全球化时代的病毒:传播与防疫

作者:袁越

全球化时代的病毒:传播与防疫06月16日,为控制MERS疫情扩散,韩国防疫人员为首尔世宗文化中心消毒

飞抵疫区

2015年6月9日上午,我来到首都机场3号航站楼,准备搭乘中国国际航空公司的班机飞往韩国首尔。国航服务员破例主动问我是否要选座位,我随口说了句“紧急出口”,没想到她居然爽快地答应了。上了飞机我才知道,这架载客150人左右的中型客机只坐了不到三分之一的乘客,我挑的那个宽敞的紧急出口位置一共有3个座位,却只有我一个人。

两小时之后,飞机降落在仁川机场。这段路在古代恐怕要走一个星期,今天几乎一眨眼就到了,连觉都没法睡。喷气式飞机把地球变成了地球村,极大地缩短了人与人之间的距离,不但居住在不同大陆上的人们相互串门变得越来越容易,就连病原体也跟着沾了光,随着被感染者坐飞机环游世界。就在今年的5月4日,一名68岁的韩国男性在访问了中东四国后乘飞机回到首尔。5月11日,他出现了发烧、胸闷、呼吸困难等症状。又过了9天,也就是5月20日,他被确诊患上了中东呼吸综合征(Middle East Respiratory Syndrome,以下简称MERS),并感染了几名医护人员,以及若干名曾经和他同处一间病房的患者和亲戚朋友。这条消息一经披露立刻登上了各国媒体的头条,中国因为距离近等原因,更是把这条消息炒得火热,一大批原本准备赴韩旅游的中国游客取消了行程,这才有了我今天的奇遇。

飞机停稳后,大家纷纷从行李架上取下行李,其中大约有一半人从箱子里拿出早已准备好的口罩戴上。这些口罩形状各异,有的是那种简单的一次性医用口罩,还有一些显然是为防雾霾而买的活性炭口罩,上面还写着“PM2.5”等字样。其实这架飞机上除了中国人之外还有不少来自世界各地的乘客,估计是在北京转机的,谁也不敢保证其中没有几个刚从中东地区旅游回来的人。如果真是这样的话,两小时的飞行过程中是否已经偷偷中招了呢?

机场海关冷冷清清的,基本上无需排队。韩国海关人员一半戴口罩,一半不戴,看来戴口罩属于自愿行为,韩国方面没有硬性规定。我前面的一位女士戴着口罩就想出关,工作人员提醒她必须摘下口罩拍照,她迅速拉下口罩,憋着气照了张相,然后又迅速地把口罩拉了上去,这才长出了一口气,看来她是不打算呼吸韩国的新鲜空气了。

全球化时代的病毒:传播与防疫16月5日,一名来自韩国釜山的游客在抵达香港机场时接受体温检测

仁川机场距离首尔市中心有一个半小时的车程,出租车太贵了,一般人都会选择坐机场大巴。我登上了一辆开往江南区的大巴,对,就是鸟叔的那首《江南Style》里的那个江南区。偌大的车厢里竟然只有我一个乘客,难道全世界的人都不打算来韩国了?首尔真的像媒体报道的那样是一个大疫区吗?

大巴车终于开进市区,我的担忧立刻消失得无影无踪了。首尔的大街上到处都是人,看上去和任何一个亚洲大都市没什么两样。虽然有大约5%的人戴着口罩,但这个比例和北京雾霾天差不太多,并不显得有多么特殊。我住的那家旅馆也没有任何异样,前台工作人员没一个戴口罩的,仿佛任何事情都没有发生。

全球化时代的病毒:传播与防疫21917年大流感爆发时,美国俄亥俄州的志愿者给孩子们分发食物

我这次是到首尔参加第九届世界科学记者大会(WCSJ 2015)的,主办方邀请我在一个关于转基因农业的研讨会上发言。据说一共有1000名来自世界各地的科学记者前来参加本届大会,会场上我只看到3个戴口罩的,比例比大街上又低了一个数量级。最让人惊讶的是,这3个戴口罩的看上去都是来自其他国家的记者,为大会服务的当地工作人员竟没一个戴口罩的,只有前台放着的一瓶洗手(消毒)液显出了一点异样。

大会组委会还给每位记者发了封信,详细解释了当前的疫情。信中说,韩国卫生部门把传染病疫情分为四级:第一级是关注(Attention),意为有个大规模传染病开始传播,但尚未进入韩国;第二级为“观察”(Watch),意为有韩国人被传染,但尚未扩散开来;第三级是“警告”(Warning),意为传染病已经发生了扩散,需要提高警惕,加强戒备;第四级为“紧急”(Urgency),意为该传染病已经扩散至全国,必须采取最严厉的措施。当前的MERS疫情被定为第二级,也就是“观察”级别,普通人的正常生活秩序不会受到影响,也没有必要限制老百姓的行动和旅行自由。

