寨卡病毒正如建模者所预料的那样在美国分布

时间:2016-12-22 16:16:51
频道:国际资讯
来源:微科普
作者:科普知识频道

 寨卡病毒正如建模者所预料的那样在美国分布

 

黄热蚊,即埃及伊蚊,是寨卡病毒的最重要载体

用计算机建模预报未来事件的科学家常常因为预报不准而受到批评。(可以去问问希拉里·克林顿的投票团队。)因此,科学人(ScienceInsider)要在此大声宣布,有一些建模者看来做出了正确的预报:今年5月由气象学家和昆虫学家组成的团队就预报了寨卡病毒在美国本土的什么位置最有可能出现。

现在,美国本土关于蚊子向人类传播寨卡病毒的仅有案例,发生在南佛罗里达州和德克萨斯州的Brownsville。这与最好的寨卡病毒传播模型正相符。而且如果历史重演,当冬天到来,寒冷的天气会减少寨卡病毒主要载体埃及伊蚊的数量,这种传播可能将停止,并在来年晚春再次出现。

迄今为止,寨卡病毒在美国只有小规模出现,对于受感染者而言固然不会带来安慰,但却让那些如临大敌的公共卫生部门人员松了一口气。而且建模者也由此变得有了信心——他们的虚拟水晶球确实管用。

在科罗拉多州Boulder美国国家大气研究中心(National Center for Atmospheric Research in Boulder)的模型设计者Andrew Monaghan说,他的团队还没有像预测2016年的情况那样,更新寨卡病毒预报,但他指出明年寨卡病毒在美国的传播地点和目前登革热病毒传播地点可能相同。“因此,明年除了在Brownsville和迈阿密城会继续存在寨卡病毒传播高风险之外,佛罗里达州中部、佛罗里达群岛、以及南德克萨斯州边境的Rio Grande峡谷的传播风险都会提高。”Monaghan说。但他又强调他可能会犯错,“因为这些系统的运行机制都非常复杂,预报病毒传播总是很困难的。”

这是今年五月发生的故事,它展现了模型设计者是如何思考的:

如果历史重演,美国媒体将会对美国确认的第一例寨卡病毒从蚊子传播到人体案例感到一片哗然。迄今为止,这种“发生在本地的”传播尚未发生,但科学家们相信在未来几周内很可能出现。看看外来寨卡病毒案例引发的关注度,就会知道,一旦发生这种情况,美国媒体必将火力全开。

政治将会给这一事件火上浇油:就在2天前,白宫新闻发言人Josh Earnest在他的每日简报中拿出一张地图,显示进入伏天后,寨卡病毒将席卷半个美国大陆。“从我身后的地图可以看出,国会有必要立即采取行动。”Earnest说到,并敦促国会通过奥巴马总统在3个月前就提出的、划拨19亿美元紧急援助经费抗击寨卡病毒的请求。

但是研究寨卡病毒及其蚊子传播的科学家说,美国的情况目前还算是风平浪静。他们预报这种会对胎儿造成伤害的病毒,在美国本土只会在一小片区域发生本地传播,即从佛罗里达沿着墨西哥湾沿岸延伸到德克萨斯州的狭长地带。而且在本地传播出现前,蚊子引发的疾病在美国的传播机制和在拉丁美洲大不相同。

寨卡病毒还有许多未解之谜,尤其是它在孕妇体内的运行机制,如何使某些孕妇流产,而另一些生下带有小头症这样大脑机能失调的婴儿。不以蚊子为载体的寨卡病毒传播模式也是个问题:寨卡病毒可以在精子中存活,并通过性传播;唾液中的病毒RNA,尽管目前尚未证明与感染相关,但也有可能带来风险。但对于寨卡病毒寄宿的蚊子类型及其对人类的传播,人们还是非常了解的。而同类型蚊子传播的两种疾病,登革热和切昆贡亚热,也让科学家能有所借鉴。

美国只是不具备寨卡病毒在拉丁美洲爆发本地传播的那些条件而已,加州大学戴维斯分校昆虫学家兼流行病学家Thomas Scott说。“我不想对此夸大其词,给人们形成这样的印象:你不需要有任何担心。毕竟,谁知道事情会如何发展呢?”他说,“我认为寨卡病毒不会在美国发生持续性传播,这主要是因为我们的生活方式不同,而且美国也没那么多蚊子。”

寨卡病毒的主要载体是对温度敏感的埃及伊蚊。它们只在美国的小部分区域大量存在,而且只在温度达到25-32摄氏度的夏天那几个月会多起来。在巴西,仅2015年就发生了约130万例感染,这是因为传播寨卡病毒的埃及伊蚊比在美国多得多。而且人们的皮肤暴露程度也较高,因为巴西天气炎热,人们更喜欢穿背心、拖鞋和短装。

