二十多年来的大量研究表明,气候与霍乱、疟疾和登革热等人类疾病的动态之间存在密切关系。
气候变化,包括长期变暖趋势和短期气候多变性,可能会影响疾病的模式。巴塞罗那全球健康研究所和西班牙加泰罗尼亚研究与高级研究所的计算生态学家和气候动力学专家泽维尔·罗多(Xavier Rodó)向《自然》杂志讲述了如何使用气候模型来帮助为未来的疾病爆发做准备,以及他在实施此类系统时面临的障碍。
气候如何影响疾病传播?
气候以多种方式影响疾病的出现和传播。有些相当复杂。气候条件可能对生态系统产生级联效应,影响人畜共患溢出的可能性,其中病原体从动物宿主跳到人类。
例如,我们看到,巴西大西洋森林的温度变化以可预测的方式在吼猴(Alouatta物种)中推动了黄热病的浪潮,这些黄热病以可预测的方式在人类流行病之前发生。
随着气候变化,疾病爆发的传播和强度也将随之变化。各地的影响不会相同,但温度和降雨量的变化将导致人畜共患疾病和媒介传播疾病的分布和动态发生巨大变化。
例如,研究者已经在纽约市看到携带西尼罗河病毒的蚊子数量创下历史新高,而这种蚊子通常在更远的西部发现。
气候变化影响疾病暴发的证据是什么?
在之前的一项研究,已经表明孟加拉国的霍乱发病率受到短期气候模式的影响。
在厄尔尼诺南方涛动(ENSO)引起的当地气温升高后,病例在六个月左右上升,厄尔尼诺南方涛动是太平洋每3-7年不规则地发生的温暖(厄尔尼诺)和凉爽(拉尼娜)阶段的反复气候模式。
但自1980年代以来,厄尔尼诺/南方涛动明显加剧,我们认为这种长期趋势也可能影响霍乱的发病率。研究者研究了跨越70年的历史霍乱数据,发现在1980年至2001年期间,发病率与ENSO密切相关。
然而,强化前一段时间的数据没有显示这种相关性。在气候变暖的推动下,厄尔尼诺/南方涛动加剧的长期趋势似乎正在影响霍乱的动态。
如何使用气候模型来预测和准备疾病暴发?
使用现有的工具,在某些地区,可以预测下一季、下一个夏天甚至更远的未来气候条件——一些厄尔尼诺事件可以提前两年预测。提前几个月知道一个国家将出现异常的雨季,以及这可能如何影响疾病发病率,使公共卫生当局能够预测和计划他们的应对措施。例如,他们可以囤积药物,或在某些地区喷洒杀虫剂以限制蚊子的孵化。
开发这些预测模型的障碍是什么?
气候变化和传染病流行病学都是复杂的系统,我们需要将来自不同学科的科学家聚集在一起来解决这个问题。现在,跨学科被谈论的比看到的更多。研究者也面临着为此类项目吸引资金的困难,在知名期刊上发表文章的机会可能有限。
研究者可以训练和测试模型的流行病学数据的可用性也是一个问题。关于霍乱,我们有比最近数据更好的历史数据。
COVID-19 的情况类似——报告已经下降,因此我们在大流行的前两年拥有比现在更好的数据。我们需要明白,如果我们想为未来的威胁做好准备,长期数据收集是必不可少的。
这些工具的开发和实施状况如何?
研究者曾与一个国际团队合作开发一个模型,该模型使用厄尔尼诺预测来预测厄瓜多尔的登革热疫情。该模型正确地预测,在2016年,气温升高和降雨过多将导致马查拉市在3月份爆发疫情 - 比预期提前三个月。
它还预测,发病率有90%的可能性超过前五年的平均水平,2019年厄尔尼诺现象将导致在典型旺季爆发登革热的可能性很低。
该模型和其他模型已改编用于其他地区。但这些模式尚未被公共卫生当局采用。人们说他们很有趣,但他们没有看到直接的经济利益 。
不幸的是,拯救生命没有得到应有的重视。我们曾多次尝试在印度和孟加拉国实施我们的霍乱预测模型——帕斯夸尔比我多,但没有成功。研究者还尝试在马达加斯加、塞内加尔和埃塞俄比亚建立疟疾预报服务,因为那里有丰富的数据。
参考文献
1.Rodó, X. et al. Nature Med. 27, 576–579 (2021).
2.Rodó, X. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA 99, 12901–12906 (2002).
3.Pascual, M. et al. Science 289, 1766–1769 (2000).
4.Lowe, R. et al. Lancet Planet. Health 1, e142–e151 (2017).
5.Petrova, D. et al. Int. J. Climatol. 41, 3813–3823 (2021).
6.Lowe, R. et al. eLife 5, e11285 (2016).
7.Laneri, K. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA 112, 8786–8791 (2015).