖。当库蚊（Culex）和按蚊（Anopheles）这类活动范围更广的蚊子叮咬被病毒感染的动物时，最初的暴发就演变成了快速传播的流行病。

新兴疾病的发展模式

裂谷热（RVF）于1931年在肯尼亚首次发现，当时肯尼亚大裂谷的羊群暴发了流行病。此后，裂谷热的暴发都与厄尔尼诺/南方涛动天气模式有关，但因为相关记录不完整，这种相关性还缺乏精确的数据支撑。2000年，裂谷热病毒从非洲之角蔓延到了阿拉伯半岛，这让人们担心它可能会传播到欧洲和北美地区。

由于裂谷热病毒通过蚊子传播，科学家现在开始利用长期气候记录，调查植被和降雨的影响：裂谷热暴发在哪里开始，以及何时开始。他们的目标是在疫情发生前，预测某一区域的裂谷热暴发——这也是首个基于卫星气候数据的疾病模型。

裂谷热在一次羊群流行病暴发中首次被发现

首个发生在大裂谷之外的裂谷热病例。病毒经由被感染的牲畜沿着尼罗河的灌溉系统传播到埃及。

3　肯尼亚、索马里和塔桑尼亚

4　也门和沙特阿拉伯

5　埃及

6　肯尼亚、索马里和坦桑尼亚

7　苏丹

8　马达加斯加

9　南非

10　毛里塔尼亚

11　尼日尔

资料来源 : World Health Organization AND Centers for Disease Control and Prevention ( outbreak data ); National Weather Service ( El Niño and La Niña data )

制图： Pitch Interactive

在另一个畜栏，科尔德正在擦拭一头牛的肛门，然后再从它尾部的静脉扎针抽血。牛哞哞地叫了起来，从肛门喷出一股绿色的液体。科尔德说，尽管他们已经初步了解了病毒如何传播，但对“野生动物如何影响人类和牲畜还一无所知，反之亦然。”正因为如此，生态健康联盟才想要更细致地观察天气、植物、昆虫、动物和人类之间的相互关系。在南非自由邦省和北开普省各地共计22个研究站里，研究人员通过捕捉蚊子来寻找病毒，研究土壤成分和植被覆盖，建立迷你气象站，配合卫星数据一起监测当地气候状况。这种项目的不同寻常之处在于，它需要十几位来自流行病学、生态学、气候学、兽医学和昆虫学方面的专家通力合作，并且耗费巨大。但是，只有这样的项目才可能让我们了解传染疾病在将来如何出现并蔓延开来。

调查员梅林达·拉斯卡斯（Melinda Rostal）说：“不难理解，动物种群的健康与人类的健康息息相关。”动物通常可以作为新疫情暴发的早期预警信号，比如去年在巴西，当地的猴群在黄热病疫情暴发前八个月几乎死光了。但直到最近，这种综合研究人类、动物和环境之间相互作用的结构性研究才逐渐被全球各地的卫生组织采用。这种现在被称为“一体化健康”（One Health）的策略是由流行病学家卡尔文·施瓦贝（Calvin Schwabe）于1964年首次定义，并日益成为流行病学界普遍接受的知识框架。早在公元前400年，希波克拉底就认识到环境，包括天气在内，能够影响疾病，但真正系统地综合多个学科来研究复杂系统却是最近才发生的事情。事实上，直到2009年美国疾病控制与预防中心才成立“一体化健康办公室”，承认“变化的环境导致了许多疾病的出现以及疾病的再次发生。”目前，开展“一体化健康”研究或许还十分耗费财力。但在将来，这些研究很可能会变得更加高效。生态健康联盟不再派遣单个人员外出研究，而是派遣一个协作团队，从而将裂谷热项目研究的交通成本降低了35%。

