简历阅读 -猪飞的时候

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猪飞的时候

这不是童话般的农场,空中旅行形成了病毒传播流行病的高速公路。

2004年的某个时候,一头猪和一群猪一起被用卡车运往香港最大的屠宰场上水屠宰场。约翰·厄普顿著

年代2004年的某个时候,一头猪和一群猪一起被用卡车运往香港最大的屠宰场上水屠宰场。它可能是从中国任何一个农场运来的。这头猪被关在狭窄的围栏里,后来被推到了传送带上。当它到达终点的时候,它的头部被电击了一下。一个工人割开了它的喉咙。作为香港大学流感监测项目的一部分,科学家们用棉球擦拭了猪的嘴巴。这头猪携带了一种看似无害的流感病毒。对菌株进行基因测序,将其命名为Sw/HK/915/04,输入数据库,然后遗忘。

五年后,源于猪的流感流行病,通过航空旅行,留下了从美国到巴西到新西兰的巴西到达南非的近300,000人死亡的踪迹。科学家在墨西哥开始爆发,不远离巨大的猪养殖场。对数据库进行了困扰,寻找杀手病毒的构成的线索,科学家发现,香港猪的流感菌株,其八个基因中的七个基因的血型株为2009年。

这些共享的基因向科学家们表明,2009年的病毒可能是通过混合来自世界各地的猪的病毒株基因组片段进化而来的。全球猪的运输很少被追踪,研究人员也没有建立受感染的香港猪和2009年墨西哥爆发猪流感之间的直接联系。新加坡国立大学杜克-新加坡国立大学医学院的进化生物学家加文·史密斯说:“我们真的没有关于墨西哥猪病毒的信息。自然关于2009年流行病起源的论文。“它可能是在当地产生的,但基因成分可能来自亚洲。”

史密斯回应了国际卫生官员和科学家所说的可能是当今病毒最令人担忧的方面:一些病毒在全球传播的轻松和迅速。他们说,2009年的流感疫情揭开了我们这个相互联系的世界的危险面纱。美国西北大学的理论物理学家Dirk Brockmann说:“病原体在一个我们的流动性与50到100年前大不相同的世界里进化和传播。”他研究传染性疾病的传播,包括2009年被归类为H1N1的病毒。“当出现一种具有人类传播能力的病原体,比如H1N1病毒,这是一个巨大的风险。”


T如今,工厂化的养猪场和屠宰场为病原体提供了大量的进化机会。事实证明,猪是真正的甲型流感的孵化器。甲型流感是一种常见的疾病,会导致发烧、嗜睡、流鼻涕,每年至少有数万人死亡。导致5000万人死亡的1918年和1919年西班牙流感是在猪体内进化而来,然后传染给人类的。2009年的H1N1病毒是甲型流感的一种亚型。

甲型流感通过接触、呼吸或血液从动物传播到人类,并在人与人之间传播。(煮肉可以杀死病毒。)迁徙的鸭子和其他水禽是甲型流感的最初携带者,它们彼此共享古老的病毒株。然而,一个人感染禽流感是相对困难的,反之亦然。但猪可以充当中间人。他们可以从鸟类、人类和其他猪身上感染甲型流感。

流感A一般含有八个基因段。当不同的菌株交换基因段时,它很快发展,从而产生新的突变品种。“随着感染的细胞复制,”Duke-Nus的史密斯解释,“个体基因段可以从一个病毒和其他病毒中封装一个基因和七种基因。或者,真的,任何其他组合。“

2009年的流感疫情揭开了我们这个相互联系的世界的危险面纱。

大多数突变菌株都是失败的。但有时菌株是通过遗传重组和重配制作的,这比其祖先的达尔文的意义更为“fit”。在2004年在2004年在香港猪和墨西哥致命表弟中居住的病毒是三重重组。它们组装了源自人,猪和禽流感的基因在一起成一个菌株。

像香港上水这样的工厂化屠宰场,猪在被杀前被关在一起,加剧了这个问题。上水屠宰场建于一九九九年,旨在整合本港三间规模较小的屠宰场的运作,节省土地,并提高效率。生猪从中国的九个省份运到中国,以满足日益富裕的亚洲对肉类日益增长的需求。上水每天宰杀约五千头猪。


香港大学病毒学教授裴伟士(Malik Peiris)解释说,在过去,当猪被关在各自的农场时,流感毒株溃烂,但仍然处于相对隔离状态。现在,来自不同地区的猪被一起运输,共享唾液、空气和细菌。把它们放在一起,就形成了一个病毒传播中心。“你不能把猪隔离起来,”佩里斯说,他在上水屠宰场负责监测流感病毒。“有机会从一组猪传播到另一组。”

佩里斯补充说,在国际范围内,“人们一直认为猪病毒不会四处传播。我是说,猪是不会飞的。”但是,他说,他的研究“清楚地显示了病毒从北美到中国,从欧洲到中国的传播”。他说,各国交换的种猪助长了病毒的传播。

