天氣轉暖,真的有助於殺死Covid-19嗎?
2020年04月06日11:14

  文章來源:科學藝術研究中心

  許多傳染病會隨著季節變化而起起伏伏。流感通常是在冬季較冷的月份到來,導致腹瀉的諾如病毒也是如此。傷寒等其他疾病的發病率則往往在夏季達到峰值。溫帶氣候下,麻疹病例在夏季下降,而熱帶地區,則會在旱季達到峰值。

  並不奇怪,現在很多人都想知道我們是否可以期望Covid-19具有類似的季節性。自從去年12月中旬首次出現於中國以來,這種病毒就開始了迅速傳播,如今在歐洲和美國,病例數增長最為迅猛。

  許多最大規模的疫情都發生在天氣較冷的地區,這導致人們猜測,隨著夏季到來,這種疾病可能會開始逐漸消退。不過,許多專家已經警告說,不要過多指望這種病毒會在今年夏天消失。他們的謹慎是正確的。導致Covid-19的病毒被正式命名為SARS-CoV-2,這是一種新病毒,尚無任何關於其病例隨季節變化的確切數據。2003年爆發的Sars是與它最為相近的一種病毒,當時被迅速控製住了,這意味著關於它如何受季節影響的信息幾乎不存在。

一場突如其來的新冠肺炎流行,讓我們見識了一種新病毒超強的傳播力 | siasat.com
一場突如其來的新冠肺炎流行,讓我們見識了一種新病毒超強的傳播力 | siasat.com

  但從其他感染人類的冠狀病毒中,我們依然可以找到一些線索,來判斷Covid-19是否最終會成為季節性病毒。

  英國愛丁堡大學傳染病中心的Kate Templeton 在10年前進行的一項研究發現,三種冠狀病毒顯示出“明顯的冬季流行性”,數據來自愛丁堡醫院和家庭醫生診所的呼吸道感染患者。與流感的模式相似,這些病毒似乎主要在12月到4月之間造成感染,而第四種冠狀病毒主要在免疫系統受損的患者中發現,更多表現出散發性。

  有一些早期跡象顯示,Covid-19也可能會隨季節而變化。這種新疾病在世界各地的擴散似乎表明它偏愛涼爽乾燥的環境。一項未發表的分析報告比較了全球500個發生Covid-19病例的地區的天氣,似乎表明病毒的傳播與溫度,風速和相對濕度之間存在聯繫。另一項未發表的研究也表明,較高的溫度與Covid-19的較低發病率有關,但同時也指出,僅溫度不能解釋發病率的總體變化。進一步(同樣尚未發表)的研究則預測,溫帶溫暖和寒冷的氣候最容易受到當前Covid-19疫情的影響,其次是乾旱地區。研究人員說,熱帶地區受影響可能最小。但由於沒有多個季節的真實數據,研究人員只能依靠計算機模型來預測一年中可能發生的情況。

  根據地方性流行冠狀病毒(即已經在人類中傳播了一段時間的病毒)來推斷Covid-19的季節性是具有挑戰性的。因為造成季節性流行的原因有很多,目前可能不適用於Covid-19大流行。大流行通常不遵循在更正常的爆發中所見的季節性模式。例如,西班牙流感在夏季達到過高峰,而大多數流感的爆發則只在冬季。

大流行病往往具有地方性流行病不具有的反常性 | preventionforcovid19.com
大流行病往往具有地方性流行病不具有的反常性 | preventionforcovid19.com

  “最終,我們希望Covid-19成為地方病,”斯德哥爾摩卡羅林斯卡研究所的傳染病控製教授Jan Albert說道,他主攻病毒,“如果那時候還不表現出季節性,將是非常令人驚訝的。最大的問題是,這種病毒對季節的敏感性是否會影響其在大流行情況下的傳播能力。我們還不確定,但必須在腦子裡有這個考慮。”

  因此,在使用我們對其他冠狀病毒季節性行為的瞭解來預測當前的Covid-19大流行時,我們需要謹慎。但為什麼其他相關冠狀病毒是季節性的,以及為什麼這一點給這次爆髮帶來希望呢?

