病毒来袭
扉页
再如,中国政府充分汲取了 2003年防治非典的经验教训,迅速建立传染病疫情直报系统,加强实验室监测平台,加大科研投入,在应对 H5N1、 H7N9禽流感和 H1N1流感大流行时均打了漂亮的歼灭战。
我们越是取得胜利,越是把传染病赶到人类经验的边缘,就越是为灾难性的传染病扫清了道路。我们永远难以逃脱生态系统的局限。不管我们高兴与否,我们都处在食物链之中,吃也被吃。
《逼近的瘟疫》( The Coming Plague)
引言 一场风暴正在酝酿中
一个能制造灾难的病毒,必须既拥有杀伤力,又具备传播能力。
微生物有能力折磨我们,害死我们,毁坏地方经济;它威胁人类的程度,比地球上最可怕的火山喷发、飓风或地震都要严重。
第一部分 乌云密布的文明史
病毒由两种基本成分组成:基因物质 RNA或 DNA,以及保护基因的蛋白质外壳。病毒自身缺乏生长或繁殖机制,所以依靠所感染的细胞存活。实际上,如果病毒要存活,就必须感染以细胞为基本结构单元的生物体。
病毒在任何生态系统里都扮演着“反垄断能手”的角色——有助于确保没有一种细菌物种能够称王称霸,因而促进了物种多样化。
病毒一直面临选择:如果向外传播,就有被人体免疫系统捕获的风险;如果保持潜伏休眠状态,就可以自我保护,但会失去繁殖后代的机会。
对人类而言不幸的死亡,却是微生物到达下一个宿主的唯一机会。
真正的致命性疾病,必须在受害者感染后引发死亡的可能性和让受害者将疾病传染给其他人的传播成功率之间取得平衡。
有重叠读框能力的病毒,可以利用相同的碱基对串编码出 3种不同的蛋白质,这种不可思议的基因组效率,令小小的基因组产生了巨大威力。
那么奥卡姆剃刀定律( Occam’ s razor,即简单有效原理)应该指引我们得出结论:我们因共同的遗传而拥有共同的特征。
有件事必然影响我们和传染性疾病未来关系的发展,那就是在这种动物身上出现的一种新趋势:渴望并有能力狩猎和吃肉。
与人类、黑猩猩和波诺波黑猩猩相比,在对我们的远亲,大猩猩、猩猩和长臂猿的研究中,鲜有迹象表明它们吃肉,也没有证据显示它们从事狩猎活动。
狩猎这种脏乱血腥的行动,为感染源在物种间传播提供了所有条件。
微生物跟有毒物质一样,有适应不同层级食物链的潜能,这一过程被称作生物放大作用( biological magnification)。
“逆转录病毒”。
我们倾向于将性或生育之类的事视为亲密举动,因为这些行为将个体以正常互动无法企及的方式联系在一起。但从微生物的视角来看,狩猎和屠宰代表着终极亲密行为。这是将一个物种和另一个物种身上的所有组织,连同栖息在每一个物种上的特定微生物都连接起来的行为。
其所携带微生物的多样性,我称之为微生物库( microbial repertoire)。
狩猎和宰杀则是在修建一条高速公路,直接让一个狩猎物种与其猎物体内所有组织里的微生物相连接。
人类曾是濒危物种,我们相信这是事实,是因为人类基因还保留着一些这样的记录。
当出现种群瓶颈现象时,物种会失去微生物多样性
微生物大体可分为两种:急性传染的和慢性传染的。每一种微生物在规模小的宿主种群里都会有所折损。
我把种群瓶颈对微生物库的削弱作用称为微生物净化( microbial cleaning)。
与人类祖先经历的种群瓶颈一样,成为标准生活方式的蒸煮食物再一次减少了人类所接触的新型微生物的数量,限制了其微生物多样性。
近亲动物对某些感染源有相似的易感性,因此像蝙蝠这样的哺乳动物与人类共有的微生物,比与蛇共有的要多。
近亲动物物种会有相似的免疫系统、生理机能、细胞类型和行为,使它们易受同样的感染源群落的侵害。
我们发现,容易追踪到动物源头的人类疾病几乎全部来自温血脊椎动物,主要来自人类自身所在群落,即哺乳动物。其中包括我的主要研究对象:灵长类动物、蝙蝠和啮齿类动物。
得镰状细胞病的人,追根溯源几乎都来自世界上最严重的疟疾疫区之一——中非西部。
人类祖先因栖息地变化、蒸煮食物和人口瓶颈而引发微生物净化现象,对人类微生物库进行了清扫,微生物多样性随之减少。
可能由于微生物库多年来都很单调,对于许多人类抵御传染性疾病的先天生存机制而言,其选择压力减轻了,一些保护性的疾病防御策略就丧失了。
人类早期祖先身上微生物多样性的减少,和由此降低的基因防御能力,使人类很容易受到猿类表亲微生物库的侵害。在人类经历微生物净化时,这些猿类微生物库却完好无损地保留至今,为人口规模的扩大、人类群落的定居和家畜数量的增长形成了特有的混合因素,在人类和微生物关系转变中扮演了核心角色。
人类所驯养动植物多样性之丰富,令人咋舌。
对我们很多人来说,如果一天没有至少接触 3种家畜和近 10种种植的水果蔬菜,那就是不寻常的一天。人类真是驯养能手。
因为每一种家畜在被驯养前都有自己的微生物库,驯养之初的密切接触使它们将自身所携带的微生物传染给了人类。
在 5 000 ~ 10 000年前人类祖先的驯养活动达到高峰时,从家畜那里传染到人体的微生物,对充实人类微生物库起到了重要作用。
某种程度上,人类与狗、其他家畜的微生物库已经融为一体。
恰恰相反,家畜一直为人类输送新型微生物。这些微生物不是家畜自身携带的,而是来自家畜接触的野生动物。
