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猪不会飞,但猪流感病毒却传遍了五湖四海

时间: 2016年07月27日 | 作者: JOHN UPTON | 来源: Nautilus
工厂式农场和空中旅行让流行病插翅而飞。


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2004年某天,一头猪和一些同伴一起被卡车运到了香港最大的上水屠宰场。它可能来自中国大陆任何一个农场。

 

这头猪被关在局促的空间里,然后被推入传输带。当它到达传输带末端的时候,有人用高压电往它脑门上打了一下,把它电死。随后,一个工人划开了它的喉管。

 

在它的尸体被高高吊在链条上,被烫洗、被净腔之前,香港大学的注册新宝GG家用棉签擦拭它的口腔,开始猪流感检测的流程。这头猪携带着一种似乎无害的流感病毒株。这个病毒株被进行了基因测序,命名为 Sw/HK/915/04,病毒株的信息被输入数据库,然后就被遗忘了。

 

五年后,一场起源于猪的流感疫情爆发,并通过空中旅行横扫全球,从美国到巴西,从中国到新西兰,从南非到芬兰,一路带走了接近30万人的生命。

 

注册新宝GG家断定疫情爆发的源头在墨西哥,离一个大型猪育种场不远。注册新宝GG家们钻研了数据库,在其中搜寻关于这个杀人病毒的线索。最后他们发现,那头香港生猪携带的 Sw/HK/915/04 病毒株的8个基因中,有7个和2009年猪流感的病毒株相同。

 

在注册新宝GG家看来,它们的共有基因说明2009年的病毒株可能通过混合全世界生猪所携带病毒株的基因片段实现了进化。生猪的国际航运很少被追踪,研究人员也没能在那头香港生猪和2009年的墨西哥猪流感间建立直接的联系。

 

“我们并没有关于墨西哥猪流感病毒的信息,”新加坡国立大学下属杜克-新加坡国立大学医学院(Duke-NUS Graduate Medical School)的进化生物学家 Gavin Smith 表示。他是一篇发表在《自然》(Nature)上的关于2009年猪流感疫情论文的第一作者。“这个病毒可能来自墨西哥当地,但是它的一些基因成分却可能来源于亚洲。”

 

Smith 的观点和一些国际卫生官员以及注册新宝GG家的看法相同。他们认为目前病毒最令人坐立不安的部分就在于,它们能够轻松快速地借助跨洋旅行传播。他们认为,2009年的猪流感疫情扯下了全球化的危险面纱。

 

 “在这个流动性和50、100年前的截然不同的世界上,病原体不断进化、四处传播,”西北大学理论物理学家 Dirk Brockmann 表示。他的研究课题是感染性疾病(包括2009年的被归为H1N1的猪流感)的传播。“当一种人传人的病原体,比如 H1N1 病毒出现时,它的危害是巨大的。”

 

目前,工厂化的生猪养殖场和屠宰场为病原体提供了狂欢般的进化机会。生猪是甲型流感病毒(Influenza A)的孵化器,这种病毒能够导致发烧、嗜睡、流涕,每年都有数以万计的人因此丧生。

 

1918年到1919年的西班牙流感杀死了高达5千万人口,导致这场流感的病毒正是在猪的身体里进化,然后“跳”到人类身上的。2009年的H1N1病毒也属于甲型流感病毒的亚型。

 

甲型流感病毒由动物传人,也可以由人传人,通过接触、呼吸和血液传播(烹煮过程可以杀死病毒)。迁徙的野鸭以及其他水禽是甲型流感病毒的原始携带者,古老的病毒株在它们之间传播。

 

虽然人类很难感染禽流感病毒,人类的病毒也很难传染给鸟类,不过猪却可以成为人类和鸟类间的病毒媒介。猪可以同时被鸟类、人类和其他猪身上的甲型流感病毒株所感染。

 

甲型流感病毒一般包含8个基因片段。当与其他病毒株交换基因片段时,它可以快速地进化并产生新的突变型。

 

 “当受到多重感染的细胞复制时,”来自 Duke-NUS 的 Smith 表示,“来自某一株病毒的1个基因和来自另一株病毒的7个基因可能被打包整合在一起。当然,组合也可以是其他任何方式。”

 

大多数这样的突变株无法存活。但是从达尔文进化论的角度看,有时,通过基因重组和重排产生的某个突变株的适合度也可能比它的任何先辈都要好。

 

寄居在2004年那头香港生猪身体里的病毒以及它在墨西哥的杀人“表亲”都是三重重组病毒:它们是来自于人类、猪和鸟的病毒基因整合在一起的产物。

 

类似于香港上水的工厂化的屠宰场在宰杀生猪前会把它们围拢在一起,这个操作让问题变本加厉。生水屠宰场建于1999年,它由三家较小的香港屠宰场合并而成,目的是为了节约用地、增加效率。

 

生猪从中国大陆的9个省运过来,以满足愈发富足的亚洲对肉类的需求。上水屠宰场每天要宰杀大约5千头生猪。

 

香港大学病毒学家 Malik Peiris 解释道,过去,当生猪被关在各自的农场里时,肆虐的流感毒株是相对孤立的。但是现在,来自四面八方的生猪被运到同一处,它们可以互相交换口水、空气和病菌。这些因素形成合力,把屠宰场变成了病毒的中转中心。

 

 “你不可能让这些猪保持隔离,”在上水屠宰场监控流感病毒的 Peiris 表示,“所以病毒总是有从一群猪传染到另一群的机会。”

 