全球化时代的病毒:传播与防疫3MERS病毒或来自骆驼,沙特政府督促其公民和外国劳工在接触骆驼时要戴口罩和手套

如果你不相信韩国政府的公信力,还可以去世界卫生组织(WHO)的网站上看看。根据该网站6月3日刊登的信息,此次韩国疫情是MERS在中东以外地区最严重的一次爆发,但截至目前所有病人均是直接或者间接感染自那名68岁的韩国男性患者,而且原因都是因为和病人在密闭空间里发生了亲密接触,比如护理过病人的医护人员和亲朋好友,以及同病房的患者。由此可见,医院消毒或者隔离条件不完善是导致MERS在韩国扩散开来的主因,其他传播方式虽然不能完全排除,但概率相当小。

由于目前尚无可靠的办法对MERS患者进行早期诊断,因此WHO建议所有可能有感染风险的人(比如曾经和患者有过接触的人)提高警惕,同时要求首尔各大医院严格遵守传染病防治条例,做好随时对可疑患者进行隔离的准备。医护人员应该加强戒备,防止接触到病人的体液,溅到眼睛也不行。但是,因为目前没有证据表明MERS病毒具备了通过空气传播的能力,因此各大医院不必对空气传播进行特别的预防,除非是正在进行某种有可能导致气溶胶产生的动作或者行为。

全球化时代的病毒:传播与防疫46月16日,韩国总统朴槿惠在首尔视察学校时,参观教育学生正确洗手方法的课程

换句话说,WHO只是建议韩国政府对和病人有过密切接触的那部分人提高警惕,但如果没有接触过病人的话,则基本上不必担心。WHO甚至特意指出,目前不建议韩国政府对出入境人员进行MERS排查,也不建议世界各国在旅游或者进出口贸易等领域对韩国进行任何限制。

但是,这样的权威信息却被媒体忽略了,导致赴韩旅游的人数大减,很多活动被迫取消。科学记者群体是比较罕见的例外,缺席本次大会的人不多,但非科学记者就不好说了,比如原定参加转基因研讨会的菲律宾国际水稻研究所(IRRI)的一位公关人员就临时决定不来了,理由是担心被传染。这位公关人员虽然不是一线的科学记者,但毕竟是从事科普工作的人,而且是菲律宾科学记者协会的一名会员,如果连她都不相信WHO的话,普通民众就更不好说了。看来不能光用WHO这顶大帽子压人,必须把其中的道理讲清楚才行。

3月28日,塞拉利昂的卫生官员在塞拉利昂、利比里亚边境地区检查过境人员

传染病的双重属性

衡量一种传染病的危害程度用两个指标就可以了,一个是致死率,另一个传染率。前者指的是感染者的死亡率,越高危害越大,这一点很好理解。后者指的是病原体的扩散能力,对于传染病来说后者更加重要,否则的话就跟非传染病没什么差别了。传染病之所以让人谈虎色变,原因也就在这里。

根据WHO提供的资料,MERS最早是从2012年4月开始在中东地区爆发的。截至2015年6月3日,全世界一共有1179个确诊病例,死亡442人,死亡率约为37.5%。感染者大部分生活在中东地区,约有三分之二为男性,平均年龄约为50岁左右,死者当中老年男性的比例更高,很多人死前都已患有其他严重疾病。

此次韩国疫情和中东地区很不相同。截至6月27日截稿日,一共有182名确诊病例,其中31人死亡,死亡率仅为17%。造成这一差别的原因是韩国病毒更弱吗?答案是否定的。根据WHO提供的信息,起码目前得出的结论是韩国的MERS病毒和中东地区流行的MERS病毒没有根本差别,或者换句话说,韩国病毒并未发生变异,所以说两者死亡率的差别很可能源于韩国的医疗条件更好些。

相比之下,和MERS同为冠状病毒(Coronavirus)的“非典”(SARS)的死亡率约为10%,比MERS低很多。而前两年曾经闹得沸沸扬扬的H5N1型禽流感的致死率有可能高达60%,确实是一种极厉害的病毒。

必须指出,因为有可能存在很多没有明显症状的轻微感染,因此真正的死亡率很可能要比上面列出的数字低一些。但不管怎样,10%的死亡率绝对算是很高的了,如果这三种传染病都像普通流感那样容易传染的话,后果不堪设想。

这就要说到传染率了。据估计,普通流感可以感染三分之一到一半以上的人口,传染率高得惊人。但幸运的是普通流感的致死率极低,绝大部分感染者只会感到肌肉酸痛或者流鼻涕,通常情况下连药都不用吃,一周之后自然痊愈,也不会留下任何后遗症。

所以说,衡量一种传染病的危害程度,一定要把致死率和传染率综合起来看,只有两者的数值都高才能下结论说这种病是危险的,缺一不可。当然了,每一个生命都是宝贵的,没法用价格来衡量,但本文探讨的是公共卫生政策,必须着眼于更广泛的人群,单个病人的得失不在本文的讨论范围内。

更有意思的是,上述这三种致死率很高的传染病当中,致死率和传染率呈现出一种反相关的关系。SARS致死率最低,但可以通过空气传播,传染率是三者当中最高的。H5N1和MERS目前都没有进化出空气传播的能力,只能通过近距离接触进行扩散,传染率都不高。其中MERS虽然已经存在了3年,但绝大多数病例都集中在中东地区,其他国家大都只发现了个别病例,韩国是唯一的例外。但当韩国政府重视起这个问题后,每日新增感染病例数量便持续下降,说明疫情已经得到了有效控制,很难再扩散开来了。