家畜如同一座传递微生物的桥梁,使新型感染源从野生动物那里跳到跳到人类身上。
从病毒的角度来看,如果来自不同物种的细胞有合适的受体,生态联系又提供了合适的机会让病毒可以跨物种迁移,那么不管是狒狒的皮毛还是人的直立都阻止不了它。
定位储主后,我们也许能够仅仅凭借改变务农方式或者调整人类行为,就可以避免引发病毒交换的关键性接触,有效地切断病毒进入人体之路。
如果我们在某一特定地区消灭了一种人类病毒,但该病毒能够寄生于动物,那么其有可能重现江湖,带来致命后果。
该案例强调,驯养活动能以复杂的方式为病毒感染人类提供新的通途。
自驯养活动开始数千年后出现的尼帕病毒,向我们阐述了驯养活动对人类与微生物关系的影响作用。
没有易感宿主的病毒是无法存活的。
虽然我们可能认为这些城镇是相互分开的功能体,但从微生物的角度看来,它们整体上代表了一个更大的社区。
随着这些相互连接的城镇社区发展壮大,在人类历史上首次为急性病毒提供了在人类身上永久存活的机会。
在小社群里,病毒只是席卷而来,在消亡之前侵害一些个体,让其余的产生免疫力。
微生物的视角来看,如果有足够多的人在城镇间流动,这些城镇在地理位置上的分隔就不那么重要了。
一旦因出生或者迁移的原因有新人进入该人群,并且进入的频率很快,那么微生物就会盯上这些新人,尝试开辟新的寄生地。
它使人类与一小部分家畜亲密接触,家畜所携带的微生物就传染到人类身上。家畜在人类和野生动物之间架起一座牢固的桥梁,增加了野生动物所携带微生物传染给人类的机会。最重要的是,驯养活动使人类拥有了大规模的固定社区,这样以前昙花一现的微生物就能存活下来。
第二部分 流行病风暴来袭
传播途径是微生物进阶路上一个很大的挑战。
生物恐怖袭击是安全专家最关切的问题之一,没人可以明确说出恐怖组织拥有微生物武器的可能性到底有多大,致病微生物远比化学武器和核武器容易获得,而且它可以自行传播,在大范围的人群中制造恐慌。
2003年, SARS给我们上了鲜活的一课,它用血的事实告诉我们,一个来自蝙蝠的小小病毒是如何席卷全球、在现代社会中酝酿出流行病的。
一种病毒有极高的病死率,并不意味着它将成为一种流行病。
在人类或者任一类宿主中,不同的个体有不同的基因易感性。
由于某种基因免疫性,至少有几个个体可能不会感染上一种感染源。
世界卫生组织已经将流行病分成六个级别,从只传染寥寥数人的一级病毒,一直到发生世界范围疫情的六级流行病。
我们是否将一种正在传播的微生物定为流行病,与其致命性无关。流行病只是病毒传播能力的标记。
由于检测新流行病的传统方法主要依赖临床症状,悄悄扩散的病毒可能会逃过人类的监测,在警报拉响之前已扩散到不可收拾的地步。
如果在人类中出现新病毒,并在全球范围内传播,我们就需要了解它。
传播的良性病毒和传播的致命性病毒,两者可能只有一线之隔。
例如果蝠是臭名昭著的储主物种,它们经常生活在大规模的部落里,是频繁流动连接多个地区的“旅行家”,保持着高水准的微生物多样性。
我们已经看到,大多数可能引起新型人类流行病的微生物,都寄居在动物身上。
显然,若出现新型流行病,源头在野生动物。
每天数百万人接触动物微生物,一些罕见的感染会导致死亡,更多的是来去匆匆的良性感染,比如宠物猫狗身上的细菌。
我们知道它目前是向流行病迈进的三级微生物:虽然还未达到持续传播的地步,但它能传染人类和在人际间传播。实际上,它是一种可能引发地区性疫情的病毒。
某个独特而未知的、在动物间传播的埃博拉病毒,有可能将传播范围扩展到比过去任何一种埃博拉都要广泛。
一些病例是接触到受感染的动物所致,但很多病例是人传人的结果,这表明该病毒完全转向新的宿主物种。
你也许会问,这些可怕的猴天花病例怎么会悄无声息地存在?答案是,我们的研究地都在世界上最偏远的地方。就出现新型病毒而言,这是世界上最重要的地方之一。
毫无疑问,如果没有对监测这些病毒的基础设施进行必要的投资,那么一个彼此相连的世界注定会遭受更多流行病的侵害。
达到第四级的微生物能专门在人类中存活,同时继续寄生于动物储主。
登革病毒不仅寄生于人群中,也通过蚊子在非人类灵长类动物中传播,存活于一个森林系统里。
四级微生物代表着通向人类专有微生物之旅的最后一步,它们也为公共卫生带来特别的麻烦。
通往成为人类专有微生物的道路上,只有极少数微生物成功了。这些微生物是现代疾病控制的重心。像人类免疫缺陷病毒这样的病毒,一般被视为人类专有微生物,细菌中的结核杆菌和寄生虫中的疟原虫也是这样
我们认为天花绝对属于五级感染源,此级别的病毒已达到能够仅寄居于人类的程度。人们付出了艰辛的努力成功将天花消灭,我们应为此而自豪。
驯养革命之后,人口和家畜(如骆驼)数量的增长,为病毒在人类中找到一个真正的落脚点提供了条件。
发现新大陆 500年以来,人类旅行、探险和征服世界的步伐明显加快——正好与天花大流行相吻合。全球交通枢纽将人和动物联系在一起,促进了新型病毒的出现。这些连接会催生出一个互联世界——一个容易被流行病侵害的世界。
动物一个地方接着一个地方、波状的死亡扩散方式显示,这是一种微生物的扩散,一种横扫整个中美洲和澳洲青蛙世界的传染病。
当实验室技术员将孕妇尿注射到非洲爪蛙身上时,它就会排卵——形成今天普遍使用的怀孕试纸的早期版本!
