驅(qū)動(dòng)傳染病季節(jié)性感染高峰的成因

許嘉昭 張愛(ài)紅 李靜 鐵子涵

（1.中國(guó)人民解放軍陸軍防化學(xué)院 北京 102205 2.73123 部隊(duì) 福州 350012）

人類發(fā)現(xiàn)有許多傳染病在特定的季節(jié)里更常見(jiàn)，例如流感往往高發(fā)于寒冷干燥的冬季。但疾病的季節(jié)性現(xiàn)象迄今也沒(méi)有得到很好的解釋。這是因?yàn)橐?yàn)證“疾病的季節(jié)性假設(shè)”，可能需要兩三年的時(shí)間，更重要的是，這一領(lǐng)域充斥著各種混淆變量，研究者非常容易落入偽相關(guān)的陷阱。那么找出引發(fā)不同傳染病季節(jié)性感染的驅(qū)動(dòng)因素，才可以真正解釋和預(yù)測(cè)某種傳染病的周期變化。

傳染病是由各種病原體引起的能在人與人之間相互傳播的一類疾病。引發(fā)傳染病季節(jié)性感染高發(fā)的驅(qū)動(dòng)因素分為兩類，自然因素和社會(huì)環(huán)境因素。在自然因素和社會(huì)因素的影響下，引發(fā)病原體和病媒數(shù)量的漲落和人類宿主易感性的振蕩變化[1]，造成在特定季節(jié)更多的易感人群暴露在傳染源下，患病人數(shù)顯著高于均值的現(xiàn)象。

1 自然因素對(duì)傳染病季節(jié)性感染的影響

自然因素包括氣象因素和非氣象因素，二者均體現(xiàn)出季節(jié)性。其中，氣象環(huán)境對(duì)傳染病傳播影響的要素包括溫度、濕度、氣壓、降水、風(fēng)速、日照等。非氣象環(huán)境因素包括水和土壤中的鹽度、PH 值，空氣污染等[2]，非氣象環(huán)境因素在一定程度上也會(huì)受到氣象環(huán)境的影響。環(huán)境因素對(duì)傳染病季節(jié)性傳播的影響主要體現(xiàn)在其對(duì)病原體、病媒和人類宿主等傳染病傳播環(huán)節(jié)的影響。環(huán)境變化對(duì)微生物的影響程度最大，直接影響其生存和繁殖；其次是對(duì)病媒的影響，生物存在廣泛的物候?qū)W特征，如周期性繁衍、免疫和遷徙行為，生物的物候?qū)W規(guī)律取決于當(dāng)?shù)毓逃械淖匀画h(huán)境；而自然因素對(duì)人類宿主的影響相對(duì)較小，主要體現(xiàn)在人類宿主對(duì)傳染病的易感性上。

1.1 自然環(huán)境的周期性變化造成的病原體數(shù)量的漲落

病原體在宿主外的存活取決于環(huán)境條件，特別是溫度、濕度、日光照射、pH 和鹽度等[3]。研究人員針對(duì)傳播途徑為糞口傳播的病原體受季節(jié)性驅(qū)動(dòng)開(kāi)展了大量研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，輪狀病毒和諾如病毒等病毒低溫下存活率升高，這是冬季成為胃腸炎疾病多發(fā)期的主要原因之一。同樣為糞口傳播疾病，霍亂細(xì)菌繁殖率與微環(huán)境之間關(guān)系更為復(fù)雜，與環(huán)境溫度、鹽度和濕度等因素相關(guān)，當(dāng)微環(huán)境有利于細(xì)菌生長(zhǎng)時(shí)，霍亂發(fā)病率會(huì)隨之增加。通過(guò)氣溶膠、飛沫、粉塵傳播的疾病，其病原體在不同環(huán)境下體外生存的能力也是其季節(jié)性感染的重要原因。當(dāng)濕度增加時(shí)，流感病毒在空氣中的存活率也增加，這被認(rèn)為是造成流感在冬季季節(jié)性暴發(fā)的原因之一[4]。相關(guān)研究還發(fā)現(xiàn)，戊型肝炎、流感、拉沙熱、軍團(tuán)病、天花等傳染病是受氣候環(huán)境因素驅(qū)動(dòng)的季節(jié)性傳染病，而細(xì)菌性肺炎、霍亂、麥地那龍線蟲病等傳染病是受到非氣候的環(huán)境因素驅(qū)動(dòng)的季節(jié)性傳染病[1]。

