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气候变化与虫媒疾病:事实与数字

Priya Shetty释了气候变化和虫媒疾病之间的联系,并勾勒出了发展中国家决策者的优先事项。

一些科学家把气候变化称为全世界迄今面临的最大的健康威胁。这是有道理的——如今存在一个不可避免的事实,即这颗行星的健康与其人民的健康联系在了一起。

随着世界变暖,生态系统显然正在拼命应对迅速的生态变化。全球变暖已经引发了天气变化——从洪水和风暴到热浪和干旱——而这些变化正在对全世界人民的健康产生严重损害。

在高层会议上,发达国家和发展中国家政府正在忙于争执减排目标。与此同时,疾病负担最重的全世界穷人可能会面临迅速攀升的发病率。

这种发病率的增加部分来自于变化的人口动态,人们从被水淹没的海岸或灼热的沙漠逃到更适宜居住的地区。诸如蚊子或虱子等昆虫携带的疾病的增加可能成为一个关键因素。气候以许多方式影响这些"病媒"——从控制它们的生命周期长度到影响繁殖环境。

科学家大致同意气候变化将影响虫媒疾病,但是准确的后果仍然不确定。更暖、更湿润的环境是否会让蚊子等病媒更容易繁殖和传播疾病,这将取决于比降雨量或温度远远更加广泛的一系列生态和社会因素。

我们迫切需要建立我们对于气候变化如何影响健康的理解——特别是虫媒疾病如何影响健康。而且我们必须加强健康系统,从而应对预计的变化。

正在变暖的行星

气候科学家说比前工业化时代的全球气温升高至多2摄氏度是可以应付的,这种情况下只有在特定、脆弱区域的人们才会遭受灾难性的环境效应。比它更高的任何升温将让整个星球的人口面临风险。

但是坚守这一上限似乎是不可能的。政府间气候变化委员会预测说,如果排放持续上升而不受限制——它们已经比1990年高了38%——到2100年全世界将变暖至多4摄氏度(见图1)。[1]

其中一些破坏已经出现了。过去的几十年的温室气体排放的增加已经让这颗行星变暖了0.8摄氏度。不断增长的排放与相应的温度上升之间的滞后意味着我们在未来的几十年中将会遇到另外的至少0.6摄氏度的全球温度上升。

图1:根据不同的排放情景的全球变暖预测[2] 来源:IPCC

而我们必须削减多少排放仍然是个未知数。2009年7月的西方八国集团会议呼吁到2050年削减50%的排放。之前的今年1月,达沃斯世界经济论坛的气候变化全球议程理事会更加雄心勃勃。它呼吁到2050年削减80%的排放。

有害的健康效

在20世纪90年代早期对于气候变化最初的担忧把重点放在了环境影响上,却忽视了与健康的联系。但是随着关于气候变化可能对人类健康和疾病传播产生影响的研究的出现,这种不平衡正在缓慢地改变。

例如,今年的全球人道主义论坛(GHF)发表了一份报告,估计每年有31.5万人死于气候变化,而它们预测,到2030年,这将上升到50万。[3]尽管相对于全球人口的数量,这种对直接死亡的估计仍然相对较低,但到2030年,大约3.1亿人将可能因为气候变化而变得不健康。

其中9/10的人出现在发展中国家,预计非洲因为环境变化(包括气候变化)而失去的健康生命年将是欧洲的500倍(见图2)

图2:估计的气候变化对健康的影响,按照失能调整生命年(DALYs,即由于早死导致的潜在的生命丧失的总年数,以及由于残疾导致的有生产力的年数的丧失)衡量。

来源:世界卫生组织

发展中国家已经首先遭受全球疾病负担的打击。它们的人口更容易营养不良,无法获取清洁的水,而且更容易感染诸如疟疾等传染病。它们还在应对不断增长的慢性病流行,诸如糖尿病和癌症。

气候可能以许多种方式让这些问题恶化。变化的降雨模式和海平面上升意味着一些区域将变得更容易发生干旱,而另一些地区更容易遇到洪水。这些情况对于获取清洁的水都有可怕的后果。而这反过来又意味着诸如霍乱和腹泻等水传播疾病——这些疾病每年导致将近200万人死亡——可能的传播。

随着越来越常见的极端天气事件破坏农作物、农作物虫灾发生模式的变化以及盐渗透到遭遇洪水到沿海地区,预计将会出现越来越多的饥饿和营养不良。[5]

热浪也能导致数以千计的人们的死亡——在2003年8月,欧洲的夏天比平均气温高了 3.5摄氏度,估计有4.5万人在两周内死亡。

气候变化还将让空气污染恶化。气温和湿度都影响着空气污染和精细颗粒的形成,而证据表明精细颗粒对呼吸道疾病有贡献(诸如肺炎、哮喘和慢性阻塞性肺病),特别是儿童。[1]世界卫生组织估计,每年已经有80万人由于室外空气污染而死亡。