人类流动当然也是原因之一,我们的鞋子和靴子至少要负一部分责任。
壶菌对青蛙造成的影响,堪称有史以来疾病对脊椎动物生物多样性实施的最惊人的破坏。”
这个世界里,人类确实能够做到所穿的靴子今天踩在澳大利亚的泥地里,明天就踏进了亚马孙河。这种世界性大流动给像壶菌这样的感染源提供了一个大显身手的全球性舞台。
在我们生活的星球上,微生物不再数百年偏居一隅而不与外界接触。
如今我们处在一个微生物一体化的星球上。好也罢,坏也罢,它是同一个世界。
流动性很高的物种,不管是鸟、蝙蝠还是人,对维系微生物生命和传播微生物特别重要。
就微生物而言,运输革命简直是一场连接革命。
这些技术永远改变人类传染性疾病性质的连接方式,使微生物的扩散效率实现了飞跃。
要说繁荣的公路建设对微生物流动的影响,最显著的例子之一便是人类免疫缺陷的扩散。
人们在公路上来往的次数越多,被传染上人类免疫缺陷病毒的概率就越高。因为公路将人运送到四面八方,而人将人类免疫缺陷扩散到四面八方。公路提供了条件,让不同类型人类免疫缺陷在一个同时感染者体内彼此相遇,并且交换基因信息。公路不仅帮助已立足的病毒扩散,它还能协助引发流行病。
人类免疫缺陷病毒在 1900年前后从黑猩猩谱系中分离出来; 1959年在刚果出现了艾滋病的流行;医学界在 1980年将艾滋病确认为流行病。
航空旅行的即时性,意味着连潜伏期很短的微生物也能有效扩散。当国际旅游人数偏少时,流感的季节高峰期就来得迟一些——因为旅游者少了,病毒传播的时间就长了。
我们经历的互联革命,已经从根本上改变了地球上动物和人类所携带微生物的流动方式。它使微生物流动速度大为增加,将种群集中起来,使以前在低密度种群中难以存活的感染源得以发展。
这些交通手段创造了一个互联世界——对以前分散在各处,并处于静止状态的感染源而言,它是一个巨大的微生物混合器。
潜伏期是指从接触病毒到感染病毒这一段时间,而潜育期是指从接触病毒到首次出现临床症状这一段时间。
我们认为重要的是猴腺体手术提供了最鲜明的例子,说明医学技术如何在不经意间为微生物迁移架立新桥,让人与人甚至是人类和动物之间发生关联。
在近亲动物之间进行活体组织移植,使微生物所面临的所有天然“路障”不复存在。在我们可以想到的微生物跨物种跳跃中,这是对人类威胁最大的方式之一。
输血、移植和注射虽然是维持人类健康的一些最关键的技术手段,但也从根本上造成了流行病的传播和兴起。
这些技术以地球上有生命以来史无前例的方式,让我们彼此的血液、器官和其他人体组织发生关联。这种关联加上其他因素,使我们人类成为彼此关系亲密的物种( intimate species)。
不过,了解历史上使用这些技术让人们彼此发生关联的方式,对于弄清楚为什么我们会遭受流行病之苦是很重要的。这些讨论不是阻止我们使用这些治病救人的技术,而是强调我们在使用这些技术时需要保持警觉。
医学技术造就的新型连接方式,为那些原本不可能在人际间传播的感染源提供了传播路径;同时使动物传染给人的某种病毒有了另一种扩散方式,原本病毒可能就消亡了。
粗略估算下来,像在旧金山这样一个城市生活的 A型血友病患者,活到 60岁需要注射相当于 7 500剂量的凝血因子 VIII。这意味着此人一生中可能要接触 250万人身上所携带的通过血液传播的微生物。
即使到了今天,我们也只能筛查已知微生物。肯定有很多不明微生物存在着,每天通过血制品四处流动。一种进入人体的新病毒在我们有机会出手遏制之前,很容易在血液供给中扩散。
她一生从未去过热带和亚热带地区,但她的肝脏去过。
虽然从捐赠者那里获得血液很简单,但获得一个器官却并不简单。发达国家的人们鲜有需要输血而无血可输的情况,但器官移植可就不一样了。
哪怕病入膏肓,我们只要知道已知或未知病毒肯定有机会从像黑猩猩这样的近亲动物身上进入人体,这个选择就是错误的。
虽然微生物有跨物种跳跃的风险,但这比用黑猩猩器官的风险小多了。
异种器官移植是一个外科术语,指器官的跨物种移植。
毫无疑问,将狒狒这样的近亲物种身上的器官,移植到免疫系统已经有问题的人身上,好比引狼入室。像艾滋病晚期患者这样免疫系统脆弱不堪的人,就会为新病毒的生长和适应提供更好的环境[
说极端点,他可能会成为一个供病毒在陌生的新领地探险的培养皿。
于是真正的问题就变成:哪些是能够突破种属障碍的病毒?它们跨物种跳跃后会人传人吗?
