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流行病缘起

已有 3494 次阅读 2012-6-27 10:32 |系统分类:科普集锦|关键词:学者| 流行病

自古以来,传染病就可以致使帝国衰败,决定战争的结局,也可以决定人类的命运,时至今日,传染病仍然是医学和经济社会发展所需面对的巨大挑战,每年全球死亡人数的25%是由传染病造成的。大约在2000多年前的公元前430年,伤寒病导致伯罗奔尼撒半岛战争期间1/3的雅典士兵死亡,这也被认为是雅典沦陷的一个原因;公元6世纪的查士丁尼瘟疫造成每天近万人死亡,至少导致当时已知人口总数减少了1/414世纪期间出现的黑死病也造成5000万人失去生命;1918年到1919年的西班牙大流感导致全球5000万到1亿人口感染。

目前已知的人类病原体带该有1400种,调查人员预计到2020年,还会有大约1040种新的病毒出现。目前已知的病原体中,有超过60%是动物传染的:它们自然地会传染给其他物种,通常不会引发疾病,但是偶尔会获得越过本物种界限而在人类身上出现的能力,从而引发全球性的医学和经济社会影响。

HIV的缘起

1980年,世卫组织正式宣布在全球范围内消除天花取得了重要胜利的同年,第一个感染新的异常类型肺炎的病人被诊断出来。这标志着历史上一个最具破坏性感染病的出现,即HIV/AIDS。只在2007年就出现了大约270万感染HIV病毒的患者,相当于每10秒钟时间就有一个人被感染。在一些非洲国家,HIV病毒导致人均寿命减少了大约15年。

HIV病毒的起源一直处于争论之中。该病毒共有两个类型,HIV-1是全球范围内主要的病毒以及HIV-21959年在刚果民主共和国的一个男性班图人身上发现了最早的HIV-1病毒。人类并不是这种病毒的天然宿主。这种病毒从何而来,它又是如何传播给人类的呢?现在的证据对以下观点给予了有力的支持,即HIV起源于猴免疫缺陷病毒,这是一种可以自然地传染给非洲其他非人灵长类动物的逆转录酶病毒,这种病毒又在多种不同的场合从非人灵长类动物身上传播给了人类。HIV-1在一种病毒感染了一个特殊的黑猩猩亚种(pan troglodytes troglodytes)之后开始出现,并且传播给了人类;而HIV-2被认为是一种来自于乌黑白眉猴的类似病毒。这两种动物都被捕杀并在市场上当作“野味”贩卖,甚至还有些被当作宠物饲养。有一种假说认为和宠物的近距离接触,在捕杀过程中接触到它们的血液和血液制品,以及食用未合理烹饪的受感染的肉都促使了这些病毒向人类的传播。

HIV并不是唯一一个来源于动物的逆转录酶病毒。其他病原体近期跨物种传播的特点也十分突出,其中就包括大约感染了全球2000万人口的人体T细胞白血病病毒(HLTV)。虽然感染了HTLV的大部分人群并没有征兆,但是在感染了我们最熟悉的HTLV-1型病毒的人群中,大约有1%4%的感染者在感染后的2030年间会出现T细胞白血病或者淋巴肿瘤,而其他人则会出现神经系统的不断恶化。一些针对非洲中部地区捕杀“野味”猎人的研究表明在捕杀非人灵长类动物的过程中接触其血液和体液为HTLV的跨物种传播提供了绝佳的机会,并且加速了人类的感染。

SARS的缘起

200211月,中国的广东地区出现的呼吸道感染病例成为21世纪第一个病毒大规模爆发的事件。该病毒几周之内就扩展到中国的很多城市以及全球30多个国家和地区,包括香港,台湾,新加坡,越南,多伦多和美国,感染者数超过8000人。

据报道,近期没有其他传染性疾病对卫生保健专业人员有如此大的影响。对潜伏期和传播途径的不了解加剧了该病毒爆发初始阶段的恐慌。由于全球范围内采取了空前的公共卫生措施,除了造成直接的健康危害外,SARS还产生了重要的经济社会影响。在2003年初,泰国的酒店要求来自特定国家的访客利用分隔的入住柜台办理手续,新加坡的罗马天主教堂禁止神父听取教徒的忏悔以防止SARS病毒的传播,瑞士政府禁止来自中国、香港和新加坡的商人入境参加2003年国际钟表和珠宝博览会。北京的酒店入住率也下降到了10%,同年有40万游客取消了他们前往越南旅游的计划。