这个结果不是偶然的。事实上,病毒性传染病的传染率和致死率大都呈现反向的相关性,一种病越容易传染,致死率往往就越低,反之亦然。这是为什么呢?答案要从病毒本身的特性中去寻找。

前文所说的六大类病原体当中,病毒是除了朊病毒之外最晚发现的一个,原因在于它体积太小了。大部分常见病毒的直径大概在几十到几百纳米之间,比细菌小一个数量级,普通光学显微镜看不到,只有在电子显微镜下才能看到它们的模样,不过这并不妨碍一些聪明的科学家们猜到了它们的存在。比如,100多年前的医学界根本不知道世界上有病毒这回事,但当年负责巴拿马运河工程的威廉·高加斯(William Goegas)医生便猜测是蚊子导致了黄热病的流行,执意要求施工方专门拨出一笔款项用于消灭蚊子,这才终于将黄热病控制住了,保证了巴拿马运河得以按时完工。后来证明高加斯的猜测是对的,黄热病毒真的就是靠蚊子传播的。

更令人惊讶的是,在病毒被发现之前,专门对付它们的疫苗就已经被研制出来了!比如早年的医生们曾经利用狂犬病疫苗来对付这种凶恶的疾病,但医生们并不知道自己的敌人究竟是谁。

还有一个原因导致病毒很晚才被发现:它们根本就不是活的!以前科学家们认为,判断一个东西是不是生命,首先应该看它有没有新陈代谢。纯的病毒颗粒完全没有新陈代谢的迹象,所以科学界一直在争论病毒到底算不算生命。后来人们知道,病毒就是一个蛋白质外壳包裹着一些简单的遗传物质(DNA或者RNA)而已,除此之外什么也没有。有人甚至曾经模仿H2O这样的化学分子式的写法,把导致小儿麻痹的脊髓灰质炎病毒写成C332652H492388N98245O131196P7501S2340!当然这里面有玩笑的成分,但也从另一个侧面说明病毒在单独存在时就像是一个体积巨大的有机分子,当然也就不会有任何新陈代谢的迹象了。

但是,一旦病毒遇到了合适的宿主,并成功地进入到了宿主的细胞内,情况立刻就不同了。病毒自带的遗传物质迅速地接管了宿主细胞的基因复制和蛋白质生产过程,利用宿主细胞内已有的“加工厂”复制出大量的病毒DNA(或者RNA),以及新的蛋白质外壳,然后组装成成千上万新的病毒,再想办法破茧而出,开始新一轮自我繁殖。

病毒虽然是个实体颗粒,但从行为上看更像是计算机软件,如果没有了宿主这个计算机硬件,病毒什么也不是。可一旦进入了宿主这个硬件里,病毒便会立刻开始自我复制,迅速在这个世界找到存在感。这就是为什么人们将黑客编写的入侵程序叫作“计算机病毒”,这个说法简直太传神了。

病毒的出现改写了生物学教科书,人们终于意识到生命最本质的东西不是新陈代谢,而是繁殖。病毒虽然没有细胞,不会新陈代谢,但它可以繁殖,因此便属于生命,遵从达尔文的进化论。事实上,病毒的一切行为都可以用进化论来解释,所有关于病毒性传染病的任何疑问都可以从进化论中找到答案。

病毒的进化论

进化论认为,所有生命的终极目的都是为了更好地繁殖后代,但在这一过程中需要和各种其他生命竞争有限的资源,而各家的取胜之道也都不尽相同,这就是地球上的生命之所以千姿百态的根本原因。细菌、真菌、原生动物和蠕虫都是可以自主进行新陈代谢的生命形态,它们离开了宿主也能活下去,只是活得不够好而已,所以它们对于宿主的依赖性不高。病毒就不同了,一旦离开了合适的宿主,病毒甚至连生命都不算,也就根本谈不上什么繁殖后代了。因此病毒入侵宿主细胞的本意绝不是要杀死宿主,而只是希望利用宿主细胞的各种功能帮助自己繁殖并传播后代。

我们平时总爱用敌对的口气描述病毒的行为,但实际上绝大多数我们称之为“病”的症状都是病毒在自我繁殖过程中的副产品。比如,病毒在宿主细胞内组装完成后,必须从细胞里释放出来才能继续入侵下一个宿主。这个过程通常是以两种方式完成的。第一种方式比较“野蛮”,也就是破坏宿主细胞的细胞膜,直接导致宿主细胞破裂,病毒自然也就被释放出来了。流感病毒采用的就是这样一种方式,其结果就是被感染的呼吸道表皮细胞大量死亡,这就是为什么感冒病人会觉得喉咙疼,嗓子发干,呼吸时有灼烧感的根本原因。你想啊,呼吸道表面失去了唯一的一层保护膜,能不难受吗?