而且贫困也是寨卡病毒在拉丁美洲肆虐的原因之一。在拉丁美洲许多地区,人们并不会安装纱门纱窗;而且通常房间里会有在暗处的、装有不流动水的管子或盆子,这些都为Scott称之为蚊子中的“蟑螂”的埃及伊蚊提供了滋生所。“这种蚊子在出生后不会飞很远。”他说,“通常把病毒四处携带的是人类,而不是蚊子。”拉丁美洲的这种文化也加剧了病毒传播:“在寨卡病毒肆虐的许多地方,人们都很乐于在城市里四处走亲访友。”他说,而在美国,“人们通常一回到家就呆在空调房里看电视。”

今年5月11日,美国疾病预防与控制中心(U.S. Centers for Disease Control and Prevention,CDC)确认了在美国发生的503例“旅行传播”的寨卡病毒病例,其中10例涉及性传播。还没有证据表明,发生过蚊子叮咬某人,然后病毒感染了住在美国的另一个人的情况。

Scott近来参与了一个全球寨卡病毒建模项目,该项目是由华盛顿州西雅图健康测量与评估研究所(Institute for Health Metrics and Evaluation)地理空间科学部负责人Simon Hay主持的。基于年降雨量、温度、埃及伊蚊分布区、以及寨卡病毒已经出现地区的区域条件等因素,该团队绘制了该病毒的环境适应性地图。

研究者还收集了白纹伊蚊(人们更熟悉的名字是亚洲虎蚊)的信息,因为它也可以成为寨卡病毒的携带者。在美国,白纹伊蚊的分布范围比埃及伊蚊更广。但Scott怀疑它能不能维持传播链,因为不像埃及伊蚊,白纹伊蚊吸人类的血只是用来开胃,之后它会去找其他动物来完成它的吸血大餐。“对宿主叮咬频率的细微差别,会对病毒传播结果带来很大不同。”Scott说。

这个今年4月19日在eLIFE上在线发表的模型,计算出世界上有2.17亿人生活在适合寨卡病毒生存的环境中。其中高风险区域包括拉丁美洲超过一半的区域——该病毒目前不断传播的区域、东南亚、澳大利亚北部地区、以及赤道附近的广大非洲地区。

 

寨卡病毒正如建模者所预料的那样在美国分布

 

Simon Hay及其同事在eLife上公布的寨卡风险地图的一部分

但寨卡在美国的传播风险有限。仅有的“高风险”区域包括佛罗里达及其以西的阿拉巴马、密西西比、路易斯安那和德克萨斯等州的海岸线地区。

白宫媒体简报上展示的地图来自今年3月16日在美国科学公共图书馆《当前疫情》(PLOS Current Outbreaks)上公布的另一篇文章。白宫将其展示为“能携带寨卡病毒的蚊子的逐月分布范围”,因此看起来就像,2016年内,随着时间推进,一波黄色、橙色和红色的圈圈在美国地图上不断扩张。

 

寨卡病毒正如建模者所预料的那样在美国分布

 

白宫展示的蚊子分布地图

然而,在PLOS Current Outbreaks上发表的文章里,这些基于气候数据计算的数据指出的是蚊子数量的“潜在范围”,即在这些区域蚊子数量可能达到多大。这个潜在范围大大超出了目前这种蚊子已知的实际生活范围。这幅地图向北延伸到丹佛和盐湖城等地,而埃及伊蚊在这些地方从未出现。

“我对白宫使用这幅地图没有任何明确评价。”该地图研究团队负责人、科罗拉多州Boulder美国国家大气研究中心气象学家Andrew Monaghan说。Monaghan强调,“我们很明确,我们做这幅地图主要是为了显示埃及伊蚊的季节性气候适应性,而不是为了指出这种蚊子的精确分布范围。”

Monaghan及其来自NASA、北卡罗来纳州立大学Raleigh分校的同事同意,埃及伊蚊丰度最大的区域是从佛罗里达延伸到德克萨斯的墨西哥湾沿岸地区。他们的地图还指出了另一个可能加剧本地传播的变量:从目前存在寨卡病毒本地传播的拉美及加勒比海国家到美国的游客数量(如图中圈圈所示)。

 

寨卡病毒正如建模者所预料的那样在美国分布

 

PLOS Current Outbreaks文章中叠加了埃及伊蚊潜在丰度和旅行数据的地图

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