长期缺乏这种协调性的工作方式或许可以在一定程度上解释，为什么全球各地的卫生组织都在被新出现的疾病牵着鼻子走。以寨卡病毒为例，虽然早在1947年，科学家就在乌干达首次发现了它们，但直到2015年横扫美洲之前，寨卡病毒基本上没有引起人们的重视。这些疾病在首次出现时往往没人关注，因为它们最先影响到的是世界上最贫穷的人口，开发相应的药物往往没有利润。根据美国疾病控制与预防中心的数据，这些被忽视的“热带病”，已经造成了共计5700万年的寿命损失。作为迄今为止世界上最大的“一体化健康”项目之一，生态健康联盟的裂谷热项目提供了一个重要的研究案例，可以用来验证这样的大范围跨学科研究项目能否改变人类的被动局面。

落日如枯草般金黄。科尔德和塞隆检查完气象站，他们在农场的工作也就结束了。气象站里的一个风速风向仪在铁丝网上孤零零地转着。来自美国航空航天局的卫星数据表明，这一地区的天气模式将会发生改变，裂谷热和其他传染病的风险也将随之改变。疾病传播本身就是很复杂的一件事，但是在将来，了解气候变化的影响无疑将是疾病控制需要考虑的重要因素。

细微变化带来严重后果

前往下一个农场的道路十分漫长。炙热的天空下，一片片枯死的向日葵低垂着头。南非的干旱已经持续了三年，到处都是皴裂着的红色土地。干旱是厄尔尼诺天气模式的标准特征，而当拉尼娜到来，就会给当地带来丰沛的雨水，完成一个气候周期。但是，美国航空航天局戈达德太空飞行中心的科学家阿萨夫·安亚巴（Assaf Anyamba）说，由于气候变化，这种很典型的气候循环正变得更加剧烈：旱季更加干燥，雨季更加潮湿。2018年3月，南非遭遇了百年一遇的持续干旱，政府宣布进入“全国灾难状态”，开普敦市甚至面临断水危机。但在另一方面，安亚巴表示厄尔尼诺/南方涛动（ENSO）引发的降雨，以及雨水创造出的植物生命能帮助预测携带裂谷热病毒蚊子的孵化。事实上，安亚巴在当地天气模式的基础上，结合卫星观测的气候数据，成功地预测了2006年和2007年东非的裂谷热暴发。

紧接着，安亚巴将模型应用到了非洲南部地区和阿拉伯半岛地区。如果他能在这两个地区预测裂谷热暴发，他或许就能用模型预测其他疾病。但到目前为止，这个裂谷热疾病模型在南非遭遇了失败。作为生态健康联盟的气候专家，安亚巴正试图找出原因。卫星数据的优势在于能够显示并预测全球天气模式，让预测植被和昆虫的变化变得简单。但问题在于，大视野往往缺少精度。当研究人员把气候模型与更细化的区域数据，比如植被覆盖率结合使用时，他们发现二者完全不在一个尺度上。举例来说，安亚巴为东非开发的卫星数据模型使用了一种植被指数，应用在南非地区就行不通了，因为两地的植被物种不同。其他影响疾病的因素，比如病媒的传播方式，可能还要更加细分。许多蚊子的活动区域跟郊区后院差不多大小，因此遥感数据难以反映病原体与宿主的相互作用情况。虽然长久以来，天气就与疾病挂上了钩——想想“流感季”，但正是区域特异性让预测流行病暴发异常困难。显然，这个问题没有“万能钥匙”。

安亚巴采取了新策略。他利用生态健康联盟在南非采集到的蚊子和植被信息，为该地区建立了一个更加本土化的预测模型。气候变化可能最终让自由邦省更加干燥，这有助于防止裂谷热暴发。但是，南非的其他地区可能会变得更加温暖潮湿，滋生裂谷热等其他疾病。学习构建更加本土化的预测工具有助于科学家了解疾病在当地和全球如何变化。

实现这一目标已经迫在眉睫。虽然流行病学界尚未达成明确结论，但是很明显，更加多变的气候，以及随之引发的疾病变化已经发生了。关于这一趋势的首个决定性证据发表在2002年的《美国科学院院刊》杂志上。在论文中，科学家研究了孟加拉国70年间的霍乱发病率，结果发现“过去一个世纪的气候变暖趋势正在影响人类疾病”。由于气温升高，蚊子和其他虫子的栖息地扩大，导致更多的人群暴露在疾病之下。初步研究表明，疟疾等疾病在全球呈现出上升势头。世界卫生组织表示，即使全球气温只升高2℃——我们正在接近这个数值，就会有好几亿人新暴露在感染疟疾的风险之下。而在另一方面，今天那些气候条件适宜疟疾传播的地区，疟疾感染风险将会因为气温升高而下降；反过来，之前没发生过疟疾的地方，未来疟疾的发病率很有可能会上升，比如美国。

