创伤弧菌也成北漂族!? 气候变暖使致命细菌感染增加

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气候持续变暖,影响的不只是动植物,还有肉眼难见的细菌。对前者来说气候变暖是大灾难,但对后者来说则是生长的温床。

人类活动产生的温室气体不断地改变我们的气候。自工业化前时期以来,全球平均气温上升了 1.2 °C。 尽管巴黎气候协定的目标是将全球平均气温的上升幅度限制在远低于 2 度,但预计到 2030 年代初期仍可能会升温 1.5 °C。气温上升对世界海岸线的影响尤其严重,因为海岸线是自然生态系统和人类之间的主要界面,也是人类疾病的特定来源。

食肉细菌造成截肢或死亡,为美国治疗最昂贵的海洋病原体

近日, < Scientific Reports > 的一篇研究指出,气候变暖使得北美部分海岸创伤弧菌 ( Vibrio vulnificus ) 引发的传染和致命感染增加,过去 30 年来,北美东海岸创伤弧菌感染人数由每年10人上升到了每年80人,成为此类感染的全球热点。创伤弧菌是一种天然存在且在海水中常见的革兰氏阴性细菌 ( Gram-negative bacteria ) ,它们在温暖的低盐度水域中茁壮成长并且对温度敏感度高。因暴露于海水引起的创伤弧菌伤口感染并不常见,但死亡率很高 ( 约 18% )。

尤其值得注意的是创伤弧菌感染,这种感染可通过皮肤伤口或昆虫叮咬的部位接触海水而感染,会迅速坏死,大约 10% 的病例需要紧急手术切除组织或截肢。 V. vulnificus 是弧菌属中最具致病性的:伤口感染死亡率达之外,在暴露后 48 小时内就可能死亡。除了在美国每年约 100 病例外,创伤弧菌伤口感染的经济负担估计超过 2800 万美元/年。与这种病原体相关的年度总成本估计为 3.2 亿美元,创伤弧菌为美国治疗最昂贵的海洋病原体。

首次模拟描绘创伤弧菌病例在美东海岸线的位置变化,也是首度探索气候变迁影响疾病传播

海水细菌浓度正在增加,但很少有这类的疾病模式评估或气候变化预测。本次研究采用美国 CDC 东岸过去 30 年的创伤弧菌病例数据库,评估了不断变化的疾病分布。开发、训练和验证了一个生态位模型,以确定与海洋学和气候数据的联系。该模型使用全球七个气候模型 ( Global Climate Models, GCM ) 模拟的数据来预测未来的疾病分布,这些模型属于最新的偶合模型比较专案 ( Coupled Model Intercomparison Project, CMIP)。透过计算疾病分布 200 公里范围内的总人口来估计风险。对全球社会经济发展的不同路径进行预测,其中包括对温室气体排放和人口变化的预测。

停止全球气候变迁需要立即具体作为

1988 年至 2018 年期间,在美国东部,创伤弧菌伤口感染增加了八倍(每年 10-80 例),北部病例上限每年向北移动 48 公里。到 2041-2060 年,创伤弧菌感染可能会涵盖以纽约 ( 40.7°N ) 周围的主要人口中心,加上不断增长和日益老龄化的人口,每年的病例数可能会成指数型成长。到 2081–2100 年,美东的每个州都可能出现创伤弧菌感染。显示创伤弧菌正在向北蔓延。

研究主要作者,英国的 Elizabeth Archer 教授指出:“气候变化对全球海岸线的影响甚钜,我们的研究显示,到 21 世纪末,创伤弧菌将一路向北延伸,延伸的速度取决于暖化程度与温室气体排放的状况。”

在此前提下,提高个人和公众对创伤弧菌的认识是非常重要的,因为在这些地区出现症状时迅速采取行动,对后续重大疾病可产生积极的预防效果。透过对海洋或特定弧菌的早期预警系统,让高风险族群(例如老年人、有潜在疾病的人)能提早防范,有助于提高公共卫生施行的成效。

参考资料:
1. https://www.nature.com/articles/s41598-023-28247-2

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