  冠狀病毒是一類所謂的“包膜病毒”。這意味著它們被覆上了一層油膜,稱為脂質雙層,上面佈滿了像冠狀尖刺一樣突出的蛋白質,這也是其名稱的由來,corona是冠的拉丁文。對其他包膜病毒的研究表明,這種油性外層使這種病毒比不帶這種外膜的病毒更容易受熱。在較冷的情況下,油性外層會變硬,呈橡膠狀,就像熟肉中的脂肪冷卻時會變硬一樣,以便於在人體外更長時間地保護病毒。因此,大多數包膜病毒往往表現出強烈的季節性。

硬脂肪在較冷的氣溫下會呈現出更穩定的凝固狀 | sweetlivingcompany.com
硬脂肪在較冷的氣溫下會呈現出更穩定的凝固狀 | sweetlivingcompany.com

  已經有研究顯示,21-23攝氏度(70-73華氏度)和40%的相對濕度下,Sars-Cov-2可以在塑料和不鏽鋼等硬表面上存活72小時。其他溫度和濕度下的具體表現還有待測試,但對其他冠狀病毒的研究表明,它們在4攝氏度下可存活28天以上。

  2003年導致Sars爆發的冠狀病毒也被發現在較冷、較乾燥的環境中存活得最好。例如,在22-25攝氏度和40-50%的相對濕度下,光滑表面上乾燥的Sars病毒保持傳染性達5天以上。溫度和濕度越高,病毒存活時間越短。

  “氣候之所以起作用,是因為它會影響被咳嗽或打噴嚏排出體外的病毒在體外環境中的穩定性,”西班牙馬德里國家自然科學博物館研究環境變化對生物多樣性影響的Miguel Araújo說道, “病毒在環境中保持穩定的時間越長,就越有能力感染其他人併成為流行病。雖然Sars-Cov-2已迅速蔓延到世界各地,但大多數疫情主要發生在暴露於涼爽乾燥天氣的地區。”他的計算機模型看上去與全球爆發的模式是匹配的,熱帶以外地區的病例數量最多。

  Araújo認為,如果Covid-19對溫度和濕度具有相似敏感性,就可能意味著冠狀病毒病例將於不同時間在世界各地爆發。“我們有理由預期這兩種病毒會有相似的行為,但這不是一個單變量方程。病毒在人與人之間傳播。在任何一個特定的地方,人接觸的次數越多,感染也會更多。他們的行為才是瞭解病毒傳播的關鍵。”

截至3月31日,全世界的病例分佈 | nejm.org
截至3月31日,全世界的病例分佈 | nejm.org

  馬里蘭大學的一項研究表明,這種病毒在世界上平均溫度為5-11攝氏度(41-52華氏度)和相對濕度較低的城市和地區傳播最廣。

  但在熱帶地區也有相當數量的病例。哈佛醫學院的研究人員最近對該病毒在亞洲的傳播分析表明,這種大流行性冠狀病毒對天氣的敏感度將低於許多人所期望的那樣。他們得出的結論是,病例在中國寒冷乾燥的省份,如吉林和黑龍江出現迅速增長,還有在熱帶地區,如廣西和新加坡的傳播速度,都表明春夏季的溫度和濕度升高不會導致病例數量下降。這突出地表明了有必要採取廣泛的公共衛生干預來控製這種疾病。

  這是因為病毒的傳播遠遠不僅取決於它在環境中的生存能力。正因如此,理解疾病的季節性也變得很複雜。對於像Covid-19這樣的疾病,是人在傳播病毒,因此人類行為的季節性變化也會導致感染率的變化。例如,在歐洲,麻疹病例往往與學校的學期相吻合,當假期中兒童不再相互傳播病毒時,病例就會有所減少。也有人認為,1月25日中國農曆新年前後大量的人口遷移,在Covid-19從武漢向中國及世界其他城市的傳播中起了關鍵作用。

