一个民族需要的是抬头仰望星空而非只看地面的人民,如此这个民族才会有希望。
——黑格尔
最近的武汉肺炎疫情闹得沸沸扬扬,2020年1月7日21时,中国实验室检出一种新型冠状病毒,并获得该病毒的全基因组序列,武汉卫健委15日表示,新型冠状病毒肺炎不排除有限人传人的可能,但持续人传人的风险较低。我们早在2019年11月25日发表的通信论文Space Weather and Pandemic Warnings?中明确指出,提醒全球未来几个月很快会出现新的病毒。公共卫生部门必须提高警惕并采取适当的行动!并且在博客中反复强调即将发生新发病毒性传染病。
http://blog.sciencenet.cn/blog-529903-1212902.html
电镜下的新型冠状病毒
进入20世纪 50 年代以来,新发传染病在全球范围不断出现,特别是2009年发生的甲型H1N1流感大流行和2015年发生的寨卡病毒大流行给人类健康、全球政治和经济带来严重影响,使得世界各国切实体验到新发传染病的控制已成为必须面对的重大公共卫生问题。目前全球已发现的新发传染病多达40余种, 其中以病毒性传染病居多。新发病毒性传染病的发生往往具有传染性强、传播速度快、流行范围广、病死率高、难以预测和防范等特点,极容易发展成严重的突发公共卫生事件或者国际关注事件。然而人们对新发病毒性传染病的发生原因、传播因素及流行规律等仍然缺乏足够的认识。目前,全球发现新病原体的能力还很不足,若要快速有效地应对新发和不明原因性传染病突发疫情,必须建立发现新病原的预警技术体系和新病原学的理论体系,用以指导和发现新病原的工作。
在新发传染病的传播中,存在着太多的不确定因素,以目前的基础和技术,尚无法预测下一场大范围流行病何时何地暴发。如果去尝试在宏观上预测,就需要对不计其数的病原体进行全面检测,但是这种做法需要耗费大量的人力物力,在实际操作中是不现实的。最现实的防疫秘诀是,“基础进步,技术则进步”。这个“基础”指的是,充分理解什么样的关键因素是值得去监测的,以及如何能在一种流行病在局部开始传播前、就在局部地区检测到它,如何在其转为大规模流行疾病前使其得到有效控制,如何尽可能在短时间内确定病原体的种属及其变种,尽快推出有效的预防疫苗和治疗方法或药物。如果实在没有办法对未来可能暴发的传染病进行有效预测,至少可以做到充分预警,使应对疫情的动作能够迅速及时。
近些年来随着各种新发病毒传染病在全球的不断出现,我们不仅会产生以下疑问:这些新发病毒传染病为什么会在此时出现?为什么会在一些特殊的地域出现?哪些因素导致了这些新发病毒传染病的出现?我们怎样才能够提前预测和预警未来的新发病毒传染病?为了理解这些复杂的问题,我们将需要考虑在对新发病毒传染病感兴趣的生物医学科学家、包括经济学家和人类学家在内的社会科学家和对环境感兴趣的地球和天文科学家之间建立新的跨学科对话和合作。由于目前的纯医学和唯病毒研究无法彻底解决新发病毒性传染病的起源问题,所以为了找到这些导致新发病毒传染病发生的奇怪的“新常态”或新的因素,我们将需要抛弃我们的学术孤岛,即学术上相互隔离,不进行合作和沟通)和舒适地带,与新领域的科学家们合作,以便提高今后传染病预防控制工作的预见性和主动性。
太阳黑子长啥样?