某个人可能感染上一种致命性病毒,但这并不意味着末日的到来。真正的风险在于那种病毒是否能够扩散。
然而,优柔寡断就要付出沉重代价。一方面,在等待器官移植的受体中,每天都有人死去。另一方面,在一个比移植受体规模大很多的群体中,存在着流行病风险。风险虽然小,但无法被忽视。挽救一个人的生命,代价是整个人类物种有可能出现一种新流行病,值得吗?
文身如同针刺或者注射,牵涉到血液的接触。如果同一个文身工具在不同人身上多次使用,就为微生物在宿主间来回跳跃构筑了一座桥梁。
无论是用于文身、给药还是接种疫苗,消毒不当的针头在传递微生物方面都扮演着重要角色。
针的广泛使用如同输血一样,为微生物四处流动提供了一条全新的路径,使它们得以自我供养或者在人际间有效扩散,以便能存活和发展。
近 100年来,病毒经由输血、使用未经消毒的针头送药和毒品注射迅速蔓延开来。
一些种类的嗜血昆虫可能就是丙肝病毒在过去的传播媒介。作为纯天然未经消毒的针刺,它们用口器将感染了病毒的血液从一个宿主传染到另一个宿主身上。
艾滋病毒全球性传播的时间恰好与大规模推广廉价注射器的时间相吻合。
通常的卫生运动,每次都是用同一个未经消毒的针头给成百上千或者更多的人接种疫苗,这为流行病暴发埋下了浓重的伏笔
虽然跟丙肝病毒的情况一样,不安全注射很可能导致艾滋病毒的传播,但不安全注射并未将病毒引入人类。不过,这并不意味着我们应该忽视疫苗安全问题。
疫苗是安全的!它们本质上是用来保护全球数十亿人口的。但对疫苗生产保持警觉并实施卫生监督,怎么做都不为过。
与目前疫苗相关的风险,远远少于它们所预防的疾病给我们带来的风险。但是这并非并非是零风险的事情。
它们为微生物流动架起了桥梁,这些桥梁是以往不曾有过的。它们让人类相互发生关联,成为一种关系亲密的物种。
生物恐怖袭击是安全专家最密切关注的问题之一。它是所谓的非对等战役中,弱势群体可使用的最理想武器。
这种战役里双方可利用的资源和火力实力悬殊。连一个像恐怖组织这样的微弱对手,都能够凭借微生物和扩散的有效结合,造成极大的破坏。
而且关键在于,与化学武器或者核武器都不同的是,微生物能够自行传播。它们能够进行病毒式扩散,这一招是致命性沙林毒气和脏弹无法企及的。
虽然是极不可能发生的情况,但如果恐怖分子得到了世上仅存的装有天花病毒的瓶子,后果将不堪设想。
因为天花已经被消灭,我们不再接种疫苗。
因此对天花病毒而言,这样的一次释放将会引发一场完美的风暴。而对我们来说,则是大祸临头了。
生物学差错与生物恐怖袭击不同,当一种感染源被意外释放出来且广泛传播时,就会发生生物学差错。
未来大众可能有渠道获得详细的生物信息和技术,甚至自己制造或者培养简单的微生物,因此生物恐怖袭击和生物学差错的概率只会增加。
就任何分享信息的系统而言,起初专业性很强的事情经常到后来变成了人人都能做的事情。在不久的将来,一小群人自己动手进行生物学研究可能成为常态。那时监控生物学差错,将不仅仅是理论上说说而已了。
“……到了 2020年,一场生物学差错或者生物恐怖袭击就将杀死 100万人。”
采用化学技术制造一枚铁管炸弹或者创建一个毒品实验室,变成了采用生物学技术制造一枚病毒炸弹。
科学家们积极从事研究,寻找人类中的不明病毒和潜伏在动物身上、可能是下一个跳到人群中的新病毒。
我们生活在一个互联大世界里。无论在哪一个角落,交通网络和医疗技术造就的人与人的关联,令进入人体的动物病毒找到落脚点并扩散的概率大为增加。
超级传播者 超级传播者是指在一场传染性疾病的传播中发挥巨大作用的人(或者动物)。
九龙维景酒店 911房的客人得了严重的急性呼吸道综合征。他所携带的病毒传染给至少 16个人。这 16个人转而分散到全球各地——欧洲、亚洲、北美,并将病毒传染给成百上千人。甚至在 3个月以后,调查者还能够在 911房附近的地毯上取到病毒的遗传信息,可能是那位房客咳嗽、打喷嚏或者呕吐后落在那里的,这就是 SARS的起源。
我们现在知道 SARS的传染源头是蝙蝠。因为广东人普遍吃野生动物,在农贸市场买野生动物, 911房的客人也许在某农贸市场买了一只感染上病毒的蝙蝠而接触到感染源。或者他是从一只果子狸身上感染了病毒。果子狸是一种食肉小动物,也是广东人餐桌上的美味佳肴,那时果子狸已经从蝙蝠身上传染上 SARS。或者他是从一位携带该动物病毒的人身上传染上的。最有可能的是,病毒在传染上他之前,已经不为人知地传播了一段时间了。
这场流行病波及每个人居大陆,至少有 32个国家的成千上万人染病,经济损失估计有数十亿美元。 SARS流行病作为一个绝佳的例子,告诉了我们现代社会是如何酝酿流行病的。
人口密度高,牲畜产量大,与各种野生动物微生物接触密切,拥有一张巨大、高效的交通网络——将这些因素结合起来,我们就能很好地感受到流行病的世界走向。整个过程由猎人捕捉野生动物,并将其带到农贸市场开始。一些农贸市场建在都市化程度很高的地区,卖活体动物的农贸市场是高风险的地方。一旦动物被杀,其所携带的微生物也开始死亡。但如果一只活的野生动物被送入城市里的一家农贸市场,那么它身上携带的所有微生物就会暴露在很多人中间。从这里出来的病毒肯定会传染到人身上。