病毒释放自己的第二种方式是“出芽”,就像酵母菌常做的那样,大家熟悉的艾滋病毒和乙肝病毒就是依靠这种方式繁殖后代的。这个方法貌似不会直接杀死宿主细胞,但实际上“芽”表面带有的病毒蛋白质会招来自身免疫细胞的攻击,其结果往往更加致命。事实上,乙肝病人之所以会逐渐演变成肝硬化,并不是乙肝病毒攻击肝细胞造成的,而是被病毒感染的肝细胞长年累月地遭受宿主自身免疫系统攻击的结果。

像MERS、SARS和H5N1这类呼吸道病毒之所以如此致命,原因也在于此。这三种病毒都能入侵下呼吸道,也就是肺的深处。病人的免疫系统一旦发现了它们的踪影,便会分泌细胞激素(Cytokin),将体内的免疫细胞(比如巨噬细胞和T细胞)招到感染处,对被感染的肺细胞进行攻击。这些免疫细胞本身也会分泌细胞激素,招来更多的免疫细胞参与进攻。这是一个典型的正反馈机制,弄不好很容易失控。正常情况下免疫细胞聚集到一定程度之后这个机制便不再起作用了,但是因为某种尚未完全明晰的原因,上述这三种病毒会让这个正反馈机制失去控制,其结果便是免疫细胞在肺部越积越多,这个过程被称为“细胞激素风暴”(Cytokin Storm),意为细胞激素像风暴一样来势汹汹,失去控制。一旦发生了这种情况,原有的免疫平衡即被打破,病人肺部聚集了过量的免疫细胞,随之而来的体液把呼吸通道堵塞住了,导致病人无法正常呼吸。

换句话说,病人最后是被自己的体液憋死的!造成这一恶果的最直接的罪魁祸首不是病毒本身,而是自身的免疫系统。1918年那次大流感之所以杀死的大都是20~30岁的青壮年,原因即在于此。这些人的免疫系统太过活跃,对流感病毒反应激烈,但结果反而得不偿失。治疗这类病人需要反其道而行之,即用药物来抑制其免疫系统,使之不再那么亢奋。

当然了,免疫系统太弱也不行。普通流感病毒杀死的都是老人和小孩,以及因为各种原因免疫力下降的人。不过,这些人也不是直接死于流感病毒本身,而是死于并发性肺炎。流感病毒削弱了这些人的免疫系统,给了肺炎细菌以可乘之机。对付这种情况就需要提高病人的免疫力,或者事先给易感人群注射细菌性肺炎的疫苗。

从这两个案例可以看出,要想防治传染病,首先要了解它们的致病机理,否则会越治越糟糕。

病毒光从宿主细胞里释放出来还不够,还要想办法感染新的宿主才行,这个过程同样会产生各种被人类称之为“病”的副作用。最典型的案例是咳嗽和打喷嚏,病毒之所以会诱发出这些毛病,完全是因为它们要借助人类的这个动作扩散到空气中,去寻找下一个宿主。

另一个经典案例是狂犬病。狂犬病毒会入侵宿主的中枢神经系统,使之变得疯狂,逮谁咬谁。这个症状看起来很吓人,但绝不是因为狂犬病毒很邪恶,而是因为它是依靠唾液腺传播的,必须让宿主去咬下一个感染对象。

事实上,几乎所有的病原体都可以按照这个思路去思考。比如,疟疾病人的一个典型症状就是四肢乏力,躺在床上不想动弹,这是疟原虫最希望达到的效果,因为它是靠蚊子传播的,被感染者越是不能动弹,被蚊子叮咬的概率也就越高。再比如,一些病原体会让人拉肚子,痢疾杆菌和大肠杆菌就是如此,个中原因很简单,留给读者们自己去思考吧。

这个思路还可以解释传染病的一些更加隐蔽的特性。比如,艾滋病之所以很难对付,就是因为HIV是一种非常狡猾的病毒,一个人只要感染了HIV,即使不发病也具备了传染性。从进化论的角度看,这一点同样很好理解,因为HIV是依靠性交传播的,如果病毒携带者发病了就没人愿意和他性交了,病毒也就传播不出去了。

“非典”、H5N1和埃博拉(Ebola)就不同了,这几种病毒的携带者如果不发病的话就不具备传染性。正因为如此,这几种传染病相对来说都比较容易对付。普通流感则正好相反,感染者出现症状的前几天就已经具备了感染他人的能力,再加上普通流感可以通过空气传播,所以很难控制。所幸普通流感致死率很低,这才没有酿成大祸。

但是,如果我们再仔细分析一下的话,不难看出这两者之间其实是有联系的。SARS、H5N1和MERS之所以致死率那么高,正是因为它们感染的部位在下呼吸道,只有在那个部位的积液才会让患者呼吸困难,最后被自己的体液憋死。但下呼吸道位于肺的深处,感染那个部位的病毒也就不太容易跑出来,导致其传染性不高。反之,普通流感病毒入侵的是上呼吸道表皮细胞,虽然病毒很容易从这个部位跑出来去感染别人,但也就不那么容易致死了。

读到这里也许有人要问,下呼吸道的病毒虽然不容易跑出来,但只要跑出来一个,又恰好被另一个人吸进去不就糟糕了吗?持有这个想法的人把病毒感染的过程想得太简单了,事实上,病毒要想成功入侵宿主细胞,需要经过很多步骤,难度是很高的。