  天氣也會擾亂人體自身的免疫系統,使我們更容易被感染。有一些證據表明,我們體內的維生素D水平會影響我們對傳染病的抵抗力。在冬天,我們的身體產生的維生素D也較少,這主要是因為我們在室內呆的時間更多,並厚厚裹著衣服抵禦寒冷的空氣,因此受到的日照少。但另一些研究發現,這一理論不太可能解釋流感等疾病的季節性變化。

  更具爭議性的一點是,寒冷的天氣會否削弱我們的免疫系統——一些研究表明確實如此,但另一些研究發現,寒冷實際上會增加我們的免疫細胞數量。

  然而,更有力的證據表明,濕度會對我們的疾病抗性產生更大的影響。當空氣特別幹燥時,覆蓋在肺和氣道上的粘液量被認為會減少。這種粘性分泌物形成了抵禦感染的天然屏障,隨著它的減少,我們更容易受到病毒的攻擊。

濕度較大的空氣不利於病毒感染我們的粘膜 | cleanairsolutionshamilton.ca
濕度較大的空氣不利於病毒感染我們的粘膜 | cleanairsolutionshamilton.ca

  中國科學家一項耐人尋味的研究表明,Covid-19的致命程度與天氣狀況之間存在某種關係。他們調查了中國武漢近2300個死亡病例,並將其與發病當天的濕度、溫度和汙染水平進行了比較。儘管尚未在學術期刊上發表,但他們的研究表明,在濕度水平和溫度較高的日子裡,死亡率較低。分析還表明,溫差越大的日子裡,死亡率越高。但是這項工作很大程度上也基於計算機建模,因此,這種關係的確切性以及是否會在世界其他地區看到,仍有待探索。

  由於導致Covid-19大流行的病毒是新病毒,因此許多人不太可能對它有免疫力,直到他們被感染並康複。這意味著病毒將以一種與地方性病毒完全不同的方式傳播、感染和引起疾病。

  法國健康與醫學研究所的研究Vittoria Colizza表示,航空旅行一直是病毒在全球如此迅速傳播的主要途徑。但一旦它開始在一個社區內傳播,人們之間的密切接觸就將推動傳播。停止人與人之間的接觸也會降低感染率。這正是全球許多政府一直試圖在做的,針對公共場所的封鎖不斷升級。“目前還沒有證據表明Covid-19有季節性行為,行為因素也可能起到作用。”但她警告說,目前想要知道採取的措施是否足以阻止病毒傳播還為時過早。“就其本身而言,可能會部分減少導致疾病傳播的接觸,從而降低有效傳染。”

  如果Covid-19的病例在接下來幾個月裡確實有所減少,可能是出於多重原因——隔離和禁閉等預防措施正在奏效;人群的免疫力正在增強;或者如Albert模型所暗示的那樣,可能是季節性的影響。

只有壓平曲線,各國醫療系統才能在Covid-19面前緩過氣來。
只有壓平曲線,各國醫療系統才能在Covid-19面前緩過氣來。

  “如果有季節性影響,它可能掩蓋其他兩個方面的真正影響,”Jan Albert警告說,“在那些強力封鎖的國家,意味著沒有多少人被暴露,那麼我也不會驚訝於秋天和冬天來臨的第二波衝擊。”即使Covid-19確實顯示出一些季節性變化,它也不太可能像一些人所認為的那樣在夏季完全消失。但病例下降可能會帶來一些好處。“從經濟角度來看,我們為壓平曲線而採取的措施代價高昂,但它們可能有助於我們將這一流行病拖進夏季。如果這個疾病的確有一些季節性因素,那這樣我們就爭取到了購買醫療設備的時間。”

  在一個忙於應對迅速增長病例數的世界里,時間,也許才是我們最迫切需要的東西。

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