研究發(fā)現(xiàn)，登革熱、日本腦炎、瘧疾、沙眼等傳染病是蟲媒驅(qū)動(dòng)季節(jié)性傳染病[1]。以蚊蟲所引發(fā)瘧疾季節(jié)性發(fā)病模式為例進(jìn)行分析。蚊蟲數(shù)量隨溫度和降雨的年度變化而變化，該變化可在瘧疾流行地區(qū)引起強(qiáng)烈的季節(jié)性瘧疾發(fā)病模式。在熱帶地區(qū)，疾病風(fēng)險(xiǎn)的季節(jié)性變化通常歸因于“雨季”的出現(xiàn)；在亞洲季風(fēng)氣候地區(qū)，疾病風(fēng)險(xiǎn)的季節(jié)性變化通常歸因于季風(fēng)為蚊子媒介提供了充足的水源，融雪增加帶來(lái)的徑流量和洪水事件也有類似的影響；在亞熱帶和溫帶地區(qū)，溫暖的天氣更有利于昆蟲的繁殖，從而增加蚊蟲叮咬與疾病傳播的概率。

1.2 生物的物候?qū)W特征造成的病原體周期性漲落

生物長(zhǎng)期適應(yīng)光照、降水、溫度等條件的周期性變化，形成與此相適應(yīng)的生長(zhǎng)發(fā)育節(jié)律，這種現(xiàn)象稱為物候現(xiàn)象，物候?qū)W現(xiàn)象包括但不限于季節(jié)性的繁殖行為、免疫力的季節(jié)性重組、新陳代謝和身體狀況的循環(huán)、冬眠和遷徙。遷徙和冬眠是生物物候?qū)W中的年度周期行為，病畜的遷徙行為可以通過(guò)其地理位置的轉(zhuǎn)移增加疾病感染的風(fēng)險(xiǎn)。

研究發(fā)現(xiàn)，炭疽、禽流感、包蟲病、大腸桿菌、MERS-CoV、狂犬病等人畜共患傳染病是季節(jié)性驅(qū)動(dòng)傳染病[1]。對(duì)于人畜共患疾病而言，與野生動(dòng)物或牲畜的接觸可導(dǎo)致季節(jié)性傳播。研究顯示草食動(dòng)物是炭疽病原體的主要宿主，人類感染炭疽病通常是由于在農(nóng)業(yè)活動(dòng)中接觸病畜或加工受污染的動(dòng)物產(chǎn)品而引起的[7]。同樣的夏季頻發(fā)的動(dòng)物咬傷抓傷事件是狂犬病夏季高發(fā)的重要原因。

1.3 自然因素引發(fā)人類宿主易感性波動(dòng)影響分析

人類宿主免疫力季節(jié)性波動(dòng)和季節(jié)性社會(huì)行為，可能是導(dǎo)致人類宿主對(duì)病原體易感性波動(dòng)的原因[3]。如，人群在冬季日照時(shí)長(zhǎng)縮短對(duì)免疫系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響，可能增加其對(duì)冬季呼吸系統(tǒng)疾病的易感性。研究認(rèn)為，造成上述現(xiàn)象的原因?yàn)?，維生素D 是細(xì)胞免疫重要物質(zhì)（一些關(guān)于維生素D 的隨機(jī)、安慰劑對(duì)照試驗(yàn)已證明其可有效降低冬季呼吸道感染發(fā)病率），溫帶國(guó)家冬季紫外線照射減少，人群維生素D 相對(duì)缺乏而導(dǎo)致易感。褪黑素，作為另一個(gè)受到日照時(shí)長(zhǎng)季節(jié)性影響的免疫調(diào)節(jié)因子，也參與了細(xì)胞和體液免疫的調(diào)節(jié)，這也在一定程上解釋了某些傳染病的季節(jié)性高峰現(xiàn)象。

2 社會(huì)因素對(duì)傳染病季節(jié)性感染的影響

社會(huì)因素主要包括經(jīng)濟(jì)衛(wèi)生水平、人類社會(huì)的聚集或遷徙行為和政府管控等因素。這些條件的變化會(huì)不同程度增加或減少人類宿主易感性。社會(huì)的經(jīng)濟(jì)衛(wèi)生水平?jīng)Q定了人們的居住條件、營(yíng)養(yǎng)水平、衛(wèi)生習(xí)慣等因素。不佳居住擁擠和衛(wèi)生條件均可導(dǎo)致呼吸道及腸道傳染病的傳播。