这种细微变化却伴随着严重后果。以蓝舌病毒为例，这是一种高度致死的反刍动物病毒，通过一种叫库蠓的蠓传播。长期以来，蓝舌病毒仅存在于热带地区，但是到了2006年，西欧变暖，一些库蠓就向北迁徙，感染了当地动物。科学家惊讶地发现，有一种蠓甚至携带病毒一路到达了挪威。美国乔治亚大学的动物病理学家科里·布朗（Corrie Brown）说，蓝舌病案例极具代表性，它反映出气候变化让之前从未相遇的物种相遇了，进而增加了疾病的传播方式。

科学家对如何处理这些风险有着不同的观点。美国国际开发署资助寻找新病原体的研究，但是布朗认为在研究经费有限的情况下，单单寻找新病毒并不高效。布朗说：“我知道研究人员肯定喜欢这种方法，因为这样他们能发很多论文，”布朗质疑这种策略能够防止人们生病。相反，她和其他倡导“一体化健康”的人认为，加强当地的基础设施，比如建立监测和监控系统、培训社区护士等才是对抗新疾病的有效方式。

在人类刚刚进入一个新环境，将自己暴露在新疾病的风险中时，当地的监测系统尤为重要。流行病学家、生态健康联盟裂谷热研究的负责人威廉·卡勒什（William Karesh）说：“在一个一成不变的世界里，不会有很多新兴疾病。但是一旦系统发生变化，微生物也会随之改变。”美国科学促进会前国会科学和技术政策研究员、曾参与埃博拉工作的嘉莉·拉·婕斯（Carrie La Jeunesse）说：“流行病及其连锁反应最初往往发生在边缘地带，即人类和自然的边界。”从2009年开始，美国国际开发署为具有大流行潜力的新兴疾病制作了热度图。这张图与世界上受人类威胁的区域地图十分相似。2012年，卡勒什和同事在《柳叶刀》杂志上发表论文，对这些发现作出了解释：“很多人畜共患疾病可能与大规模的土地使用方式改变有关。”

护士和兽医正在抽取农场工人和牲畜的血液样本，来检测裂谷热抗体。研究人员试图了解病毒在疾病暴发间隔期间的动向。

对南非来说确实如此。生态健康联盟项目的昆虫学家艾伦·肯普（Alan Kemp）说：“我们实际上正在培养虫媒病毒（通过类似蜱虫等节肢动物传播的病毒）。几乎可以肯定的是，由于畜牧业的发展，以及进口对病毒没有抗性的外来品种，我们实际上正在培养裂谷热病毒。”他叹了口气，补充说：“老实说，很大程度上我们是自作自受。”

城市化、气候变化和贫穷

生态健康联盟采集的成千上万个血样最终被送到了约翰内斯堡的四级生物安全实验室。与埃博拉病毒一样，裂谷热病毒的研究工作必须在最高级别的防护下开展。研究人员雅努什·帕威斯卡（Janusz Paweska）穿着加压防护服，在显微镜下检查裂谷热病毒样本。生态健康联盟的研究项目预计到2019年结束，但对病毒样本的分析结果工作已经开始了。“有些科学家把自然看作最可怕的生物恐怖分子，我可不同意。”在经过全面消毒杀菌之后，帕威斯卡坐在自己的办公室里说。作为南非新兴人畜共患疾病和寄生虫疾病中心的负责人，他直言不讳地表示：“谁创造了导致新兴疾病产生的环境？你怪不到大自然头上。罪魁祸首是过度城市化、气候变化和贫困——这些都与大自然无关，是我们人类自己为新兴疾病打开了方便之门。”

