創傷弧菌也成北漂族!? 氣候變暖使致命細菌感染增加

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氣候持續變暖,影響的不只是動植物,還有肉眼難見的細菌。對前者來說氣候變暖是大災難,但對後者來說則是生長的溫床。

人類活動產生的溫室氣體不斷地改變我們的氣候。自工業化前時期以來,全球平均氣溫上升了 1.2 °C。 儘管巴黎氣候協定的目標是將全球平均氣溫的上升幅度限制在遠低於 2 度,但預計到 2030 年代初期仍可能會升溫 1.5 °C。氣溫上升對世界海岸線的影響尤其嚴重,因為海岸線是自然生態系統和人類之間的主要界面,也是人類疾病的特定來源。

食肉細菌造成截肢或死亡,為美國治療最昂貴的海洋病原體

近日, < Scientific Reports > 的一篇研究指出,氣候變暖使得北美部分海岸創傷弧菌 ( Vibrio vulnificus ) 引發的傳染和致命感染增加,過去 30 年來,北美東海岸創傷弧菌感染人數由每年10人上升到了每年80人,成為此類感染的全球熱點。創傷弧菌是一種天然存在且在海水中常見的革蘭氏陰性細菌 ( Gram-negative bacteria ) ,它們在溫暖的低鹽度水域中茁壯成長並且對溫度敏感度高。因暴露於海水引起的創傷弧菌傷口感染並不常見,但死亡率很高 ( 約 18% )。

尤其值得注意的是創傷弧菌感染,這種感染可通過皮膚傷口或昆蟲叮咬的部位接觸海水而感染,會迅速壞死,大約 10% 的病例需要緊急手術切除組織或截肢。 V. vulnificus 是弧菌屬中最具致病性的:傷口感染死亡率達之外,在暴露後 48 小時內就可能死亡。除了在美國每年約 100 病例外,創傷弧菌傷口感染的經濟負擔估計超過 2800 萬美元/年。與這種病原體相關的年度總成本估計為 3.2 億美元,創傷弧菌為美國治療最昂貴的海洋病原體。

首次模擬描繪創傷弧菌病例在美東海岸線的位置變化,也是首度探索氣候變遷影響疾病傳播

海水細菌濃度正在增加,但很少有這類的疾病模式評估或氣候變化預測。本次研究採用美國 CDC 東岸過去 30 年的創傷弧菌病例數據庫,評估了不斷變化的疾病分佈。開發、訓練和驗證了一個生態位模型,以確定與海洋學和氣候數據的聯繫。該模型使用全球七個氣候模型 ( Global Climate Models, GCM ) 模擬的數據來預測未來的疾病分佈,這些模型屬於最新的偶合模型比較專案 ( Coupled Model Intercomparison Project, CMIP)。透過計算疾病分佈 200 公里範圍內的總人口來估計風險。對全球社會經濟發展的不同路徑進行預測,其中包括對溫室氣體排放和人口變化的預測。

停止全球氣候變遷需要立即具體作為

1988 年至 2018 年期間,在美國東部,創傷弧菌傷口感染增加了八倍(每年 10-80 例),北部病例上限每年向北移動 48 公里。到 2041-2060 年,創傷弧菌感染可能會涵蓋以紐約 ( 40.7°N ) 周圍的主要人口中心,加上不斷增長和日益老齡化的人口,每年的病例數可能會成指數型成長。到 2081–2100 年,美東的每個州都可能出現創傷弧菌感染。顯示創傷弧菌正在向北蔓延。

研究主要作者,英國的 Elizabeth Archer 教授指出:「氣候變化對全球海岸線的影響甚鉅,我們的研究顯示,到 21 世紀末,創傷弧菌將一路向北延伸,延伸的速度取決於暖化程度與溫室氣體排放的狀況。」

在此前提下,提高個人和公眾對創傷弧菌的認識是非常重要的,因為在這些地區出現症狀時迅速採取行動,對後續重大疾病可產生積極的預防效果。透過對海洋或特定弧菌的早期預警系統,讓高風險族群(例如老年人、有潛在疾病的人)能提早防範,有助於提高公共衛生施行的成效。

參考資料:
1. https://www.nature.com/articles/s41598-023-28247-2

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