当高密度的城市人口、野生动物和家畜种群的微生物、高效的交通网络重叠在一起时,注定会出现新型疾病。
伐木公路的出现,让人们采用的狩猎方式发生了根本改变。公路上往来穿梭的卡车在增加森林入口的同时,也增加了到达城市农贸市场的线路,这反过来又增加了狩猎者的数量。
无论压力是来自工人自身,还是他们所修建的公路,反正伐木改变了人们与野生动物的接触频率。接触的机会越多,新的感染源跳向人类的机会就越多。
虽然营养不良、癌症治疗和器官移植会造成免疫缺陷,但导致免疫缺陷最显著的因素,是艾滋病毒的全球性感染。
大多数动物感染源到了人体内不具有预适应性。连一些来自我们近亲动物身上的微生物也经常需要重组改变基因,以便能够在人类宿主身上存活和传播。
然而在一位免疫系统受损的宿主体内,迅速进化的病毒经常能赢得宝贵的时间,摆脱免疫系统的影响,多繁殖几代病毒,这样它们对新宿主产生一系列有效的适应性的概率就增加了。这是病毒在一类新物种上立足的必备条件。
由人类免疫缺陷病毒或者另一个适应了人体的感染源所引发的人体免疫缺陷,在新型微生物突破难以捉摸的物种障碍时,为它们提供了另一种在人体内顺利立足的方式。
直接接触野生动物血液和体液的人也感染上艾滋病毒,并且可能引起免疫功能受损。这一事实让我们看到,人类面临着新型微生物出现的极大风险。
捕杀行动让人们接触到渗透在几乎每个动物组织里的微生物。当这些感染源定期与抵抗力差的人进行接触时,微生物跨物种传播的捷径就有可能出现。
与人类的情形一样,大量家畜的集中饲养,增加了家畜种群供养新型微生物的能力。
这种情况一旦发生,工业化农场就远不止是家畜饲养之地,而成为能够迁移到人群中的感染源的孵化器。
随着肉类加工的出现,你在一场棒球赛上啃的那根热狗,其肉可以来自属于多个物种(猪、火鸡、牛)的成百上千的动物。当你咬下那根热狗时,你简直就是咬下了过去一家农场的所有动物肉种类。而在几十年前,一家农场里也就有这么多动物。
将很多动物的肉混合在一起,然后分给很多人享用,这将产生明显的后果。让成千上万消费者与成千上万的动物有所关联,意味着今天的每个肉食者一生平均要消费来自数百万动物的肉。
以前是一只动物和一位消费者直接关联,如今动物肢体与食用者构成了一张巨大的互联网络。烹调肉类当然可以消除很多微生物风险,但相互接触的物种数量一多,就增加了一个可恶的感染源四处跳跃的可能性。
从健康人身上取下的扁桃体和阑尾分析显示,在英国暴发疯牛病疫情期间,每 4 000位接触到感染源的人中,就有一人是没有出现临床症状的病菌携带者。这种情形特别令人担忧,因为已有研究表明,变异型克雅氏症会通过器官移植传染,也可能通过输血传染。
我们现在的家畜饲养和肉制品分配方式,与以往有本质上的不同。我们也采用新的方式运输活生动物。动物作为人类的宠物和食物,其迁移和混居增加了新的感染源进入人群的概率,也增加了不同微生物最终落脚在同一宿主身上并交换基因的机会。
病毒有多种方式发生基因变化:基因信息的直接变化(基因突变)或者交换基因信息(基因重组或基因重配)。当两种病毒感染了同一宿主时,它们就有能力进行基因重组,交换基因信息,并可能会创造出一个全新的“镶嵌体”感染源。
流感病毒能够在人类、猪和鸟类相互接触的农场进行基因重配。
对 SARS进行的基因分析显示,它可能是一种蝙蝠冠状病毒和另一种病毒的基因重组病毒。后者也许是我们尚未发现的一种蝙蝠病毒。在感染人类和果子狸之前,这两种病毒进行了基因重组,生成了一种新的镶嵌体病毒。这些病毒之所以有基因重组的潜能,很可能与动物进入农贸市场网络后的相互接触有关,而从前这些动物在野外彼此从未有过接触。
过去病毒学家们认为,新的流行病是一种微生物完全从一只动物身上迁移到一个人身上所致。但正如我们已经在艾滋病毒、流感病毒和 SARS病毒那里看到的那样,基因重组和基因重配提供了更隐秘的其他方式来孕育流行病。
未来我们将面临越来越多的流行病威胁。新的感染源将蔓延并引发疾病。我们走进雨林深处,将以前与国际交通网络没有关联的感染源释放出来后,就会暴发新的流行病。当人口密集中心、地方烹饪习俗和野生动物交易之间的联系越来越紧密时,这些感染源就会四处蔓延。艾滋病毒引起的免疫缺陷将扩大流行病的影响力,因为新的感染源更容易在免疫缺陷患者身上落脚。当人类在世界范围内快速高效地运送动物时,它们反过来孕育了新的流行病。从未谋面的微生物相遇后将生成新的镶嵌体感染源,其传播方式是母代病毒无法办到的。
是纯粹的人造肉,或者叫作培养肉( in vitro meat)。培养肉是指完全离开动物身体,靠营养液长成的动物肉。培养肉的概念目前还未被很多人接受,其卫生和其他风险还需要进一步检验,然而它有极大的益处。工业化生产的廉价培养肉可以解决饥饿问题,降低对家畜和野生动物肉的需求,后者将明显减少新型微生物的引入。减少与家畜的接触,就意味着减少与其身上微生物的接触,也减少与家畜从野生亲戚那里获得的微生物的接触。