结果表明,SARS病毒是由冠状病毒科的一个包含有与呼吸系统和胃肠系统传染病相关的衣原体引发的。SARS冠状病毒这个新的病原体会在人体内出现,是什么因素导致了它实现了“物种的跨越”?来自中国很多的初次感染者都是厨师或者是动物屠宰者,这表明这种病毒很有可能和生鲜市场有着某些关联,这些地方出售活体动物,鸟类和鲜肉,因而为病原体的跨物种传播提供了理想的环境。

初步的调查表明来自中国生鲜市场的很多动物种类——特别是果子狸——所拥有的病毒和感染人类的病毒类似。随后,一些研究对果子狸很有可能是致使人类感染的元凶这个观点给予了佐证。另外,同蔬菜经销商相比,很多动物商贩和屠杀动物的人体内有该病毒的抗体,这表明他们以前曾经接触过该病毒。

果子狸是中国南方地区的一道美味佳肴,食物处理者,备办宴席人员,厨师的感染者是第一批感染者数目的五倍之多。同时,在世卫组织宣布SARS传染病告一段落的2003年冬季到2004年,中国广东地区又出现4个新的病例。流行病学研究表明其中两个患者与提供果子狸的酒店相关,其中一个服务员工作的地方距离关动物的笼子很近,另外一个客人的餐桌距离这些笼子也仅仅只有几步之遥。来自同一家酒店的6只果子狸对该病毒都呈现出阳性,随后的测试表明这些动物就是SARS病毒爆发的罪魁祸首。

随后,果子狸只是SARS冠状病毒的一个物种,中国菊头蝠群体的出现也是该病毒传染的一个因素。和冠状病毒高度相关的病毒——蝙蝠冠状病毒——被从一些菊头蝠中分离出来,这些菊头蝠是该病毒的天然宿主。SARS型的冠状病毒随后在欧洲,北美和非洲的蝙蝠中也被识别出来。蝙蝠如何把这些病毒传播给人类?叮咬和抓挠在内的直接接触是最明显的传播机制,长久以来人们就知道蝙蝠能把病原体传播给人类,比如狂犬病病毒,有时候还会引起感染者死亡的后果。重要的是,很多蝙蝠的咬伤不痛不痒,这是由于它们的牙齿较小,因而简单的检查并不能发现这些痕迹,从而很容易疏漏。但是直接的接触并不必然会导致感染。病原体还有可能通过节肢动物媒介进行传播,通过蝙蝠和其他动物的接触并最终传播给人类,或者甚至有可能通过气溶胶传播。

捕杀蝙蝠和吃蝙蝠肉被认为是SARS冠状病毒传播的另外一种机制。蝙蝠肉在中国的南方也是一道美食,它被认为是可以增加肾功能以及治疗哮喘的,在有些情况下,蝙蝠的粪便有时候还被用在传统的中药中。在被认为是SARS病毒爆发中心的中国南方的很多地方——比如广东省——认为食用包括果子狸和蝙蝠在内的稀奇的野生动物有利于促进健康和个人的性能力。除了把很多不同种类的动物近距离喂养以及动物与人之间距离过近外,这种行为也被认为是促进了冠状病毒的跨物种传播并促使了SARS的爆发。

埃博拉病毒和马尔堡病毒

对于很多传染病,虽然我们在病原体来源的动物宿主方面积累了大量的知识,但是实际情况并非都如此。位于苏丹和扎伊尔(以前的刚果民主共和国)交界的埃博拉河的病毒是目前为止已知的最厉害的病毒之一。目前对病毒的前期预防和后期感染治疗方面都没有可供使用的方法,介于50%90%之间的死亡率使其成为传染病致死的病毒中最厉害的一种。自从1976年出现第一个埃博拉导致出血热病例以来,非洲地区这种地方病已经出现了好几次病毒大爆发。所有的病例都出现在赤道两侧10度线以内的区域。

除了人类会感染该病毒,非人灵长类动物也会感染埃博拉病毒。1994年年底,科特迪瓦泰山国家森林公园里的野生黑猩猩群体的一些成员消失了,随后它们的部分尸体被找到。在对这些尸体进行检查后的几天时间里,一名研究人员患病,实验室测试证实她感染了埃博拉病毒,在黑猩猩的生物体组织中也发现了这种病毒。这次病毒大爆发导致黑猩猩的死亡率高达25%,这表明这种动物很可能不是该病毒的宿主,但是它们可能通过其他途径被感染,并且很有可能传播给人类。

埃博拉病毒是纤丝病毒科的一种,该科病毒的名字来源于拉丁语filum,在电子显微镜下可以观察到该病毒的外貌。该科病毒的另外一个代表就是马尔堡病毒。其历史可以追溯到19678月,德国的马尔堡和法兰克福以及南斯拉夫(今天的塞尔维亚)的贝尔格莱德的正在研究脊髓灰质炎活疫苗的研究者被一种异常传染病感染而患病。所有的患者都和从乌干达的恩德培灵长类基地进口的青猴有过直接接触,这些青猴感染了马尔堡病毒。从那时候开始,出现了一些不定期的传染病例。

到目前为止,最大的一次马尔堡病毒爆发于2004年到2005年出现在安哥拉威热省,这次病毒爆发导致356人死亡。最近,一名荷兰游客在度过三周假期后回到荷兰,她在乌干达期间曾经钻过洞穴,20086月她被确诊患上了马尔堡出血热,随后不治身亡。美国出现的第一个病例是从乌干达返回的一名游客,他在接受治疗后得以康复。

了解埃博拉病毒和马尔堡病毒从何而来一直是一个期待解开的谜题。自从第一次埃博拉病毒爆发以来,已经测试了大约8000种脊椎动物,30000种无脊椎动物,甚至还测试了一些植物,尽管投入了巨大的资源进行筛查,但是该病毒的天然宿主还难以捉摸。不过,已经发现了一些有意义的线索。大蝙蝠和食虫蝙蝠身上的该种病毒数目角度,但是并没有感染。这是一个重要的发现,因为如果一个物种允许病毒的复制而不感染,那该物种就有可能是这种病毒的天然宿主,它可以使得该病原体复制,保持,并继续感染容易患病的物种。对该病毒呈阳性的蝙蝠物种来自于埃博拉病毒致使人类感染的广泛地理区域。

流感

虽然流感病毒是第一批被分离出来的人类病毒,并且对该病毒的研究也有70多年的历史了,但是它们的生物学特性仍然有很多谜题待解。季节性流感每年都会发生,并且会在儿童、老人和身体状况不好的人群中引发严重的疾病。另外,该病毒通常以影响全球人口的流行病的形式出现,并且在所有年龄群体中都会产生很高的死亡率。在20世纪共出现三次流感大流行:1918年到1919年的西班牙大流感,1957年到1958年的亚洲流感以及1968年到1969年的香港流感。

流感病毒的两个特点是其成为特别具有杀伤力的病原体。第一个就是和DNA病毒相比而言,在复制过程中有很高的变异率,这和所有的RNA病毒一样。结果,流感病毒逐渐在基因和蛋白质中发生一些微小的变化,这个过程就是抗原性漂移。这些微小的变化使得每个病毒都和前一个病毒不同,使其逃过人体的免疫系统,这也解释了为什么一次流感中感染流感病毒的人在以后的流感爆发期内更容易感染该病毒。第二个特点就是和一些病毒(A型)的基因组织片段相关,它使得感染同一个有机体的两种病毒可以互换一个或多个基因。这个被称为抗原更换的过程比起抗原性漂移来说更少见,也会产生更大的后果。抗原更换在20世纪只发生过3次,这也是导致1918年到1919年的西班牙大流感,1957年到1958年的亚洲流感以及1968年到1969年的香港流感的原因。

鸟类是A型流感病毒的天然宿主。和公众所认为的恰恰相反,人类流感病毒并不能轻易地感染鸟类,同时鸟类流感病毒也并不能轻而易举地感染人类。然而,猪却很容易感染上述两种病毒,这也是为什么它们被看作是使不同病毒的基因重组并形成随后感染人类和其他物种的新基因序列的“混合容器”的原因。

一些研究表明那些本职工作需要接触动物和鸟类的个体,比如兽医,农民,肉类加工工人和动物市场工作人员,产生流感病毒抗体的几率更大。另外,很动物的偶然接触有时候也会感染病毒,比如1988年一个孕妇感染的致死猪流感就有可能是她曾经参加了威斯康辛县的农产品交易会。

