一种神秘病毒在中国导致人们患病

我们对这种新疾病知之甚少,但我们对疫情如何发生却了解很多。
virus in a petri dish
在过去三十年里出现的新发传染病中,约有70%是人畜共患病,这意味着它们可以在动物和人之间传播。

据CNN1月7日报道,一种不明病毒已在中国武汉市导致约59人患上肺炎。

人们对这种神秘病毒知之甚少。首批病例出现在12月,一些患者曾在售卖海鲜和活体动物的市场工作;该市场已关闭以便进行消毒。该疾病可能通过市场销售的动物传播给人类。

在过去三十年里出现的新发传染病中,约有70%人畜共患病,这意味着它们可以在动物和人之间传播。幸运的是,科学家们对导致这类病毒爆发的情况有很多了解。

北卡罗来纳大学教堂山分校研究新发疾病的病毒流行病学家拉尔夫·巴里克说:“病毒从动物种群中出来并传播给人类,有多种不同的轨迹。“这很大程度上取决于病毒的进化和选择、运气不好以及随机的巧合。”

以下是你需要了解的关于这些病毒如何引起疫情的知识。

追溯源头

要发生疫情,你需要一种具备所有必要特征的病毒来制造混乱。

首先,病毒需要能够从动物传播给人类。通常这意味着病毒附着在人体细胞表面,然后劫持这些细胞,强迫它们复制更多的病毒。杜克大学传染病流行病学家格雷戈里·格雷说,在这些情况下,“我们看到病毒对感染人体细胞产生了亲和力。”

巴里克说,有些病毒可以从动物传播给人类,但不太可能从人传播给人。能够快速从人传播给人的病毒更容易引起疫情。

这就是两种臭名昭著的疾病——严重急性呼吸综合征(SARS)和中东呼吸综合征(MERS)——发生的情况。

SARS源于一种自然存在于蝙蝠中的病毒(SARS相关冠状病毒或SARS-CoV),该病毒传播到果子狸(一种在中国常被当作美食的野生动物)体内,然后于2002年在华南的活体动物市场传播给人类。到2003年疫情得到控制时,该病已传播到世界各地,感染了8000多人,造成近800人死亡。

MERS于2012年在约旦出现;负责的病毒也起源于蝙蝠,并可能传播给了骆驼。“疫情的爆发可能源于中东地区巨大的骆驼市场,”巴里克说。大型放牧区为病毒在骆驼之间传播,然后传播给骆驼牧民提供了完美的场所。

巴里克说,导致SARS和MERS的病毒“实际上具有在多种物种中复制的内在能力”。“它们不需要突变就能实现最初的跨越;它们需要突变才能有效地在新物种中定殖。”

控制感染

一旦疫情开始,有些特征会让病毒更容易传播。

巴里克说,为了控制病毒,公共卫生官员会尽其所能追踪疾病的人际传播。但如果病人开始出现症状之前就能将病毒传播给他人,那么就更难控制疫情了。

SARS疫情之所以得到如此迅速的控制,原因之一是该病毒在人出现症状后约36小时内最有效地传播给新的宿主。“你可以确定谁被感染了,找出他们的接触者并将他们全部隔离,”巴里克说。相比之下,“2009年[H1N1]流感疫情中,该病毒在症状出现之前就已传播,并传遍了世界。”

SARS病毒感染几乎所有人,使其易于追踪和控制。而MERS等其他病毒并不会让它们感染的所有人都出现明显的症状。“它可以经过一个隐蔽的网络传播一两代,然后感染某人并导致严重疾病,”巴里克说。“所以当这种情况发生时,控制起来要困难得多。”

疫情是否成功还取决于病毒感染的人群;有些人对某种特定病毒而言天生就是比其他人更好的宿主。研究人员尚不完全明白这是为什么。巴里克说,在SARS疫情期间,大多数人没有将病毒传播给其他人,或者只传播给一个人。

“但你也会遇到这些罕见的超级传播者,他们走过一家医院的病房就能感染20人;我们至今不知道为什么那个人是超级传播者,”他说。“因此,宿主的基因可能对疫情的扩张速度和在新宿主中的定殖产生巨大影响。”

困扰我们的许多病毒在其起源的动物身上并不会引起严重疾病;MERS病毒在骆驼身上引起轻微的呼吸道感染。“动物可能完全没有任何疾病迹象,这使得预防[传播]非常困难,”格雷说。

这种情况的一种发生方式是,当病毒潜入一个拥有数千只动物的大型工业化农场。“如果它没有在动物身上引起疾病,我们可能根本不会知道,但它一直在那里慢慢变化,”格雷说。“然后突然出现了一种对[人类]有害的新子代病毒。”

一旦人们接触到受感染的动物,还有许多其他因素会影响病毒是否会广泛传播。

巴里克说,例如,战争可以为病毒爆发提供绝佳的机会。“人们流离失所,得不到良好的医疗照顾,生活条件恶劣,卫生条件差,”他说。任何人群聚集的地方,如日托中心和医院,也可能成为疾病传播的中心。“随着人口密度的增加,传播的可能性也随之增加,”巴里克说。

航空旅行使得这些疾病能够迅速传播到世界各地。

防范未然

疾病从动物传播给人类并爆发成疫情是不可避免的。

但科学家们正在通过在危险病原体发作前将其捕获来为这些紧急情况做准备。全世界的科学家都在努力找出在野生动物种群中 circulating 的病原体,即使它们还没有发展到能够使人患病的程度;格雷希望将来能看到类似的努力来针对畜牧业。巴里克说,科学界也越来越擅长预测哪些毒株更有可能从动物传播给人类。

巴里克说,在过去的20年里,我们的生物医学能力取得了长足的进步。他补充说,虽然关注中国新兴的神秘病毒很重要,但好消息是,武汉拥有一家拥有最先进设施的病毒学研究所,其研究人员在应对新兴呼吸道疾病方面拥有丰富的经验。

他说:“我期望并希望我们能看到一个运作良好的科学努力来抑制新兴疫情,并希望我们能迅速将其控制住。”

 

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Kate Baggaley

特约撰稿人,科学

Kate Baggaley自2017年以来一直定期为《大众科学》撰稿。她经常报道自然、气候和COVID-19大流行,但也报道了科学的许多其他方面,包括太空、古生物学和健康。她对鸟类、深海生物以及各种美丽的爬行动物情有独钟。


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