作为另一种引人关注的朊病毒,库鲁病是一种致命的神经退行性疾病。法尔人举行同类相食仪式,吃掉死去的亲人和族内成员,将死者的大脑涂抹在身体上帮助释放他们的灵魂。这些享用死人的盛宴被认定为库鲁病传染的方式。
第三部分 流行病监测与防控
以中国为例, 2003年之后便建立了传染病疫情报告制度,要求各级卫生医疗机构在接触到传染病病例的时候根据疾病的严重程度分级上报。
类似这种的疾病报告系统是流行病监测领域的重大进步,可以说整个人类都在其中获益匪浅。
他们认识到建立一个全球性的布控系统,监测与野生动物频繁接触的人们,以此来堵截微生物中的“恐怖信息”是完全必要而可行的。
很多时候,动物的死亡事件可能是人类疫情的“预告片”。
知道寻找什么类型的关键词、谁是通常该考虑的嫌疑人,同时了解他们彼此是如何交流的,这样就能够提供有价值的情报,帮助预测罕见但重要的事件。
通常在宰杀动物过程中,这种病菌能够以被人吸进肺里的方式进入人体。
在文中我提出可以将猎人视为哨兵——如果我们一直研究他们,就能知道正跳向人类的是什么微生物,是何时起跳的,又是如何跳跃到人身上的。
丛林肉是野味的另一种说法,虽然历史上这一术语多指热带地区的野味。正如我所预料的那样,从事猎杀活动的人们处在病毒由动物传染至人身上的最前线。虽然意识到杜绝野味消费对野生动物保护很重要,但是不妖魔化以野生动物为生的人们也很重要。
如果我们不费什么气力,就能在不接触野生动物的情况下,持续提供高质量的蛋白质食物来源,那就最好不过了。这有助于保护一些最重要的濒危动物物种,同时防止流行病的蔓延。
他无疑是为了生计而不是消遣!在生存线上挣扎的猎人不是我们的敌人。解决办法是了解和帮助他们,而不是与他们为敌。
然而,新型逆转录病毒正迁移到人类身上的第一例证据也表明,人们对现有公共卫生机构的信任是被误导的。人们笃信当新型病毒迁移到人类身上时,这些公共卫生机构会告知我们。我们刚刚开始发现,这是多么严重的误导。
新型病毒迁移到人类身上时,现有的公共卫生机构并不一定能够监测得到,因而也无法及时告知人们。
我们开始正式考虑,建立一个全球性的布控系统,监测与野生动物接触频繁的人们,以便堵截病毒中的恐怖信息。主要的传染性疾病都出现在非洲和亚洲。监控就从这些地方开始。
像聚合酶链反应( polymerase chain reaction,简称 PCR)这样奇妙的技术,现在已经成了标准的研究手段,该技术的发明者凯利·穆利斯( Kary Mullis)因此获得了诺贝尔奖。
这些病毒微阵列( viral microarray)专用芯片在全世界的实验室里得以广泛地应用。它们有助于迅速地识别出导致新型流行病的微生物凶手,例如引起 SARS的冠状病毒,但是该技术并非完美无缺。
正在兴起的流行病预防学( science of pandemic prevention)主要有三个目标:
1.早点识别地方性流行病( epidemics)。 2.评估地方性流行病演变成全球性流行病( pandemics)的概率。 3.在致命的地方性流行病演变成全球性流行病之前遏制它们。
DARPA正在研发一个叫作“预言”( Prophecy)的项目,其目的是“成功地预测任何病毒的自然进化”。预测一种病毒未来的进化轨迹似乎是科学神话,但预言项目践行了 DARPA直面高风险也是高回报的理念。病毒群不会朝所有的方向行进。了解一个病毒群的组成,将有助于了解它会进化成什么模样。我们不难想象一个以芯片为基地的系统能够迅速地告诉我们:一种新感染源在哪一种细胞里能存活,因此其最可能行进的传播路径(通过性、血液还是打喷嚏等)是哪一条。
先进的技术让地方临床医生和病人自己可以与外界进行交流,外界因此可以累积、组织和分析信息。这样一来,一个突发卫生事件发生期间,有关事件发展进程的信息就会传播得更加快捷,实地信息也增多了。 我们最终希望能将疫情侦查工作实现群众外包,将患者们提供的零散信息汇集在一起,勾画出从疫情开始到随后扩散的实时画面。被手机公司搜集的数据,使我们都成了迅速侦查出重要人类事件的潜在传感器。
2009年我在谷歌的同仁们[ 3]发表了一篇令人关注的论文,表明个人在线搜索模式也提供了人们所患传染病的信息。研究团队通过搜索与流感及其症状、治疗相关的单词,建立了一个预测流感趋势的系统,比美国疾控中心提供的流感统计准确率更高。社交网络如何能为传染性疾病提供监控[ 4]。我们希望社会科学能够识别出新的“哨兵”来监控新疫情,并早点捕获它们[ 5]。
未来的疫情聚合图( mash- up):包含着层层关键信息的一幅地图——有人们所在的位置、他们的关注点、他们感染的微生物、他们流动的地方、他们联系的人。
动物和人类之间稳定持久的相互关联,已经酝酿了一场完美的新型流行病风暴。
然而,如今通过传播和信息技术在人与人之间构建的相互联系性,我们在提早捕捉疫情方面获得了前所未有的能力,再加上人类潜心研究引发流行病的微生物多样性,取得了令人瞩目的进步。