目前科学界认为新发病毒性传染病的出现主要与人类乱捕乱杀野生动物、动物贸易、新农田开垦、城市化进程、人口的快速增长、国际旅游、人口流动、气候变化以及便捷的交通条件等人类活动或生态学因素有关,然而新发病毒性传染病一般只出现在特定的年份,这意味着在这些特定年份一定出现了某种不同寻常的因素,并对传染病的发生起到了决定性作用,因此,只有找到影响传染病发生的决定因素,才能找到新发病毒性传染病发生的根源,从而根据决定因素对未来的新发病毒性传染病进行科学预测和预警。
目前正处于太阳黑子活动的谷值年,宇宙射线非常强烈。
太阳黑子极值年或前、后一年与新发病毒性传染病发生年份之间的Logistic回归统计结果显示OR值为5.60,提示太阳黑子极值年或前、后一年是新发病毒性传染病发生的一个重要的危险因素。太阳黑子数与太阳的活动密切相关,在太阳黑子峰值年前后,太阳活动到达高峰, 耀斑出现的次数最多, 耀斑辐射出的大量的紫外线、强X射线,以及宇宙线和非高能粒子。而宇宙射线与太阳黑子相对数呈显著的负相关,相关系数为-0.84,这主要是由于当太阳处于活跃期的时候,太阳周边的磁场就会变强,来自太阳系外的宇宙射线也会被太阳磁场所遮挡,从而使照射到地球的宇宙射线大大减少;但是如果太阳处于低谷期,则太阳磁场变弱,照射到地球上的宇宙射线自然也就变多。
来自外太空的各种射线和粒子
1958-2010年全球共出现28种新发病毒传染病,28种新发病毒传染病中,24种的病原体是具有高变异率的RNA病毒,19种目前已经确定在自然界存在野生动物宿主。目前已发现的大部分新发病毒传染病的病原体是具有高变异率的RNA病毒,对病毒的基因组来说,点突变,基因重组和基因重排被认为是导致新发病毒传染病出现的三种基本的变异机制。引起大流行或者爆发的病毒一般要通过基因重组和基因重排形成新的抗原以逃避人体的免疫系统的阻击,基因重组和基因重排是导致病毒出现的重要机制。基因重组是指当二种有亲缘关系的不同病毒感染同一宿主细胞时,它们的遗传物质发生交换,结果产生不同于亲代的可遗传的子代,称为基因重组(Genetic recombination)。灭活病毒间的重组例如用紫外线灭活的两株同种病毒,若一同培养后,可使灭活的病毒复活,产生出感染性病毒体,此称为多重感染再复活(Multiplicity reactivation),这是因为两种病毒核酸上受损害的基因部位不同,由于重组合相互弥补而得到复活。死活病毒间的重组例如将能在鸡胚中生长良好的甲型流感病毒(如A0或A1亚型)疫苗株经紫外线灭活后,再加亚洲甲型(如A2亚型)活流感病毒一同培养,产生出具有前者特点的A2亚型流感病毒,此称为交叉感染再复活(Cross reactivation)。多重感染再复活以及交叉感染再复活是导致病毒基因重组和基因重排的重要机制,实验室采用紫外线以及伽马射线等辐射分别使流感病毒实现了多重感染再复活以及交叉感染再复活。同时也初步证明了新发病毒性传染病的发生可能与太阳黑子和宇宙射线有关。另外, 太阳的活动对地球气候有重要影响, 引发飓风、暴雨和严寒等严重气候异常, 并最终会影响到整个生态系统。大部分新发病毒性传染病在自然界存在野生动物宿主,而气候异常可以影响动物的迁徙模式或改变它们的栖息地,进而增加与人类和牲畜接触的机会和患病风险。例如,刚果爆发的致命的埃博拉出血热被证明与迁徙果蝠的大量涌入有很大关系;而马来西亚和澳大利亚的尼帕病毒和亨德拉病毒的爆发与此前迁徙的果蝠的栖息地的改变有关,这些果蝠之前为了寻找暂时的食物来源而进行迁徙,如今它们在终年提供水果的果园定居下来,果园的位置让这些果蝠接近了猪和马,并增加了将病毒传播给人类的风险。而2002-2003年爆发的SARS和2012年出现的MERS的自然宿主均为蝙蝠,蝙蝠本身是一种对食物获得性高度敏感的流动性动物,它们很可能因为食物供给改变栖息地或飞行活动范围,并从森林或洞穴迁徙出来,居住到离果子狸或骆驼更近的地方,而果子狸或骆驼是SARS和MERS病毒的中间宿主,在寻找食物的过程中,这些蝙蝠很可能排放大量的病毒到果子狸或骆驼的日常生活环境中,不断扩大的交叉物种接触很可能促进冠状病毒之间的重组。其它大部分新发病毒传染病在自然界也存在野生动物宿主,在太阳黑子极值年附近,人类如果不断通过各种活动接触携带某些病毒的自然界野生动物或者它们的排泄物,宿主的病原体就可能通过基因重组或基因重排等方式突破原有物种间的屏障,从而成功的在人间引发新发病毒性传染病的流行。
参考文献: