李晓岑:冬季疫情蔓延,除了加速疫苗研发,还应重视气候影响

气候也会影响病毒的流行。

作者: 李晓岑 朱香颖等 来源: 科技导报 2021-01-15 10:41:54

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。

为何新冠病毒在低温的环境中存活的时间更长?本文综述了SARS病毒、登革热病毒、流感病毒、呼吸道合胞病毒流行与气候的关系,探讨了不同气候因素的作用,可完善病毒性疾病的预警机制,有助于对可能产生的疫病暴发提前做好防治准备。

病毒流行简况

在中国,病毒流行的态势日趋严峻,病毒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病毒、流感病毒、登革热病毒、呼吸道合胞病毒(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。

2019年末暴发的新型冠状病毒肺炎(COVID-19,简称“新冠肺炎”),在全球范围内已经累计确诊9000多万,死亡人数近200万。

预防病毒性传染病的主要措施之一是病毒和病毒媒介的防制

病毒的活性、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毒的影响,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。

气候因素对病毒流行的影响

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病毒

SARS是由一种冠状病毒引起的呼吸道传染病,主要通过短距离飞沫接触感染者呼吸道分泌物传播,传染性强。

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5~22℃时适合于疫病流行,气温过高或过低,SARS病毒在空气中的存活时间将会缩短。

但在气温不适合病毒流行的地区,使用中央空调会人为营造出适合病毒传播的环境。

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,易使病毒在低空停滞聚集,加剧了人群被病毒感染的风险。

细颗粒物稳定的环境可以延长病毒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,使病毒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,进而将病毒传至人体内。

降水较少,空气相对湿度较低时,既利于病毒繁殖又易使鼻腔内血黏度高,发生毛细血管微小破裂,给病毒可乘之机。

而雨水可以将空气中的病毒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毒体内的蛋白质,从而杀灭和抑制病毒活性。

紫外线对许多病毒有杀伤作用。

中国疾病控制中心研究人员发现,紫外线强度为4~5 μW/cm2时,3 h可杀灭体外冠状病毒。

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毒。

登革热病毒

登革热是由登革热病毒引起的急性气候敏感性传染病,主要经过白纹伊蚊埃及伊蚊进行传播。

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。

25~32℃是伊蚊繁殖、幼虫生长的适宜温度区间,28℃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毒的传播范围

温度对登革热病毒也有影响,20℃以上利于病毒的复制,在一定范围内提高温度,病毒活性增强,登革热病毒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20℃,且昼夜温差波动较大,病毒潜伏期缩短,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毒的流行潜力。

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。

流感病毒

流行性感冒(简称“流感”)是由流感病毒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。

流感病毒分为甲、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,低温会延长流感病毒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,加之人体抗病毒免疫力下降,有利于病毒入侵宿主。

温度在5℃~30℃间时,流感病毒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,湿度对流感病毒的影响比温度更大。

相对湿度低于20%时,干燥的空气使感染流感病毒存活率更高,流感感染风险增加;大于80%时,流感病毒传播会被阻断。

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,利于病毒的存活和繁殖;太阳黑子峰年,紫外线强度增强,可能会引起病毒变异,产生传染性更强的新型病毒。

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,病毒更易存活。

沙尘暴则会将大量病毒携带到其他地区,并帮助其迅速传播开来。

RSV病毒

RSV是引起婴幼儿急性下呼吸道感染最常见的病毒,可引起小儿病毒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、致病率高的病毒。

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。

病毒活性与温度呈双峰关系,约2.2~6.1℃和23.9~30℃时病毒活性达到峰值。

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。

婴幼儿本身抵抗病毒的能力就较弱,寒冷易使呼吸道毛细血管痉挛、缺血,利于病毒繁殖

夏季高温干燥,日照时间长,紫外线辐射能有效灭活病毒,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,潮湿空气携带着病毒黏附的人体皮肤表面,是病毒流行的有利条件。

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

气候因素既对病毒本身的繁殖、存活有重大影响,也与病毒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毒影响不尽相同,在一定域值内,病毒产生于一定的自然条件和环境,特定的气候因素是病毒流行的推手,相同的气候因素更有利于病毒的流行。

超出域值之外,气候因素则会限制甚至阻断病毒传播。

气候对病毒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,为可能出现的病毒流行发布预警,做好防护措施。

当然,病毒流行的机制是非常复杂的,气候因素只是其中一个方面,影响病毒流行还要兼顾环境、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。


气候 疫苗研发 李晓岑

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