与病毒共赴未来
8 融入美国
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1999年夏天,乌鸦开始离奇死亡。
美国纽约布朗克斯动物园首席病理学家特蕾西·麦克纳马拉(Tracey McNamara)在园区各处发现了一些死去的乌鸦。她很担心,怕是纽约出现了新的鸟类传播病毒。如果乌鸦都在死亡,很可能动物园其他的鸟类也会被传染并丧命。
仅凭一只被感染的鸟,是不可能引发全国性疫情的。病毒需要一个新的媒介来广泛传播。西尼罗河病毒的“好运”得来全不费功夫,它们能在美国62种蚊子体内存活,美洲大陆上生活的鸟也恰好给它们提供了栖息地。科学家在150种鸟类体内都发现了西尼罗河病毒。知更鸟、冠蓝鸦和家朱雀等少数几种鸟甚至还是特别好的宿主,病毒在其体内可以大量繁衍。
美国是许多种人类致病病毒的发源地。其中有些古已有之,也有些是新的病毒种类。大约1.5万年前,人类足迹抵达西半球,他们随身带去了很多病毒。例如人类乳头瘤病毒,这种病毒保留了其古老移民的痕迹。美洲原住民身上几种病毒株之间的亲缘关系,往往同世界其他地方的HPV病毒株更近。它们在西半球之外关系最紧密的亲戚是亚洲的HPV病毒株,无独有偶,美洲土著也与亚洲人亲缘关系最紧密。
与此同时,公共卫生工作者对莫名出现的人类脑炎病例仍然深感困惑,决定深入搜索。有两个研究小组(一个来自CDC,另一个由当时还在加州大学欧文分校的伊恩·利普金率领)成功从感染人类的病毒里分离出遗传物质,并确认了病毒种类。让人丧命的竟然也是感染动物园鸟类的西尼罗河病毒。这个结果同样让科研人员始料未及,在南北美洲,从来没有人感染过这种病毒。
从鸟到蚊子再到鸟,西尼罗河病毒在短短4年内就在整个美国传播开来。感染鸟类的同时,病毒也在数百万人身上“登陆”,99lib.net其中只有约25%的感染者会出现发热的症状。科学家估计,1999年至2013年,超过78万人感染了西尼罗河病毒,其中16196人发展成脑炎,1549例死亡。
长久以来新大陆一直免于西尼罗河病毒的袭击,人们对此感到非常意外。跨越大西洋和太平洋的人员流动,貌似都没能将病毒带到美洲。科学家还不能确切解释1999年西尼罗河病毒究竟如何最终登陆纽约,但他们已经掌握了一些线索。西尼罗河病毒在美洲的病毒株同1998年引起以色列鸟类流行病的病毒非常相似。有可能是宠物走私者把感染的宠物鸟从地中海东部沿岸地区带到纽约的。
病毒最先攻击的是鸟的皮肤细胞,包括原本是帮助动物抵御疾病的免疫系统细胞。满载病毒的免疫细胞潜入淋巴结,释放出病毒“乘客”,让更多的免疫细胞遭受感染。这些免疫细胞从淋巴结扩散到血液和脾脏、肾脏等器官。从蚊子叮咬,到病毒在一只鸟的体内繁衍至数十亿,只需要短短几天时间。尽管扩增力惊人,但西尼罗河病毒单靠自己并不能从感染的鸟体内出逃。它们需要另一个载体的帮助来完成接下来的旅程——科学家称之为“媒介”(vector)。这时候就轮到蚊子登场了。蚊子从受到感染的鸟体内吸血,病毒随血液进入蚊子体内。接着病毒入侵蚊子的中肠细胞,再入侵它的唾液腺,随时准备注射到新的鸟体内。
在接下来的劳动节周末,她的担心应验了。三只火烈鸟突然死亡,接下来是一只雉鸡、一只秃鹰和一只鸬鹚。动物园的工作人员把死去的鸟儿送到她的实验室检查。特99lib.net蕾西·麦克纳马拉发现,这些鸟有明显的感染,感染导致它们脑组织出血。但麦克纳马拉无法判断罪魁祸首究竟是什么病原体,于是她把感染组织的样本送到政府的实验室。政府的科学家把可能相关的病原体一一进行了检测。然而几周过去了,所有的检测结果都是阴性。