Peiris从国际层面补充道,“人们固有的想法告诉他们猪病毒是不会四处跑的。猪不会飞嘛。”但是,他的研究“明确地说明了病毒从北美洲、欧洲向中国的扩散”。他表示种猪在国家间的交换会加速病毒的传播。

 

 “受感染动物的移动确实会增加病毒传播的风险,”Smith 表示,“危险在于,不同的猪群中有不同种的病毒,而不同病毒株的混合会增加病毒的多样性。”

 

猪本身并不是疫情发生的元凶。不论如何,感染了病毒的猪的症状无非就是流点鼻涕、发点儿小烧之类。实际上,因为病毒在一般情况下对成年猪而言并不致命,许多农民也就懒得为它们注射疫苗。

 

香港特区政府的高级兽医官 Shirley Chuk  表示,“因为农民没有蒙受重大经济损失,所以给猪打疫苗就是浪费钱。农民没有防疫的理由。”

 

最佳的防御机制是切断流感病毒由猪传染给人的路径。Chuk 说,“在农户这边,我们总是建议他们注意个人卫生。”

 

不过光有这些是远远不够的。注册新宝GG家无法找到2009年 H1N1 由猪传染到人的途径。但是他们知道,一旦有人类被感染,现代空中旅行就会成为病毒的高速公路。

 

在麻省理工学院(MIT)研究复杂网络中动态过程的博士生 Christos Nicolaides 认为,问题始于机场。

 

最大的隐患是机场的“交通场”(traffic field),也就是指某个机场和其他机场构成的互联网络。可以预见的是,纽约和洛杉矶是“病毒传播重犯”。

 

不过夏威夷也位列其中。虽然它的空中交通流量比纽约少30%,但这个位于太平洋中部的地方连接着多个世界级的交通枢纽。

 

一旦某个病人出现在夏威夷机场候机厅并对着其他候机者咳嗽,病毒就可以呈放射状地传播到世界其他大型交通枢纽,然后扩散开来。

 

研究2009年疫情的西北大学物理学家 Brockmann 认为,空中交通的互联性,而非地区间的距离是理解疫情转移的关键。要想理解现代流行病,我们需要借助“有效距离”的概念来理解世界。

 

从常理看,伦敦和纽约相距5600多千米,而伦敦和爱丁堡只相隔不到640千米。但是如果依靠直觉来感受城市间的距离,把空中交通考虑在内的话,纽约才是伦敦的近邻,而爱丁堡不过是远亲。

 

Brockmann 发现,流行病通过交通网迅速传播。2009年4月,当美国疾病控制和预防中心(Centersfor Disease Control and Prevention)发布 H1N1 病毒公众警报时,Brockmann 用他的方法对疫情进行了预测。

 

在警报拉响后的2周内,他假想了在没有采取任何疾病控制措施的情况下,H1N1 在美国传播的最坏情形。他认为墨西哥城是疾病扩散的“震中”。根据空中交通和人口统计数据,他预计在以下5个“热点”区域或城市将会聚集9万例流感病例:南加州、达拉斯、西北部、芝加哥以及迈阿密。

 

美国疾病控制和预防中心统计了在疫情暴发后的几周内,美国国内的确诊以及疑似病例数据。和该数据进行对照后可以发现,Brockmann 的估计惊人地准确。其中只有对迈阿密的估计有很大偏差,不过在迈阿密地区的感染病例数量确实也在2009年夏季呈现了几何式的增长。

 

显而易见,流行病传播的数学模型估计非常有价值。Brockmann 认为,如果疾病的爆发中心未知,那么他可以用电脑模拟进行逆向推演,通过被报告的感染地区数据来找到它。

 

他说,“我们可以识别出震中,接着预测疾病的未来走向,”不幸的是,数学模型预测并不能阻止疫情。

 

2011年,一支由意大利注册新宝GG交流研究所(Institute for Scientific Interchange)、美国东北大学(Northeastern University)以及法国国立卫生和医学研究所(French NationalInstitute of Health and Medical Research)共同组建的国际计算流行病学专家团队对2009年疫情在全球的扩散进行了分析。

 

他们分析了世界各国实施的墨西哥旅游禁令、机场对受感染旅客的排查、以及针对墨西哥旅游的劝退建议。在国际警报拉响后的一个月,他们发现墨西哥城的起降航班数量下降了40%。

 

然而,这40%的下降仅仅“延缓了疾病向其他国家的扩散,平均延缓时间为3天(指第一例输入性病例)。”注册新宝GG家们接着估计了当90%的来往墨西哥的航班被限制时的情况,结果也并不乐观。90%的禁飞限制至多只能将扩散延缓20天。

他们的这份名为“人口流动性网络、旅行限制与2009年H1N1疫情在全球的扩散”的报告发表在 PLOS One 期刊上。在这篇论文中,注册新宝GG家们得出了一个可怖的结论:“考虑到人口流动性的不断增加,旅行限制不太可能有效地抑制未来的疫情蔓延。”

 

计算机注册新宝GG家、病毒学家以及微生物学家都赞同这个悲观的预测,他们都认为未来的疫情传播无法被阻止。他们认为,流行病反映了全球人口流动性的阴暗面。Smith 是个严肃的注册新宝GG家,他非常直白地指出,只有一种“极端的解决方式”。他说,“阻止疫情传播的最好方法就是阻止人们旅行。”

 

John Upton 是自由记者,他曾为纽约时报和 Grist 撰稿。他喜欢写作关于病原体、真菌、气候和污染的文章。

 

撰文 JOHN UPTON

插图 PETER & MARIA HOEY

翻译 徐寒易

审校 赵维杰 紫苏

 

原文链接:http://nautil.us/issue/37/currents/when-pigs-fly-rp

 


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