首先,病毒必须能在细胞外的严酷环境中存活下来,这并不是一件容易的事情。要知道,绝大部分病毒外面就只有一层蛋白质外壳,很容易受到环境因素的影响而失去活性。尤其是当病毒暴露在空气中时,不但要能忍受干燥的条件,还要抵抗紫外线,所以只有少数病毒具备通过空气传播的能力。这对人类可是件好事,因为空气传播是最难对付的传染方式,尤其是在那些卫生条件较好的发达国家,病毒是很难通过血液、体液或者排泄物大面积传播开来的。未来如果真有一种病毒能够像欧洲中世纪的黑死病或者1918年大流感那样大面积扩散的话,几乎可以肯定它一定是通过空气传播的。

其次,病毒即使完好无损地到达目的地,也不等于传染成功,它还必须躲过宿主的免疫系统,成功地进入到宿主的细胞中。细胞可不是那么容易进入的,多年的进化让细胞掌握了多种武器对付入侵之敌,病毒自然是细胞重点防护的对象。为了能够入侵细胞,病毒的蛋白质外壳表面带有很多信号分子,用于骗过细胞的防护机制。这些信号分子往往只对某一种细胞才有功效,就像一把钥匙只能开一把锁一样,所以病毒也像其他生命那样按照入侵宿主的不同被分成了很多不同的种,一种病毒往往只能入侵某一种生物,甚至只能入侵某一类细胞,比如流感病毒只能入侵人的呼吸道上皮细胞,其他类型的细胞是进不去的。

即便是遇到了合适的宿主,进入细胞并成功复制也是一个小概率事件,这就是为什么一次成功的感染往往需要成千上万的病毒一起努力才能成功。据媒体报道,那位从香港坐大巴车进入广东省的韩国MERS患者在到达香港时就已经显出症状,但迄今为止并无一名中国公民被他传染,原因就在这里。

读到这里也许有人会问,既然病毒那么脆弱,感染病毒又那么的不容易,为什么不想个办法把那几个厉害的病毒都消灭了呢,就像我们对付天花病毒那样?

答案是:这些病毒躲起来了。

人畜共患病

1979年,WHO宣布人类彻底消灭了天花病毒,这是人类有意识地主动消灭的第一个生物物种。WHO的下一个目标是脊髓灰质炎病毒,他们希望到2018年时彻底消灭它。

WHO为什么有这个底气呢?因为这两种病毒不厉害吗?当然不是。天花是人类历史上臭名昭著的杀手,南美原住民当中的绝大部分人都是死于西班牙殖民者带去的天花病毒。据WHO估计,天花病毒甚至在20世纪里还杀死了3亿~5亿人,直到1967年时还有约1500万人感染了天花,其中200万人被杀死。脊髓灰质炎病毒是导致小儿麻痹症的罪魁祸首,致死率虽然不如天花那么高,但也曾经杀死过成千上万的儿童,侥幸活下来的人很多都成了终生残疾。

有人认为,WHO之所以那么有底气的原因在于这两种传染病都有可靠的疫苗。这个解释部分正确。前文说过,对付病毒性传染病最有效的方法就是疫苗,中国早在1000多年前就发明了种痘的方法预防天花,现代医学体系下的第一个疫苗的发明人琴纳医生所发明的也正是对付天花的疫苗,多年的实践证明效果很好。

疫苗的科学基础在于抗原和抗体之间的一一对应关系,这就要求病原体不再发生变化。天花病毒这么多年来一直没怎么变过,几百年前设计出来的疫苗放在今天仍然可以使用,这一点确实为人类战胜天花创造了先决条件。相比之下,HIV病毒经常发生变化,某个感染者体内的HIV病毒往往已经通过基因变异而变成了好多个不同的种类,单个疫苗是无法将其全部杀死的,这就是为什么艾滋病那么难对付的主要原因。

需要提醒读者注意的是,科学家们虽然经常说某种病毒很“狡猾”或者善于“伪装”,但这只是一种便于公众理解的拟人化表达方式,不是说病毒本身真有那么聪明。HIV病毒之所以经常发生变异,原因在于它是RNA病毒,而RNA比DNA更容易在自我复制的过程中出现差错而已。这些差错绝大部分都是“坏”的,对病毒本身是不利的。但是如果遇到某个强劲对手(比如疫苗),其中某个变异便有可能让病毒躲过一劫,继续繁衍后代。

这个案例可以看作“生物多样性”为什么值得保护的证据之一,一种生命越是多样化,抵抗恶劣条件的能力往往也就越强。

但是,变异率高并不是病毒难以对付的唯一原因。要知道,虽然天花病毒属于DNA病毒,但脊髓灰质炎病毒却是RNA病毒,两者的变异率虽然相差很大,但都有可能被彻底制服,其根本原因在于这两种病毒有一个共性:它们都只会入侵人类,人是它们唯一的宿主。换句话说,两者在宿主这件事上表现得太单一了,失去了生物多样性的保护,最终在一棵树上吊死了。

这里面的道理很好理解。人毕竟是最容易控制的生物,WHO一声令下,人类的所有成员都注射了天花疫苗,因而具备了免疫力。天花病毒无处躲藏,只能坐以待毙。想想看,如果天花病毒还有一个动物宿主,比如老鼠什么的,它便可以暂时躲在老鼠体内,WHO不可能给全世界所有的老鼠都打疫苗吧?