秋天气温下降,美国大部分地区的蚊子都死了,病毒也就不能继续扩散。如今人们还无法确切知道病毒是如何在没有昆虫寄主的情况下生存下来的。有可能它们暂时待在南方的蚊子体内,维持较低的种群数量苟且过冬。也有可能蚊子的卵感染了西尼罗河病毒,等来年春天卵孵化时,新的蚊子个体就已经武装好病毒,只等时机来到,再次进击。
西尼罗河病毒抵达美国之后,就进入了一个稳定的生命循环,而这个循环的节奏是由鸟类和蚊子的生命史来把控的。春天雏鸟降生,这些无助的小生命面对携带病毒的蚊子束手无策。整个夏天,感染病毒的鸟类数量持续攀升。新的蚊子通过吸这些鸟类的血而感染病毒,然后再去咬人。人们在一年中这几个相对温暖的月份往往更多待在户外,也就更容易遭到蚊子叮咬,从而感染西尼罗河病毒。

西尼罗河病毒走向全球

这距离人类首次发现西尼罗河病毒,只有短短60年。1937年,乌干达西尼罗河地区的一名妇女开始离奇发热。她来到医院,医生从她的血液中分离出了一种新病毒,并以发现地区命名。在接下来的几十年里,科学家在地中海东部沿岸、亚洲和澳大利亚的许多病人身上发现了同样的病毒。但他们也发现,这种西尼罗河病毒并不主要依靠人类生存,而是感染许多种鸟类,利用它们繁衍生息、大批增殖。
当欧洲人来到新大陆,他们带来了第二波病毒。包括流感和天花在内的新疾席卷美洲大陆,夺去了数九九藏书百万美洲原住民的生命。其后,更多新病毒源源不断地涌入。20世纪70年代,艾滋病毒传入美国,20世纪末,西尼罗河病毒也成为美国的新“移民”。
如今,西尼罗河病毒的故事又由另一种病毒推出了新版。2013年12月,一种名为基孔肯雅热(Chikungunya)病毒的新虫媒病毒在同处于美洲的加勒比海地区出现。此前,这种病毒一直只出现在东半球,它会导致痛苦的、类似关节炎的症状。没人知道基孔肯雅热病毒是如何进入美洲的——或许是通过感染病毒的旅行者,也有可能是通过飞机带过来的蚊子传播来的。有一条线索是科学家明确掌握的,那就是病毒的遗传物质。基孔肯雅热的加勒比海病毒株和中国及菲律宾的病毒株在基因层面几乎完全一样。不知道它们是怎么一下子跃过了半个地球的。
无论如何,病毒一跳跃到全新的地区,疫情立马就爆发了。来到美洲之后仅仅一年,基孔肯雅热病毒就感染了100多万人。到2014年底,它已经扩散到加勒比海地区的众多岛屿,给这些地区的医疗系统带来了巨大的压力。目前基孔肯雅热病毒还没有在北美或南美扩散开来。但这并不会让公共卫生专家放心:蚊子在整个大陆上繁衍生息,感染了病毒的蚊子能轻易把病毒传播给数百万人;另外,从加勒比海沿岸地区到美洲内陆地区的飞机和船只络绎不绝,病毒携带者会不断把病毒带到新的区域,让它们积累到能爆发新流行病只是时间早晚的问题。
西尼罗河病毒已经成功地融入了美国的生态环境,可能很难把它们斩尽杀绝。即使医生能研制出疫苗,让人类免于成为病毒的宿主,它们仍然能借助鸟类繁衍壮大。遗憾的是,目前还没有任何西尼罗河病毒疫苗获批,而且很可能永远都不会有。这是因为虽然病毒感染了很多人,但只有其中一www•99lib.net小部分会发展出脑炎,因脑炎而死亡的人数就更少了。给美国人广泛接种疫苗的代价是极其昂贵的,远远超过救治那些感染者所需的费用。