致命的病媒

 一个让人特别担忧的领域是气候变化如何影响虫媒疾病的传播。这包括登革热、疟疾、莱姆病、西尼罗河病毒、裂谷热、奇昆古尼亚热以及黄热病。它们是通过诸如蚊子、虱子和蝇等"病媒"的叮咬而传播的。

科学家目前把注意力大部分放在了登革热或疟疾上,这部分是由于这些疾病如此流行,也是由于这些疾病的暴发似乎与气候有关。例如,在通常干旱的地区增加的降雨可能创造出让蚊子繁殖的滞水池。

但是这些气候与虫媒疾病之间的联系远远不那么简单(见表1所列出的可能的相互作用)。在潮湿地区同样的降雨增加可能通过把蚊子幼虫洗刷掉从而减少疟疾。取决于温度的变化在何处发生,温度也会具有相反的效应。

一般而言,疟蚊在更温暖的天气中消化血液更快,而且进食更频繁,因此也就加速了传播。同时,这种寄生虫也更快地完成它的生命周期,增加了繁殖。在理论上,全球变暖可能让这些病媒扩散到它们此前无法定居的地区。

到2080年,由于这些新的传播地区,另外的至多3.2亿人可能受到疟疾的影响。[6]令人忧虑的是,这种疾病然后还可能传播到那些免疫系统从未接触过疟疾的人们生活的地区,这些人因此可能更加脆弱。

但是在已经很炎热的地区的温度增加可能通过把温度提高到蚊子无法生存的温度从而减少疟蚊的传播。大多数蚊子不能在40摄氏度以上的环境生存,因此在气候变化把温度推到这个水平之上的地区可以看到疟疾的下降。例如,这种情况正在塞内加尔出现,在这里,疟疾的发病率在过去的30年中已经下降了超过60%。[7]

病媒种群的增加并不会自动转化成疾病的增加。

例如,疟疾传播的动态取决于人类人口的免疫和这种寄生虫的抗药性程度。其他生态和社会因素也很重要:水储藏和处理系统、农业实践方式、森林砍伐、人口密度、生活环境、防控项目和卫生基础设施全都在决定疟疾的范围和传播方面起作用。

气候因素

对病媒的可能影响

对病原体的可能影响

温度上升

  • 某些蚊子的生存下降
  • 对某些病原体的易感性发生变化
  • 种群生长增加
  • 进食率增加从而应对脱水(从而导致更高的病媒-人类接触率)
  • 季节和空间分布增加
  • 在病媒内部更快孵化
  • 传播季节扩张
  • 分布扩张

降雨量减少

  • 由于储存了更多的水,在容器内繁殖的蚊子增加
  • 更多的病媒在干旱的河床中繁殖
  • 由于干旱,诸如水生螺等病媒减少——或者消失。
  • 没有影响

降雨量增加

  • 更多繁殖地和病媒种群尺寸的增加
  • 湿度增加带来的病媒生存的增加
  • 水生螺等病媒在洪水下游出现更多可能的栖息地
  • 大雨可能让病媒寻找宿主和病毒传播同步
  • 繁殖地点被大雨冲毁
  • 洪水破坏栖息地
  • 直接影响的证据甚少

海平面上升

  • 在半咸水中繁殖的蚊子增加
  • 没有影响

表1:研究记录下的气候变化对虫媒疾病的影响。[1]

这些复杂性意味着尽管表面上气候似乎与疟疾传播有联系,科学家在具体的地方影响上没有一致意见。例如,在东非,控制蚊子的举措的下降和抗药性的上升似乎正在让评估疟疾发病率是不是由于气候变化而增长的研究产生混淆。[1]

类似地,认为气候变化正在让疟疾的纬度和高度边界扩展的研究没有考虑到历史记录表明疟疾在全球温度开始上升之前就曾经存在于这样的地区(参见气候变化的疟疾荒诞故事)。

登革热传播的复杂性也导致一些研究报告了气候变化和感染率之间相互矛盾的关系。最清晰的联系来自诸如洪都拉斯和尼加拉瓜这样的小国,在那里,登革热蚊子种群的数量和传播与气候有很好的关联。[8]诸如巴西和中国这样的更大的国家的联系不够显著——尽管这可能是由于气候数据是在全国尺度上而非针对具体地点的。

然而,一些科学家估计说,到2080年,60亿人将面临登革热的风险,相比之下,如果气候不发生变化,那么面临风险的将是35亿人。如果到时候全世界人口如一些人估计的那样增长到大约100亿或者110亿,全球人口的一半将面临风险。

其他病媒疾病的传播也可能增加。霍乱的病原体霍乱弧菌可以在一些浮游生物体内生存。更温暖的海洋温度意味着出现更多浮游生物水华,这可能导致霍乱弧菌繁盛,传播给孟加拉国等国家的温暖的沿海地区的人群。