“感染动物的运动确实增加了传播风险,”史密斯说。“危险是您在不同猪群中有不同类型的病毒。不同菌株的混合增加了病毒的多样性。“


T不过,猪本身并不会引发流行病。毕竟,病毒可以感染猪而不会引起比流鼻涕和发烧更严重的后果。事实上,由于病毒通常不会杀死成年猪,许多农民都懒得给它们接种疫苗。香港政府高级兽医官员雪莉·楚克(Shirley Chuk)表示:“这将是一种金钱浪费,因为他们没有重大的经济损失,所以没有足够的理由来证明接种疫苗的合理性。”最好的防御是防止流感从猪传染给人。“对于农民,我们总是建议他们注意个人卫生,”查克说。

当然,这是远远不够的。科学家们无法确定2009年H1N1是如何从猪传染给人类的。但他们确实知道,一旦它发生了,现代航空旅行就成了病毒传播的高速公路。

现在,来自不同地区的猪被一起运输,共享唾液、空气和细菌。扔在一起,他们创造了一个病毒枢纽。

麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)研究复杂网络中的动态过程的博士生克里斯托·尼克莱德斯(Christos Nicolaides)说,问题始于机场。一个主要因素是机场的“交通场”,它描述了一个机场与其他机场的互联性。可以预见,纽约和洛杉矶是“有影响力的传播者”。但夏威夷也是如此,它的空中交通量比纽约少30%。夏威夷位于太平洋中部,与世界上许多主要枢纽相连。一旦一个病人出现在夏威夷候机室,对着其他旅客咳嗽,疾病就会迅速扩散到世界上其他主要航空枢纽,甚至更远。

专注于基于空中交通的城市之间的相互连接,而不是距离分开,是了解2009年疫情的西北物理学家Brockmann表示如何实现流行病的关键。为了了解现代流行病,他说,我们需要在“有效距离”方面思考世界。

在传统的感觉中,伦敦和纽约相隔3,500英里,而伦敦和爱丁堡相隔约400英里。但是,当你依靠直观的城市如何联系,考虑到它们之间的空中交通,伦敦和纽约有效地是下门邻居,而伦敦和爱丁堡是遥远的表兄弟。

布罗克曼指出,流行病通过流动网络在全球迅速蔓延。2009年4月,当美国疾病控制与预防中心(Centers for Disease Control and Prevention)发布了关于H1N1病毒的公众警报时,布罗克曼将他的方法应用到了这场流行病中。在发布警报后的两周内,他预测了一种最糟糕的情况(即没有采取任何措施来控制疾病),即H1N1将在美国的哪些地方传播。根据空中交通数据和人口统计数据,他确定了墨西哥城是疾病的中心,他预测9万流感病例将集中在5个地区或“热点”:南加州、达拉斯、东北部、芝加哥和迈阿密。与CDC的最终数据相匹配,布罗克曼的预测非常准确。CDC的最终数据显示,在疫情爆发的最初几周,全国各地的确诊病例和疑似病例都有。只有迈阿密被证明是一个错误的计算,尽管该地区的感染人数在2009年夏天确实呈指数级增长。


C显然,关于流行病如何传播的数学预测是有价值的。布罗克曼说,如果疾病的中心是未知的,他可以用他的计算机模拟进行一种逆向工程,从报告感染的区域开始。他说:“我们可以确定震中在哪里,我们可以预测疾病什么时候会到达某个地方。”不幸的是,数学预测无法阻止流行病。

大流行投影:使用Brockmann的“有效距离”计算流行病学方法的假设大流行蔓延。拖动滑块以查看大流行的传播。 西北大学德克·布罗克曼提供

2011年,意大利科学交流研究所(Institute for Scientific Interchange)、波士顿东北大学(Northeastern University of Boston)和法国国立卫生与医学研究所(National Institute of Health and Medical Research)的一个国际计算流行病学家团队分析了2009年的全球大流行。他们审查了世界各国制定的前往墨西哥的旅行禁令、机场对可能感染病毒的乘客的检查,以及禁止前往墨西哥的建议。国际警报发布一个月后,他们确定进出墨西哥城的国际空气流量下降了40%。然而,这40%的下降只“导致其他国家(即首例输入病例)平均延迟不到三天”。科学家们接着预测,如果90%的往返墨西哥的航空旅行都受到限制,会发生什么情况,结果也没有多大希望——90%的限制最多只能将传播推迟20天。

他们的报告《人类流动网络、旅行限制和2009年H1N1大流行的全球传播》发表在该杂志上《公共科学图书馆•综合》,科学家们给出了一个可怕的结论:“鉴于人们的流动性不断增加,旅行限制不太可能在未来的大流行事件中有效使用。”

计算机科学家、病毒学家和微生物学家对阻止未来大流行的严峻前景持相同看法。他们说,流行病是全球流动性的黑暗面。史密斯是一位不苟言和的科学家,他指出,有一个“极端的选择”。“阻止感染传播的最好方法是停止旅行,”他说。


约翰·厄普顿(John Upton)是驻印度新德里的自由撰稿人。他的作品已出版纽约时报和谷物。他喜欢报道病原体、真菌、气候和污染。


本文最初发表于2013年7月的《in Transit》杂志。

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