的确，贫穷可以算是导致生病的最大的危险因素。日内瓦全球健康研究院院长安托万·弗拉霍特（Antoine Flahault）说：“健康的决定性因素是经济条件，而医疗资源分配不均是问题所在。”世界卫生组织估计，在低收入国家，可预防的疾病和可治疗的疾病（如腹泻、营养不良和寄生虫感染）导致的死亡人数占总死亡人数的45%。而在未来几十年内，气候变化预计将导致1.22亿人口陷入赤贫状态，迫使大量人口离开家园，并加速城市化。所有这些趋势都有利于疾病肆虐。弗拉霍特认为：“气候变化会对公共健康造成巨大影响，一方面源于它对疾病的直接影响，另一方面源于它可能带来的严重的经济后果。”

但是，要让资源有限的国家为未来的潜在威胁做准备，而忽略当下问题，“非常难办。”全球发展公司DAI的防范和响应项目主管苏珊·斯克里布纳（Susan Scribner）说。这也是为什么裂谷热这样的研究项目意义重大——它能为农业、健康和国防等诸多不同领域的利益相关者提供数据。生态健康联盟的气候专家安亚巴认为，裂谷热项目的研究方式是大势所趋。“我觉得，在以后的研究项目中，气候数据会被考虑在内，先进的分析技术和机器学习技术将帮助我们回答为什么某些疾病会大暴发。” 实际上，美国国防部的国防威胁降低局（Defense Threat Reduction Agency）正在资助类似的综合性研究，他们预测并绘制另一种蚊虫病毒感染性疾病——基孔肯雅病的影响地区。在将来，包括黄热病、登革热和狂犬病在内的众多疾病研究都有可能受益于美国国防部提供的资源。

但是，在决定哪些疾病值得研究的问题上，资金以及决定谁获得资金的政治因素扮演着重要角色。在当前的政治环境下，需要长期资源的复杂研究越来越不受欢迎。就在我们刚开始意识到合作研究迫在眉睫时，美国疾病预防与控制中心的全球健康安全项目的预算正面临大幅削减。

在美国，对全球健康项目的资助由多个机构共同管理。目前，我们还无判断预算削减会如何影响特定项目的可行性，但布鲁金斯学会智库的专家撰文评论说，这可能会“对全球健康造成灾难性的影响”，损害经济增长，并且不利于国际稳定。

尽管充满了不确定性，生态健康联盟的大规模农场工作仍在继续。一天清晨，队伍来到了莫卡拉国家公园附近的一个私人野生动物保护区，来追踪捻角羚——一种非洲羚羊。野生动物不仅携带裂谷热病毒，还能将病毒传播给牲畜或人类，但它们的血液样本很难获取。这时，一架直升飞机飞过来帮忙。不久，卡车在草地上飞驰，扬起一路灰尘，向着羚羊群的方向开进。在车前，这些动物腾转跳跃，躲闪开来。一只捻角羚被麻醉后，科学家迅速开始工作，熟练地操作注射器和样品瓶。过不了几分钟，这只捻角羚就会再次醒来。

收集完血液样本后，研究人员开始消毒杀菌：擦掉靴子上的灰尘，避免将疾病传播到其他地方。附近有一头被关在笼子里的狮子，躺在充足的阳光下悠然自得地等着下一餐。它打着哈欠目送车辆经过。曾经，这样的丛林占据了南非一半以上的区域，而今却被分隔得零零散散，还被围在高高的栅栏之后。今天，这片土地上已经没有几个地方野生动物还能自由地闲逛。世界早已改变，只是我们还不知道变化的后果。GS

扩展阅读

Tackling Climate Change: The Greatest Opportunity for Global Health. Helena Wang and Richard Horton in Lancet, Vol. 386, pages 1798–1799; November 7, 2015.

Rift Valley Fever: An Emerging Mosquito-Borne Disease. Kenneth J.Linthicum et al.in Annual Review of Entomology, Vol. 61, pages 395–415; 2016.

Global Hotspots and Correlates of Emerging Zoonotic Diseases. Toph Allen et al.in Nature Communications, Vol. 8, Article No. 1124; October 24, 2017.

Emerging Viruses. Bernard Le Guenno; October 1995.