最近几年比较热门的这几个病毒在人体之外都至少有一个动物宿主。比如,禽流感病毒可以同时感染鸟类(包括家禽),SARS病毒在传染给人之前一直生活在中华菊头蝠体内,埃博拉病毒则以果蝠作为自己的落脚地,MERS在传染给人之前选择骆驼作为自己的家,但也有研究称骆驼只是MERS病毒的临时居所而已,它真正的藏身之地也是某种蝙蝠。

科学界把上述这类有动物宿主的传染病称为人畜共患病,把那些“窝藏”病毒的动物称为保虫宿主(Reservoir Host,也可译作储存宿主),蝙蝠、老鼠和鸟类就是最常见的保虫宿主。还有一类宿主被称为扩大宿主(Amplifier Host),病毒在它们体内大量扩增,从而获得了入侵人体的机会。前面提到的骆驼很可能就是这样的一个扩大宿主,MERS病毒在骆驼体内大量繁殖,最终具备了感染人类的能力。

著名的《自然》(Nature)杂志在2008年发表过一篇论文,指出当今新出现的传染病当中有60%是人畜共患病,这里面又有72%是由野生动物为宿主的病原体引起的。换句话说,如果你听说了一种以前从没听说过的传染病,那么它最有可能是从野生动物传染过来的。这为什么呢?

要想解释这个问题,首先必须搞清楚另一个相关的问题:这个病毒为什么能够长时间躲在野生动物体内却不致病,或者症状很轻微呢?这个问题的答案同样要从进化论中去寻找。进化论不承认地球上存在永远的强者,大自然就是由各种生命相互交织而成的一张网,彼此之间更多的是一种相互依赖、互相利用的关系。生物学家用“共生”这个词来描述这样一种关系,自然界中可以找到大量的共生案例,甚至就连狮子和羚羊在某种程度上也是共生关系,狮子靠吃羚羊获得能量,羚羊靠狮子来淘汰不良基因。

病毒和宿主的关系也属于共生关系,但略有不同,可以看成是生态平衡的一种特殊形式。前文说过,病毒的最高目标就是繁殖自己,杀死宿主绝不是一个好的策略,让宿主生病也是出于某种特殊的目的偶尔为之,再加上人类出现之前的古代社会缺乏变化,绝大部分病毒受到生态环境的制约,只能存活于某一种宿主体内。长此以往,病毒变得越来越友好,宿主也变得越来越宽容,最终双方发展成为一种良性的依附关系,彼此相安无事。

但是,如果一个生态系统里出现了一个新的宿主,情况立刻就不一样了。旧宿主的宽容不会自动传递给新宿主,病毒的友好态度也不可能立刻转投给新宿主,于是病毒和宿主之间经过多年战争之后签订的休战协定便失效了,维持了很久的良性依附关系被打破,战争随即爆发。

举个通俗的例子。病毒就像是混进鞋里的沙子,一开始混进去很多,太硌脚的肯定最先被主人倒出去了,穿了很长时间之后还留在鞋里的沙子一定是因为某种机缘巧合躲进了一个夹缝里,或者正好处于某个不常碰到的地方,逐渐被主人遗忘了。但这并不等于说这粒沙子更聪明或者更圆滑,它只是运气比较好而已,如果把它拿出来放进一只新鞋子里的话,它不太可能立刻就找到藏身的缝隙,最大的可能就是立刻被主人发现,并被倒出去了。

这方面的实际案例非常多。1989年委内瑞拉曾经爆发过一种南美出血热,罪魁祸首是一种沙粒病毒。调查后发现,这个病的源头是一个位于委内瑞拉中部的小村庄,因为耕地不够,村里人决定清理周围的荒地,准备将其开发成农田,结果这一举动把原本生活在丛林里的一种田鼠惊了出来,它们体内原有的一种瓜纳里托病毒(Arenavirus Guanarito)通过粪便传到了人身上。这种病毒已经和田鼠在丛林里共生了多年,双方早就签订了停战协定,互不伤害,但当这种病毒遇到了人这个新宿主时,停战协定失效,人就生病了。

另一个有名的案例就是艾滋病。HIV病毒原本是一种寄生在非洲灵长类动物体内的良性病毒,非洲人在猎杀大猩猩的过程中传染上了这种病毒,结果它在人体内迅速变成了一种恶性病毒,成为最近这半个世纪里人类的第一杀手。

如果把这类案例归纳总结一下的话,不难发现大部分人畜共患病的保虫宿主都是哺乳动物,其中蝙蝠、老鼠和灵长类(猴子和猩猩),更是占了绝大多数,这是因为哺乳动物的细胞和人较为类似,病毒只需改变一点点就有机会跳转到人身上。这其中蝙蝠是最可怕的保虫宿主,因为蝙蝠占了已知哺乳动物种类的25%,也就是说,地球上每4种哺乳动物就有一种是蝙蝠,于是蝙蝠体内的病毒种类繁多,最有机会跳转到人身上。再加上蝙蝠种群数量巨大,又很喜欢群居,一种病毒很容易在蝙蝠中间扩散。另外,蝙蝠会飞,这一点也为蝙蝠病毒四处扩散创造了绝佳的条件。