所有活着的生物体,都为成功繁衍后代煞费苦心。
不管是什么类型的生物体,为人父母者都想要有延续自己生命的孩子。
病毒与宿主的关系具有连续性:一些病毒伤害其宿主,一些病毒对宿主有利,一些病毒(也许是绝大部分病毒)以相对中立的姿态过活,对它们为自身生存必须暂时栖息的生物体没有实质上的伤害和恩惠。
公共卫生事业的目的不应该是灭杀所有病毒感染源,而应该是控制致命性病毒。
在对抗流行病的战役中,病毒对我们最重要的帮助也许是促进了疫苗的研制。
让我们夺取胜利的疫苗,实际上是一种货真价实的病毒,我们控制它,用它来帮助人类。
与其将疫苗视为人类的创新发明,不如按另一种观点将其视为人类的合作伙伴。
需要指出的是,几乎整个当代疫苗学都是在以毒攻毒。一些安全的病毒是我们抵抗致命性病毒的最好的朋友。
通过预防引发宫颈癌的几种人乳头状瘤病毒的感染,疫苗有效地预防了大多数致命性宫颈癌。
但是,当发现一种慢性病是由一种微生物引起时,治愈和预防的可能性就大大增加了。例如宫颈癌,以前的治疗需要损害身体,还只是偶尔起效,如今则能借助接种疫苗加以预防。
宫颈癌不是唯一一种由微生物引发的慢性病,乙肝病毒和丙肝病毒都能引发肝癌。研究者目前正在探究前列腺癌由病毒引发的可能性。
幽门螺杆菌能引发胃溃疡,某些类型的嗜淋巴细胞病毒会引发白血病。
弓形虫改变啮齿类动物大脑中很特殊的神经回路,减少其对猫的恐惧,从而增加它最终在一只饿猫身上完成生命周期的机会。
狂犬病毒引发感染者对水的恐惧,增加其攻击性,有助于在感染者唾液中积累病毒,通过可能的致命一咬来传递病毒。
病毒也可能是一种复杂的、备受争议的、有点神秘的精神疾病的病因。
但情况并不总是这样,如果只有少部分精神分裂症或者慢性疲劳综合征患者是因一种病毒而发病,那么病毒与疾病的关系会变得复杂,也不易发现它们之间的联系,然而我们还是值得为之努力的。
感染细胞是所有病毒生命周期的一个组成部分,它们不会随意感染细胞。
病毒以一种锁匙相配的方式感染细胞:它们进入的那些细胞的细胞表面有病毒能够识别的特殊蛋白质,即细胞受体。
不是所有突破种属障碍而来的病毒都是祸害。
病毒也能骚扰其他种类的微生物——细菌也能生病。病毒感染所有的细胞生命形式,不管是细菌、寄生虫还是哺乳动物。
感染寄生虫的病毒能为对付寄生虫
寄生虫提供天然的系统疗法。与杀死癌细胞的病毒一样,对付寄生虫的病毒有可能被改造成既安全又有效的病毒。
在无比丰富的微生物社区里,我们也是其中一分子——在我们与微生物之间和我们彼此之间,有着非常复杂的合作、战役和消耗战。
细想一下人体,从头到脚每 10个细胞里大约只有 1个是人类细胞——其他 9个细胞都是细菌,人体内细菌、病毒和其他微生物的总和被称为微生物区( microbiota),它们的基因信息总和被称为微生物组( microbiome)。
我们肠道内的细菌对肥胖有所影响。
有朝一日,也许我们会很好地将益生菌和抗生素结合在一起使用,巧妙地改变我们肠道的微生物区,以维持健康体重。
人们早已经知道患食源性疾病的最大风险因素,是吃生鸡蛋和使用抗生素。
虽然我们早就怀疑使用抗生素会杀死有益的微生物,并会因此损害我们肠道微生物抵抗像沙门氏菌这样的新型入侵微生物的天然屏障,但我们还是不太清楚事情的来龙去脉。
公共卫生事业的目的,不应该是打造一个完全无菌的世界,而是找到坏家伙并控制它们。
对付坏家伙的关键一招,将是培育帮助我们人类的微生物。
我们保护自身的方式,也许是依仗与我们共生的微生物,而不是消灭它们。
微生物学家自己预防传染病的方法: 1.接种最新的疫苗; 2.乘坐地铁和飞机后要洗手; 3.与人握手后尽快洗手; 4.尽量不用手碰鼻子和嘴; 5.尽可能保证饮食卫生; 6.减少不安全性行为的风险。
可惜不是到处都有洁净的水、疫苗、好的疟疾药和避孕套——但是为了大家的利益,哪里都需要这些东西。
大家可以通过关注流行病的几个具体特征来进行评估:微生物正在如何传播?它如何传播才有效?感染者的病死率是多少?一种病死率高、但似乎不传播的流行病,与一种快速而有效地传播、病死率不高的流行病相比,后者更让人担忧。
传播力和致命性有助于任何人研判流行病的风险。
想当然地认为生活在某个地方或者追求某种生活质量,就让你对一种流行病风险有了免疫力,这是错误
今日特色疾病( disease du jour)。当面临流感威胁时,我们放下手头所有事情,一心忙于减少未来流感大流行的风险。当我们遇到 SARS时,我们一心忙于不明原因的呼吸系统疾病。
我们知道它们肯定是来自动物身上的微生物,也知道世界上有些地方是它们入侵的高风险地区。
这些体系应该是通用的和专注于未来流行病防控的。它们应该专注于研究不明流行病,并提供我们以往流行病的一般模式,而不是只盯着任何已经暴发过的具体流行病。有效的流行病防控体系,应该专注于研究不明流行病,而不是只盯着任何已暴发过的具体流行病。这是从应对流行病到预防流行病的转换。
