传染性疾病的动态变化

 

　　传染病指由特殊的传染病因引起，而由人、动物或其他传染源传播到易感染的宿主的疾病。流行病的出现是由多种原因造成的，如货物和人员流动量增大、人们行为方式的改变或公共卫生措施不力等。但也有人指出，疾病的出现（特别是以前未认识的疾病）经常与气候或生态变化有关，由于形成了有利于微生物或其自然宿主增加的条件，人们容易接触到自然病原体或传染病宿主。在某些情况中，新的传染性疾病生物体的出现反映的就是病毒或细菌为适应外部环境或宿主内部环境而变化。

 

　　疾病的传播方式

 

　　将传染性微生物的传播方式分类归纳其共同特性，以便评估气候如何影响疾病分布。首先，大部分传染病可区分为人源性和动物源性。人源性疾病由只包括人类的传播循环中存在的微生物引起，而动物源性疾病则由非人类宿主中传播的微生物引起，随后转移到人体。有少数微生物通常在人类和动物间传播，而使人畜共病的。这个分类还可以再区分为直接或间接传播类。直接传播的人源性疾病包含两个成分（微生物因子和人类宿主），通过人们接触和亲密交往而蔓延开来。例如，鼻病毒或链球菌一般通过体液传播微生物，而肺结核或麻疹细菌的传播则通过气溶胶滴、排泄物、污染物等传播；间接传播的人源性疾病包含三个成分（因子、媒介及人），如由微生物引起广泛蔓延的疾病会经过节肢动物媒介而传播，如登革热及疟疾是由蚊子传播的。直接传播的动物源性疾病包含三个成分（因子、传染源及人），由气溶胶滴或体液传播。人们不经常受到动物的传染性接触，但狂犬病是少数属于此类的疾病之一。间接传播的动物源性疾病包含四个成分（因子、媒介、传染源及人），通过水、土壤、排泄物或节肢动物媒介而被感染，如黑热病、利曼关节炎等。有些传染病虽然不会蔓延，但也与环境有关，如军团病及破伤风等。

 

　　各种气候因素对传播的影响取决于一个病原体生命周期中的变数及其对气候的敏感程度。直接传播的人源性疾病的变数少、联系单纯，对气候影响敏感度低，而媒介性动物源性疾病对环境联系多，气候对其影响程度高，气候变化所造成的风险预测难度也较大。

 

　　天气及气候对传染病的影响

 

　　疾病的因子及其媒介处于特殊的环境之中，这种环境有利于它们的生长、存活及散布。降水、温度、湿度及紫外线辐射强度为环境的一部分，各气候因素对各种传染性疾病的流行有不同的影响。气候通过对疾病微生物及媒介的复制和运动而起作用，并直接影响疾病的传播。气候也可以间接影响到生态及人类行为。

 

　　1.直接作用于微生物的复制速率。传染性微生物的复制速率与周围环境温度成正比。微生物在媒介中复制所需的时间随着周围温度而变化，在某个温度限值下所有复制活动会停止。人体黏液表面及皮肤的感染程度与周围温度有关。例如，当细胞温度低于体温时，某些在上呼吸道的呼吸器官病毒生长迅速。霍乱对温度也很敏感，细菌复制需要最低的环境温度。

 

　　2.直接作用于微生物运动。许多微生物必须通过空气或水的长距离传送，从一个宿主到另一宿主。如隐孢子虫病有时是因为暴雨冲刷到饮水蓄水池而传播。

 

　　3.直接作用于媒介及动物宿主的运动及复制。许多节肢动物媒介的地理分布受最低及最高温度、湿度的限制。气象变量也会影响媒介生命周期及其传播疾病的速率。如吸血型节肢动物在温度升高到一定数值时，经常增加叮咬频率和繁殖速率。

 

　　4.作用于生物演化。许多传染病因子的快速生长和生命周期是通过微生物横向基因转移或物种传递实现的，这能促使新病原体的出现和演化。例如，许多流行性感冒病毒由于人、猪及迁移水鸟体内的流感病毒的混合及基因重组而出现。最近，人们都想了解病因演化，特别是病毒或细菌对抗生素和其他药物的抗药性的产生原因。气候及生态变化似乎影响了疾病病原体的演化和适应能力，但这方面的研究工作还太少。

 

　　5.通过生态变化产生间接作用。有时由于天气和气候改变了局地生态系统而导致流行病，如西非的盘尾丝虫病就是一个例子。气候变化引起的生态系统的不稳定性能增加宿主及传染病因子，加快发生传染病。

 