如果再调查一下最近几年出现的病毒扩散始发地点的话,不难发现它们大都发生在热带或者亚热带雨林附近,原因同样是因为热带雨林里的动物种类多,病毒有更大的机会跳转到人身上。因为这个原因,有人将这类传染病的大爆发形容为“热带雨林的报复”,意思是说人类破坏了热带雨林,热带雨林便用传染病来报复。当然了,热带雨林没有思想,不可能有意识地报复人类,这个说法有误导的嫌疑,但大概意思是正确的。人类对大自然的破坏带来了诸多后果,传染病只是其中之一,只是大部分人没有意识到这一点而已。

这种破坏可不仅仅是开荒种地那么简单,还有很多人类行为间接导致了传染病的流行,气候变化就是一例。人类活动导致的温室气体过量排放改变了地球气候,从而改变了某些动物的活动范围,并在这一过程中把原本流行于某地多年,并且已经达到某种平衡的传染病带到了一个新的地方。这方面的一个经典案例就是疟疾。这种病是靠蚊子传播的,全球变暖改变了蚊子的活动范围,原本不适合蚊子生活的高山地带如今也有了蚊子的身影,而在那些地方生活的原住民尚未进化出对疟疾的抵抗力,其结果就是一些高原地区爆发了疟疾疫情,成为发展中国家的一个新威胁。

类似的事情在发达国家也有可能出现。比如1993年美国南部曾经爆发过一种“无名病毒”(Sin Nombre),感染者一开始会出现各种类似感冒的症状,继而引发呼吸衰竭,致死率高达60%以上。后续研究发现,这种病毒源自一种鹿鼠(Deer Mice),这种动物生活在美国南部的沙漠里,种群数量稀少,原本很少和人类接触。全球气候变化导致1993年那年整个美国南部气候异常,降水量远高于往年,一种松树出现爆发性增长,以这种松树为食的鹿鼠种群数量激增,在不到一年的时间里增长了将近10倍。多出来的鹿鼠没地方去,便进入了人类的领地,顺便把自己身上的无名病毒也传染给了人类。

类似的案例还有很多,但问题在于,难道我们从此就不再开发热带雨林,不再和野生动物争夺领地了吗?即使有这个愿望,恐怕实际上也很难做到。换个角度想一想,人类自从20万年前诞生在非洲后就一直在向大自然索取资源,世界上绝大部分原始林地都是在工业革命开始之前被开垦成农田的,今天的人类之所以积累了这么多财富,完全是从其他野生动植物那里抢来的。如果人类想要继续过好日子,恐怕还得继续和野生动物争地盘,这种状况起码在近期内无法改变。

既然这样,难道我们就对传染病听之任之了吗?答案当然同样是否定的,因为今天的人类和过去不同了。今天的人类掌握了惊人的破坏力,可以在几天之内就把一整片热带雨林砍伐殆尽。我们还具备了前人没有的快速移动能力,可以在一天之间去到地球上任意一个地方。这两个条件凑在一起,使得新的传染病可以比过去更加快速地入侵人体,并以喷气飞机的速度扩散到整个世界。

速度,才是传染病之所以越来越多的最关键的因素。既然传染病不可避免,我们应该如何去面对呢?埃博拉给了我们一个绝佳的范例。

埃博拉的警示

埃博拉是韩国MERS疫情爆发之前全世界最关注的传染病,对埃博拉疫情的报道几乎持续了2014年一整年的时间。但事实上这种病毒早在1976年就开始感染人类了,只不过早期的几次传播范围都不广,没有造成太大的伤害。虽然医生们将疫情控制住了,但这种病毒一直躲在果蝠体内,很难被彻底消灭,这就是人畜共患病之所以很难缠的一个绝佳案例。

2014年初,埃博拉病毒在几内亚再次爆发,并迅速席卷了整个西非地区。迄今为止已经感染了约3万人,其中1.1万多人死亡。埃博拉病毒的致死率虽然很高,但只能通过病人的体液传播,传染性不算太高,但因为西非地区的卫生条件很差,基础医疗设施也不健全,这才得以扩散到了如此广大的地区。

科学家对埃博拉病毒的基因序列进行了分析,找到了病毒的传播路径。研究显示,这次爆发始自一名两岁的几内亚小男孩,他很可能是在2013年底从果蝠那里感染了病毒,然后传递给了周围的人。可惜的是,WHO直到2014年3月底才意识到问题的严重性,向几内亚派遣了大批医护人员,并终于在7月份将几内亚境内的第一波疫情控制住了。但就在WHO开始行动之前,也就是2014年2月份,一名感染了埃博拉病毒的妇女将病毒带到了塞拉利昂,这株病毒不但在贫穷的塞拉利昂扩散开来,而且发生了一个关键的变异。变异后的病毒又重新传回了几内亚,并波及了科特迪瓦等周边国家,最终酿成大祸。换句话说,如果WHO反应速度再快一个月,于2014年2月份就开始行动的话,这场疫情本应被控制在几内亚境内,并在2014年7月份便已经可以宣告结束了。

由此可见,速度不但是传染病越来越多的原因,也是人类对付传染病最关键的要素。医疗系统的快速反应需要强大的诊断技术做保障,WHO如果早知道这是埃博拉,韩国医院如果早知道那是MERS,肯定会更加重视。所以WHO一直在号召医学界重视开发传染病的快速诊断技术,这是控制未来疫情的关键所在。