2.1 對(duì)傳染源和傳播途徑的影響

對(duì)于傳染病的監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)和控制是傳染病學(xué)主要研究的方向，也是人類阻止傳染病大流行的手段與方法?，F(xiàn)在的政府和世界衛(wèi)生組織都會(huì)對(duì)法定的傳染病進(jìn)行系統(tǒng)性的監(jiān)測(cè)，包括WHO 組織的全球疫情與應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)（GOARN）、美國(guó)疾病控制和預(yù)防中心（CDC）、日本的應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的信息化基礎(chǔ)設(shè)施和中國(guó)的傳染病監(jiān)察系統(tǒng)。當(dāng)國(guó)家對(duì)傳染病產(chǎn)生的大流行事件進(jìn)行管控時(shí)，傳染病的季節(jié)性傳播現(xiàn)象將會(huì)減弱。中國(guó)對(duì)新冠肺炎疫情的管控，有效降低了中國(guó)全年新冠肺炎的患病率。

2.2 對(duì)人群易感性的影響

易感人群聚集是傳染病季節(jié)性暴發(fā)最常見(jiàn)的誘發(fā)原因之一。英國(guó)學(xué)者的研究表明，在校期間兒童麻疹發(fā)病率會(huì)升高，夏季暑期間兒童麻疹、腮腺炎、水痘、白喉和百日咳的傳播率明顯降低，這表明學(xué)校開(kāi)學(xué)放假時(shí)間與疾病發(fā)病率升降相關(guān)[5]。城市間人口的流動(dòng)也會(huì)增加疾病感染的風(fēng)險(xiǎn)。例如，遷徙所導(dǎo)致尼日爾人口密度變化被認(rèn)為是季節(jié)性麻疹傳播的主要原因[6]。

疫苗是典型的人為主觀降低人群易感性的重要手段。通過(guò)接種疫苗，可使個(gè)體和種群獲得對(duì)特定疾病的免疫力，從而減少易感人數(shù)，甚至在理想情況下能達(dá)到群體免疫，以阻止傳染病在人群間的流行。人們?nèi)粘Ｒ呙缃臃N方式大致分為兩種，即常規(guī)疫苗接種和脈沖疫苗接種。這兩種接種疫苗的行為都會(huì)對(duì)傳染病的周期性造成影響[3]。常規(guī)疫苗接種是出生后或出生后不久的一部分接種，常規(guī)疫苗接種會(huì)增加平均感染年齡。因此，常規(guī)疫苗接種可能導(dǎo)致季節(jié)性較強(qiáng)的疾病從常規(guī)的年度或兩年期流行病轉(zhuǎn)變?yōu)楦鼜?fù)雜的疾病發(fā)病模式。脈沖疫苗接種是決定傳染病年平均再生數(shù)和疾病動(dòng)態(tài)的重要因素。每年進(jìn)行一次脈沖疫苗接種所導(dǎo)致的易感人群的減少會(huì)直接作用在傳染病的周期和峰值上，若在最佳的時(shí)間接種脈沖疫苗，可以使一個(gè)周期中患病人數(shù)達(dá)到最少[3]。

3 結(jié)束語(yǔ)

流行病學(xué)通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析傳染病傳播過(guò)程中的季節(jié)性發(fā)病特征，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)傳染病季節(jié)性感染高峰的驅(qū)動(dòng)因素，建立科學(xué)可靠的傳染病季節(jié)發(fā)病預(yù)測(cè)模型。以幫助我們更好地監(jiān)測(cè)、預(yù)防和控制傳染病，從而更好地預(yù)警和控制傳染病的暴發(fā)。但研究者對(duì)傳染病感染人數(shù)呈現(xiàn)季節(jié)性高峰的科學(xué)解釋目前尚未達(dá)成一致，現(xiàn)有的模型僅能解釋一部分影響因素和患病率之間的驅(qū)動(dòng)原因，如同一種傳染病不同地區(qū)其季節(jié)性驅(qū)動(dòng)因素可能不同等。未來(lái)通過(guò)對(duì)全球不同地區(qū)、同種疾病季節(jié)性驅(qū)動(dòng)因素的研究，我們將能夠?qū)Σ煌貐^(qū)疾病致病的機(jī)理產(chǎn)生更加深刻的認(rèn)識(shí)，并為政府防疫決策提供科學(xué)有效的支持。