公众对流行病的风险评估不准确。风险素养是很重要的一个术语。其理念是:拥有能够了解并恰如其分地解释流行病信息的有见地的公众,是流行病防控的一个环节。风险素养的普及,将有助于公众支持政府将巨大开支用于适宜的流行病预测和预防所需。
我并不是认为在准备应对各种威胁的时候,我们应该将死亡率作为唯一的考虑因素。但是当我们把各种威胁放在相应的背景下权衡考量时,就实际的风险情形而言,把数万亿美元砸在反恐怖主义上似乎是严重失衡的。
在流行病扩散之前发现它们,遏制它们。尽早掌握关于人类和动物种群传染性疾病的趋势,和运动过程的情报。勾勒传染性疾病的来龙去脉,并达到能预测甚至预防流行病的水准。了解有可能跳到人身上的动物微生物。已经在人身上的、有可能以我们还未识别的方式引发疾病的微生物;在新的疫情和流行病惊动传统的卫生和媒体组织之前,尽早发现它。
哨兵”的人群。这些人群因为所处地点或者自身行为的原因,在一种微生物进入大循环之前会最先被感染上。哨兵”人群,他们代表了新型动物微生物演变成流行病过程中的传染门户。
感染源从动物进入人群的传染门户,处于病毒传播网络中心的关键人群。定期接受输血的人群。对动物死亡事件的监控。
动物死亡事件也能成为一次人类疫情的预兆,如果我们学会很好地预测和应对拉沙病毒,那么控制像埃博拉和马尔堡这样的病毒就胜券在握了。
新流行病出现的最大风险之一是人和动物的密切接触,尤其是与野生哺乳动物的密切接触。对绝大多数要维持生计的猎人而言,染上一种新型致命性疾病的风险,低于不打猎的营养缺乏和其他损失带来的风险。然而当微生物多样性丰富地区数千人以捕获野生动物为生时,我们就面临了能够导致一些新型感染源出现的情况,而这些感染源能毁灭全世界。
虽然我们苦口婆心地向这些人讲授与狩猎相关的风险,但我们也承认真正的敌人是农村的贫穷。要解决这一普遍性问题,我们需要做的不止是解释狩猎风险。我们需要致力于帮助农村人口找到解决营养不良的可行之道。我们要帮他们找到替代不安全狩猎的谋生之路,而且不能因他们费心养家糊口而横加指责。像中非、东南亚和亚马孙盆地这些病毒热点地区以打野味为生的狩猎行为,解决丛林肉问题,除了满足全世界富人群体遏制疫情和保护生物多样性的利己目的之外,也能帮助世界上一些赤贫群体过上像样的生活。
它影响到全球的公共卫生状况,忽视它的后果不堪设想。
发生在艾滋病人身上的免疫抑制促使新型微生物入侵人类。我们必须努力确保将控制艾滋病的抗逆转录病毒药物推广到最偏远地区经狩猎已接触野生动物的人群。
公众给政策制定者和政治家施加压力,让他们支持对流行病采取长期预防之法是至关重要的。
有见地的公众必须促使政府投入更多资金,用于未来流行病控制通用方法的研究和实践,而不是仅仅针对一种微生物的威胁。
据我所知,没有人深入研究像日本这样的国家鞠躬(而不是握手)对健康的影响,但估计应该减少了一些感染源的传播。同样在日本,我们见到了只要生病就在公共场合戴医用口罩的行为,此举会有效抑制一些微生物的传播。预防流行病,人们可以从行为上有所改变:1、“安全握手”,相互碰触肘关节;2、打喷嚏时对着肘关节而不是手;3、只要生病就在公共场合戴医用口罩。
在不久的将来,无论你是担心一场疾病灾难带来政治和经济损失的国家元首,还是担忧与下一次流行病相关的供货链中断和员工离散的CEO,或是忧心家人健康的世民,你都可以迅速找到更好、更准确的实际疫情数据。这些信息不仅来自政府,也来自像我们GVFI这样的组织。大家将遥远的病毒情报站的实验室结果和国际新闻推送、手机短信、社交网络、搜索模式结合起来,创造一种新的流行病情报样式。
我们应该、也能够将流行病预测和预防做得更好。有朝一日,我们能将流行病预测和预防工作做得漂亮到可以宣布“这是最后的一种流行病”——到那时,我们发现和遏制流行病的能力,已经强到连“流行病”这个词都不需要了。
致谢
一位年轻科学家可能最需要的事情:绝佳的研究项目和进行这些研究的自由。
如果你愿意放弃对名望的追求,你就几乎能成就任何事情。
译者后记
置身于信息社会的我们,那么自然地将病毒一词做了引申,与信息相关的话题发生关联,因为那是我们关注的焦点,以为引申义是影响个人生活和时代发展的重要因素。可是恰恰是被我们忽视的本义,却正在酝酿一场风暴。让你我根本无处躲藏。而始作俑者,是肉眼根本看不见的微生物。他们大多数与我们和平共处,但少数一些坏家伙却动辄在人类掀起惊涛骇浪,制造着一场场传染病大流行。流感、天花、艾滋病、猪流感、禽流感,这都是人类的梦魇。可我们偏生容易健忘,一浪过后便忘却病毒带来的浩劫,直到另一波流行病袭来,方才一片忙乱,如此循环往复。不久前在中国大陆暴发的H7N9禽流感,便又这般让我们措手不及。了解病毒,监控病毒,时时保持警觉。
人口的增长、畜牧业的发展、城市化的进程、交通枢纽的建设、医疗技术的进步,这一些人类发展史上让我们引以为荣的巨大成就,却都为病毒侵害人类创造了便利的条件。
说明 · · · · · ·
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