　　6.通过人类活动变化而产生间接作用。天气变化改变人们活动方式，并影响传染病传播速率。如天气炎热时，中央空调系统使用频繁，这就可能成为细菌的藏身之处和扩散工具。又如学校假日期间，流感及其他呼吸道疾病减少，就是因为减少了人群聚集和接触的缘故。

 

　　总之，气候影响要与其他因素结合在一起考虑，文中右上图表示的就是影响传染病各种因素的作用和地位关系。

 

　　研究气候与传染病关系的方法

 

　　很多方法用于此类研究，包括过去及现在事件的观测分析法、未来可能事件的模式方法、交叉研究方法（如风险评估及综合评估）等。现简要介绍某些研究方法。

 

　　1.观测及试验研究。属于这一类研究方法的有：自然变化的回顾分析（对过去的气候变率及疾病的时间分布进行分析，并作为未来变化的经验模拟，主要采用时间系列分析）；自然变化的加强观测（即在异常天气事件发生时，调查观测疾病情况，进行比较，如1998年厄尔尼诺期间，美国海洋大气署曾进行不同地点疾病与气象的加强观测，进行抽样及变化分析）；历史趋势的回顾分析（与前述回顾分析类似，但再进行变化趋势的比较）；自然类型的区域比较（对疾病影响范围的自然空间分布进行比较，寻找区域内的相似点与差异）。

 

　　2.模式法。数学模式是很有用的工具，用来观察传染病流行动态过程，集成实验室及现场研究信息，提出今后试验及观测方向以及评估监测和控制策略，同时可以预测疾病的未来风险。模式类型很多，但大体上可以分为两类：过程模式（利用已经积累的生物物理机理的理论知识来模拟气候变化对健康的影响，模式中的多变量交互是动态性的，并充分考虑反馈过程）以及经验统计模式（从观测研究中得出气候与疾病变量之间的关系，并据此建立模式）。当然也可以两类模式结合使用。

 

　　调查及观测资料需求

 

　　上述分析及预测方法的正确与否与所拥有的专业监察观测资料的完整性和全面性关系甚大。从过去已经做过的工作来看，以下几类数据是必不可少的。

 

　　1.流行病学资料。许多地方发生过流行病，但常常缺乏高质量的流行病学数据。这种数据是评估气候影响及建立预测模式的基础。数据的年代越长越好，以便确定平均状态和检测出异常；地理覆盖范围越宽，越能进行比较研究，找出气候对疾病传播的影响。但这种资料由于各种原因（如害怕如实报告传染病爆发会影响旅游及经济而缩小数字），使数据不实。此外，缺乏统一标准也使数据缺乏比较性。美国已经建立全球出现传染病的监察及反应系统，提出标准化的疾病监察报告制度，并实行电子化，以便有关方面共享。

 

　　2.环境观测资料。气象与生态观测资料要与流行病学调查相协调，以便分析环境变化与疾病变化的关系。

 

　　世界气象组织所组织的气象观测网络、数据收集处理系统和科学数据共享系统对公共卫生当局是一个良好榜样。常规的生态参数（如土壤湿度、植被及海面温度等）的观测很不够，可能要依靠遥感技术来解决问题。疾病动态分布研究需要时空分辨率很高的环境资料。环境监测及公共卫生监测的基本参数观测若能维持几十年，对研究长期趋势就十分有利了。

 

　　3.遥感调查工具。最近许多研究人员利用卫星遥感资料来研究影响疾病传播的环境因素，并正计划发展高分辨率的遥感仪器。如美国NOAA卫星上的AVHRR资料，可以用来计算出植被指数归一化差值（NDVI）或绿度指数。这种数据可用来进行疾病监测，因为几乎所有媒介型疾病的传播周期都与植物环境有关，科学家们曾利用NDVI资料标明东非河谷热疾病发生的潜在地区就是一个例子。遥感资料也可用在水生疾病研究中，例如找出海面温度、海面高度及叶绿素浓度与霍乱爆发的关系等。此外，地理信息系统（GIS）对分析地理分布的遥感数据很有用。

 

　　关于疾病早期预警系统

 

　　早期预警系统是一种工具，用于沟通灾害性事件将迫近危险的信息，并通报给弱势群众，以便采取缓解措施，有时也许能防止事件发生。气象等自然灾害预警系统已采用多年，但对传染病流行预警方面还很少有人注意。疾病早期预警系统的目的是向公共卫生官员及公众提供疾病可能爆发的预先警告。环境、生态观测及气候预测可以用来预测一种病原体的出现，以尽量减少其传播。然后再进行强化的调查，以确定是否发出警报。这种分阶段、多步骤的预警系统的效用可能会更好一点。总之，疾病早期预警系统不能只靠气候预测，而必须与生态及流行病学调查结合形成完整的指标体系。