城市越小,流感流行越严重

流感再次违背了人类的逻辑。
Atlanta, Georgia skyline lit up after dark.
Pixabay

流感季已经来临,但它何时会侵袭您所在的“城市丛林”,很大程度上取决于城市的大小。这是根据本月发表在《科学》杂志上的一项新研究得出的结论。

人口稠密的城市是病毒的温床。它们拥有大量可供病毒寄生的宿主,而且这些宿主之间近距离接触,病毒可以通过打喷嚏或咳嗽传播。基本逻辑表明,城市人口越多,流感传播的机会就越多,疫情爆发的强度也越大。而人口密度较低的小城市,病毒在人与人之间传播的难度会更大。但实际上,没有人真正研究过小城市或大城市哪个的疫情爆发更严重,尽管随着我们试图领先于这种棘手的疾病,这个问题正变得越来越重要。

“绝大多数人现在居住在城市,了解城市的大小和结构如何帮助我们预测和控制疫情,”俄勒冈州立大学的种群生物学家、新论文的合著者之一本杰明·达尔齐尔在新闻发布会上说。

然而,令研究人员惊讶的是,达尔齐尔和他的同事们发现,生活在纳什维尔和亚特兰大等小城市的人们,在每年的流感周期中,更有可能面临严重的季节性流感疫情。而纽约或迈阿密等人口稠密的城市,虽然流感病例持续不断,但不会同时爆发大规模疫情。(研究人员只研究了季节性流感,而不是像令人恐惧的西班牙流感那样的全球大流行流感毒株,后者可能在一年中的任何时间出现。)那么,问题就来了,为什么会这样呢?

他们已经知道湿度在流感传播中起着关键作用。这种不断进化的病毒在寒冷干燥的月份最容易在人类宿主之间传播,因为此时病毒在体外存活时间更长。病毒存在于空气中的液滴中,例如咳嗽或打喷嚏产生的飞沫。在一年中较温暖潮湿的时期,这些液滴在明亮的阳光下会更快蒸发,使病毒暴露在干燥环境中。而在凉爽干燥的时期,蒸发速度较慢,病毒可以在其微观环境中漂浮更长时间、更远的距离。

仅凭湿度无法解释数据中的模式。因此,科学家们结合了2002年至2008年美国603个城市的が气候数据和医疗索赔数据。然后,他们利用人口普查数据,精确到街区级别,来估算人口规模和密度。“数据的分辨率提高使得这项研究成为可能,”美国国立卫生研究院的流行病学家、新论文的合著者塞西尔·维布德说。维布德说,之前的研究主要关注州或地区层面的流感传播。这项研究则进行了深度聚焦。

维布德和达尔齐尔发现,当小城市的天气条件恰好合适时,流感会迅速传播,在几天或几周内导致流感病例大幅飙升。而在大城市,人们之间持续不断的接触意味着流感很容易在人与人之间传播,而无需天气发生剧烈变化。这些城市可能比小城市有更多的流感病例,但病例在更长的时间段内分散开来。

“他们研究的主要内容,也就是非常有创意的一点是,基本上在一个城市内部,流感是呈爆发式高峰,还是在一年中比较分散?”弗雷德·哈钦森癌症中心的流行病学家和计算生物学家特雷弗·贝德福德说,他没有参与这项研究。“作者所做的,是建立了一个预测模型,这个模型似乎相当有效,因为它考虑了……城市的大小、密度以及其所处的地理气候模式。你可以很好地预测流感在城市内的行为和传播方式。”

维布德说,这种模式意味着最大的城市可以作为美国其他地区的“哨兵城市”。通过在流感季节早期追踪纽约等地的流行毒株,科学家们有望更准确地预测之后会在全国其他城市出现的毒株。

维布德说,拥有这样一个模型也有助于一些城市提前规划。病例的突然激增会给当地医疗系统带来压力,因此这种信息可以帮助城市官员根据城市的结构和天气模式,预测流感何时会对其造成最严重的影响,并提前做好准备。

展望未来,贝德福德表示,科学家们将城市之间的流感传播,以及城市内部的传播,都应用这种详细程度的分析将是有益的。维布德希望他们能将模型扩展到美国以外的地区,看看流感在世界其他城市是如何传播的,以及其他疾病是否遵循类似的城市传播模式。随着越来越多的人涌入城市中心,这类模型可以帮助科学家们领先于传染病。

 

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