由水生螺传播的一种称为血吸虫病的寄生虫病似乎也会受到气候的影响。在中国,这种螺生存的纬度极限(超过了这个纬度,温度就太低,不适于这种螺的生存)已经向北移动,让将近2100多万人面临这种疾病的风险。

战略政策

尽管科学家尚未就气候变化在什么程度上将让虫媒疾病增加达成一致意见,但在如何应对可能的危机方面正在出现一种共识。开发准确的模型和进行监测,从而预测或探测疾病暴发,并且担任早期预警系统,这是至关重要的。

如果要让这些系统足够可靠,它们将需要气候和疾病数据——很多数据(参见更好的监测是疟疾早期预警系统的关键)。

在过去,监测系统的缺乏意味着发展中国家缺乏关于疾病的最新信息。SARS、H5N1禽流感和目前的甲型H1N1流感大流行威胁的一个结果就是许多国家已经受到震惊而开始采取行动。包括中国和印度在内的几个国家正在发誓更新它们的疾病监测系统。

但是这是一项具有挑战性的任务。这些系统需要先进的计算机硬件和软件,从而收集和分析输入的数据。例如,这样的技术可能包括把数据和具体地点连接起来并允许对疾病数据进行空间和时间分析的地理信息系统。现有系统的基础设施可能需要升级,从而容纳这些新增的功能。

但是监测疾病只是建立一个早期预警系统的一方面。准确性也取决于科学家理解非气候因素(诸如抗药性)如何影响疾病流行。

只有在有资源响应警告的情况下,早期预警系统才能发挥作用。面对这些未来的挑战,加强穷国卫生系统这一长久以来的呼吁变得更加迫切。此外,这些国家的医务工作者必须充分认识到气候在多大程度上可能影响到他们治疗的人们。

世界卫生组织的一项建立预测系统的可行性分析呼吁卫生决策者在最早的阶段就参与进来,因为如果没有从最开始的时候清晰地描述运行责任并达成一致,即便是最好的早期预警系统也没什么价值。[9]

今年早些时候,医学杂志《柳叶刀》委托伦敦大学学院全球卫生研究所提出关于气候变化和疾病的政策响应框架。[5]专栏1归纳了它们对于病媒传播疾病的政策建议。

专栏1:决策者的优先事项

信息

  • 监测传染病
  • 建立本地化的早期预警系统
  • 在发现和对疾病流行做出响应方面在国与国之间进行沟通

贫困/平等

  • 通过更好的卫生和教育从而让女性独立自主
  • 加强卫生基础设施从而确保农村的穷人得到护理

  • 开发登革热、利什曼病、疟疾和血吸虫病的疫苗
  • 开发实地诊断的快速方法
  • 确保医疗供应的知识产权法律更公平
  • 部署低成本、低技术的解决方案,诸如蚊帐和水过滤器
  • 利用卫星数据和地理信息系统为监测系统提供信息

社会政治

  • 开发人类社会生态互动的模型,从而理解人们如何应对环境压力
  • 稳定社会基础设施,从而限制从疾病流行地区离开的移民
  • 减少奢侈品消费水平

制度

  • 确保不同级别的政府合作
  • 避免政策矛盾
  • 让卫生和环境之外的部门参与
  • 让全球治理更负责、更透明

最后,只有在各国都认真地尝试缓解全球变暖的情况下,把宝贵的资源注入到适应气候变化的行动中才能起到作用。在根本上,这意味着所有国家承诺减少温室气体排放并走向低碳经济。

Priya Shetty纽约的健康与环境方面的自由科学作家

References

[1] Intergovernmental Panel on Climate Change. Climate change 2007: Contribution of Working Group II to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. M.L. Parry, O.F. Canziani, J.P. Palutikof, P.J. van der Linden and C.E. Hanson, Eds. Cambridge University Press (2007)

[2] Predicting future warming NASA (2007)

[3] Global Humanitarian Forum The anatomy of a silent crisis [3.23MB] (2009)

[4] WHO Climate change and human health: Risks and responses (2003)

[5] Costello, A., Abbas, M., Allen A. et al Managing the health effects of climate change The Lancet 373 1693-1733 (2009)

[6] Lindsay S. W. and Martens W. J. M. Malaria in the African highlands: Past, present and future [694kB] Bulletin of the WHO 76 33-45 (1998)

[7] Githeko, A. K., Lindsay, S. W., Confalonieri, U. E. et al Climate change and vector-borne diseases: A regional analysis [268kB] Bulletin of the WHO 78 1136-1147 (2000)

[8] Patz, J. A., Campbell-Lendrum, D., Holloway, T. et al Impact of regional climate change on human health Nature 438 310-317 (2005)

[9] Kuhn, K., Campbell-Lendrum, D., Haines, A. et al Using climate to predict infectious disease epidemics WHO (2005)