但是,在快速诊断技术被研发出来之前,良好的防护意识也可以起到很大的作用。埃博拉病毒和MERS病毒一样都是通过体液传染的,如果传染病房的消毒和隔离措施完善的话,或者医护人员和普通老百姓的防护意识更加到位的话,也不会造成那么大的损失。就拿这次MERS疫情来说,WHO认为韩国犯了三大错误,必须借此机会大力改进。

第一,韩国的传染病房安全措施不到位,导致病毒传染给了很多医护人员。这一条很好理解。第二,韩国的医疗体系鼓励病人货比三家,因此那位携带病毒入境的韩国病人在出现症状之后并没有立即去一家医院就医,而是先后询问了两家门诊所和两家大医院,这就给病毒创造了很多不必要的传播机会。

第三,韩国人有去医院探望患病亲属或者同事的习惯,事实证明只要在密闭的房间和病人一起待上5分钟就有可能中招,很多病人就是这么被传染上的。

由此看来,人们需要更新自己的旧观念,才能更好地适应这个新时代。

接下来的问题是,当疫情真的发生了之后,政府和公众的应对措施有没有值得改进的地方呢?参加此次国际科学记者大会的几名记者给出了部分答案。本届大会邀请了几位曾经报道过埃博拉疫情的一线记者为大家做报告,分享了各自的经验体会。《科学》(Science)杂志记者凯·库弗施密特(Kai Kupferschmidt)通过调查后发现,媒体引用的绝大多数关于疫情的预测都被极度夸大了,导致那段时间的主流大众媒体上充斥着夸张的“末日新闻”,比如说埃博拉将会失去控制,并杀死100万人等等。一位曾经亲自去塞拉利昂采访疫情的加拿大《多伦多之星》报科学记者珍妮弗·扬(Jennifer Yang)介绍说,她出发前看了其他媒体的报道感觉非常紧张,结果一下飞机就发现塞拉利昂人民的生活其实相当正常,根本没有媒体报道的那么夸张,而她本人也很快学会了如何保护自己不被感染,只需掌握几条简单的防护知识即可。最后反而是她回国之后受到了亲戚朋友和同事们的冷眼,比在塞拉利昂时还要严重。还有一位BBC记者乌玛鲁·弗法纳(Umaru Fofana)受到的歧视更严重,他本人来自塞拉利昂,差点因此而没能到会,韩国政府居然直到今天还给来自西非的人设置了很多完全不必要的障碍,最后害得他在第三国白白浪费了一周的时间才拿到韩国签证。有意思的是,他刚刚接到通知,因为他去了韩国,回到塞拉利昂后又要被强制隔离两个星期,真是两头受气。

韩国政府在这次MERS疫情爆发初期因为应对不力而广受诟病,但随后出台的几项措施却又被一些科学家认为是反应过度。比如美国杜克大学公共卫生学院的医生兼教授格里高利·格雷(Gregory Gray)博士就认为韩国政府关闭中小学校的做法太极端了,因为科学证明MERS只能通过密切接触传染,因此迄今为止所有的传染均发生于医院病房和病人的家里。关闭学校的政策造成了整个社会反应过度,其结果很可能反而是负面的,比如韩国民众购买了大量口罩,造成市面上口罩断货,那些真应该戴口罩的人反而买不到口罩了。

WHO一开始出言谨慎,但在掌握了确凿证据,证明韩国的MERS病毒没有发生变异之后,也在网站上公开呼吁韩国政府重开学校,恢复社会正常秩序。毕竟韩国一只脚已经迈进了发达国家的行列,各方面的综合素质远高于西非。事实证明,MERS最终是被韩国相对健全的医疗体系击败的,韩国人所要做的就是尊重科学,强化这套防疫机制,以不变应万变。

读到这里肯定有人说,传染病不怕一万就怕万一,万一得上了怎么办?担心这一点的人不明白,这个世界上有潜在风险的事情多了去了,如果每件事都谨小慎微,有危险就不去做,那这个人是没办法生活的,这个社会也是没办法运作的。公众对于传染病的过度反应,很大程度上来自对传染病扩散机理和致病机理的无知。就像这次MERS疫情,很多不必要的预防措施反而是经济损失的最大来源。这就好比是前文所说的某一类传染病,最后杀死宿主的不是病原体,而是宿主自己的免疫系统。我们应该向大自然学习,为卫生防疫体系寻找到一个平衡点。

结语

传染病,尤其是RNA病毒型传染病,确实具备潜在的巨大危害,但这不等于我们就要谈虎色变,每一次都不惜一切代价去防范,其结果很可能是重复很多遍“狼来了”的故事,等到最后大家都习以为常,不再警惕的时候,狼真的来了。

(参考资料:Spillover:Animal Infections and the Next Human Pandemic,作者David Quammen;Virolution,作者Frank Ryan;Living with Germs,作者John Playfair;Infectious Disease,A Scientific American Reader) 科学疫苗事件传染病防疫医用口罩全球化疫情时代传播问题疫苗病毒埃博拉病毒