耐甲氧西林金葡菌

一个引起全球高度关注的细菌病原体就是金黄色葡萄球菌。金黄色葡萄球菌感染对所有年龄群体的人都会产生影响,在美国近期估计有40万名患者住院治疗,而每年住院治疗的患者中有19000人死亡。在甲氨苯青霉素商业化应用后不久,第一个耐甲氧西林金葡菌菌种就被发现了,这些年来该病菌的流行在很多国家呈现上升趋势。从历史上来看,耐甲氧西林金葡菌是从身体状况不好或者长期住院的患者身上分离出来的,它被命名为医疗保健相关的耐甲氧西林金葡菌。然而,在过去的几十年里,随着社区内身体状况良好的个体患病数目的增加以及缺乏致病因素,耐甲氧西林金葡菌的流行病学发生了重大的变化;这些病毒被称为社区获得性的耐甲氧西林金葡菌。在一些医院,社区获得性的耐甲氧西林金葡菌菌种甚至开始取代医疗保健相关的耐甲氧西林金葡菌。

同时,耐甲氧西林金葡菌还正在成为家畜的主要治病病毒,这些家畜包括狗,猫,马,猪和鸡。一些作者认为动物感染数目的增加与社区获得性的耐甲氧西林金葡菌的激增并不仅仅是一种巧合。在一些县域内开展的调查表明养猪的农民体内包含的耐甲氧西林金葡菌要多于那些本职工作不需要接触动物的人,同时他们的家人面临的致病几率也较高。比如,从农民家庭成员的体内分离出了耐甲氧西林金葡菌,而这些人并不直接接触动物,这表明这种人畜共患感染的病毒是通过人际传播实现的。兽医和宠物饲养者是另外两个容易患上人畜共患感染病毒的群体。

泡沫病毒

一个我们相对知之较少的病原体就是泡沫病毒,该病毒已经在很多非人灵长类动物身上发现了,这些动物包括大猩猩,狒狒和黑猩猩以及家畜,比如猫和母牛。目前对这种病毒研究最广泛的一个类型就是猴泡沫病毒(也称MK病毒),这种病毒感染非人灵长类动物,并且和疾病没有关系。作为跨物种传播事件的一个结果,这种病毒可以引发在人类中的持续传播。

泡沫病毒属于逆转录酶病毒科,该科还包括HIV病毒,但是让这种病毒在该科中独树一帜的原因是到目前为止并不确定它们和人类的疾病有任何关联。这种新的病毒能否引发新的传染病和流行病?这还很难说,因为还没有几个被感染的患者被报告或者研究。对该病毒有职业风险的人群包括动物园工作人员,兽医,实验室研究人员,猴子庙的雇员。捕杀非人灵长类动物——这是非洲一些国家粗放型“野味”工业的一部分——的行为是被传染的另外一种途径,参与屠杀这些动物的个体和普通大众相比有更多的泡沫病毒抗体。

拥有灵长类宠物,和参与演出的猴子直接接触以及生态旅游是增加非职业因素感染的危险因素。另外,据说对猴子庙的参观提供了更多人与非人灵长类动物接触的环境,从而使得这些病毒能够传播给人类。鉴于每年有大约70万游客参观巴厘岛的4个大型猴子庙,研究人员估计大约有2100名游客感染了该病毒。这个数字还是保守的估计,因为这还不包括巴厘岛其他的猴子庙和亚洲以及非洲国家的猴子庙。

基于在被感染者配偶的体内并没有检测到该病毒的事实,这种病毒在人际间的传播还没有发生,但是这个结论只是在对一小部分被感染者进行检查的基础上得出的。

泡沫病毒和人类疾病间的关联还不清晰,并且还有争论,出现这个情况的部分原因是有限的被报告的感染者数量。在对这种病毒引发细胞变化的观测能力同很多细胞类型死亡以及它们和疾病缺乏重要关联之间存在着分歧。一个有趣的问题是未来泡沫病毒是否会和人类的慢性疾病有关联,以及是否我们今天所观察到的只是一个可能的传染病或者流行病的开端,就像其他病毒从非人灵长类动物传播给人类并且随后和人类疾病相关联而酿成的惨剧那样。

 

 

(译自ESTC,只为练习)

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1 曾庆平

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