起初,人们并不清楚西尼罗河病毒是如何在人和人,鸟和鸟,或者鸟和人之间传播的。直到科学家在一种完全不同的物种中发现了病毒,才真相大白。这种神秘生物就是蚊子。当一只携带病毒的蚊子叮咬一只鸟时,会把它那像吸管一样的嘴插到鸟的皮肤之下。蚊子吸血时,也会把自己的唾液注射到创口里,同时就注入了西尼罗河病毒。
对西尼罗河病毒基因的研究表明,它最初是从非洲演化出来的。鸟类从非洲向东半球的其他区域迁徙,也将病毒传播到新的鸟类物种身上,顺便还感染了人类:东欧地区开始爆发流行性脑炎。在1996年罗马尼亚的疫情大流行中,9万人感染了西尼罗河病毒,17人死亡。这些新的传染病先后在欧洲和西方世界流行,可能是因为这里的人群从来没有接触过病毒。而在非洲,人们在年轻时就感染过西尼罗河病毒,这给予了他们日后抵御病毒的免疫力。
一方面,医生们还在为人群中爆发的怪病焦头烂额,另一方面,麦克纳马拉自己先得到了问题的答案。位于艾奥瓦州的美国国家兽医服务实验室从她送来的动物园死去鸟类的组织样本中,成功培养出了病毒。这些病毒同圣路易斯脑炎病毒竟有些相似。麦克纳马拉怀疑,导致人和鸟类离奇死亡的,也许是同一种病原体。在她的劝说下,CDC终于开始着手分析病毒的遗传物质。9月22日,CDC的研究人员惊奇地发现,鸟类并非死于圣路易斯脑炎,真正的罪魁祸首是一种名为西尼罗河病毒的病原体。这种病毒不仅能感染鸟类,它的威力也波及亚洲、欧洲和非洲部分地区的人。没人能想到布朗克斯动物园的鸟竟然是死于西尼罗河病毒,因为此前
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它们在整个西半球的鸟类身上从来没有出现过。
与此同时,纽约皇后区的医生发现了若干脑炎病例,数量之多令人担忧。通常,这种病在整个纽约市一年也只有9例,但1999年8月,仅仅皇后区一个周末就出现了8例。随着夏季过去,更多的病例出现了。有些病人因严重的发烧而瘫痪,到了9月初,已报告了9例死亡。起初,某些检测结果指向了一种名为圣路易斯脑炎的病毒性疾病,但后来的检测却没能重复这个结果。
抵达美洲后,西尼罗河病毒和其他虫媒病毒的发展前景甚为“乐观”。这是一片温暖潮湿的大陆。二氧化碳和其他温室气体让美国的平均温度不断爬升。气候科学家预测,未来几十年,这里的气温将继续上升,一些地区也将变得更加湿润,同时迎来更多暴风雨等极端天气。贝丝以色列女执事医疗中心的乔纳森·索伟罗(Jonathan Sove-row)和同事对2001年至2005年发生的1.6万例西尼罗河病毒感染进行了回顾,同时关注了每次疫情爆发时的天气情况。他们发现,降雨量较大、湿度和温度较高时,疫情更容易爆发。温暖、多雨和闷热的天气让蚊子繁殖得更快,也使其繁殖季节加长。另一方面,这种天气还能加速蚊子体内病毒的生长。看来,西尼罗河病毒已经在这片新大陆安家,而我们的“努力”也在让这个家变得更为舒适。
像西尼罗河病毒这种需要中间媒介的虫媒病毒,都需要有一种特殊的左右逢源的能力来完成它们的生命周期——蚊子和鸟类是亲缘关系很远的生物,体温、免疫系统机制和解剖结构都截然不同,西尼罗河病毒需要在两种不同的环境中都能旺盛生长,才能完成它的生命周期。虫媒病毒也给医生和公共卫生工作者带来了新的挑战。这类病毒不需要人和人密切接触,就能在人群里传播。蚊子如同给病毒插上了翅膀。
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