2008年世界卫生日与世界卫生组织(WHO)60周年纪念以研究“消除气候变化影响,保护人类健康”为主题,标志着气候变化与健康的关系已成为世界普遍关注的重大公共卫生问题。而在气候变化产生的众多效应中,最重要的一个方面就是对传染病的影响^〔1〕。因气候变化而导致的气候变暖、海平面上升、极端天气、水灾、干旱、空气与水质、媒介生态学等一系列问题,正直接或间接地影响许多传染病的传播。本研究以传播途径分类,对呼吸道传染病、肠道传染病,虫媒传染病等与气候变化的关系作一综述。

(1)气候变暖:二氧化碳、甲烷和氧化亚氮等温室气体浓度的显著增加导致全球气候呈现以变暖为主要特征的显著变化。若以等于或高于当前的速率持续排放温室气体,21世纪末全球平均地表气温可能升高1.1~6.4℃;(2)海平面上升:海洋吸收80%被增添到气候系统的热量,且冰川、冰帽和积雪退缩导致在1961-2003年间,全球海平面以1.8mm/年的平均速率升高;(3)降雨量改变:北美和南美东部、欧洲北部、亚洲北部和中部地区降雨量明显增加;萨赫勒、地中海、非洲南部、亚洲南部部分地区降雨量减少;(4)极端天气与厄尔尼诺(ENSO)-南方涛动现象(SOI);气候变化增加了极端天气与ENSO发生的频率与广度,如热浪天气、干旱和洪涝灾害等频繁出现。

(1)由于温室气体持续排放,空气质量恶化,空气中臭氧与其他污染因子浓度上升会增加人类对呼吸道传染病的易感性,从而导致呼吸道传染病的新发或发病率上升。(2)随着全球气候变化,温带地区开始变暖,感染或携带致病原体的昆虫和啮齿类动物分布的范围与危害期限随之扩大,从而导致虫媒传染病的扩散。此外,气候变暖与降雨量改变直接影响病原体的成熟和媒介的繁殖、改变媒介或宿主的栖息地、增加叮咬率并缩短病原体的潜伏期,从而导致虫媒传染病发病率上升。(3)海水温度和海平面升高改变着全球地区水源分布与水中微生物种群数。海洋浮游生物是霍乱弧菌等病原体的天然储存库,海水温度升高加速浮游生物(桡脚类动物)的生长与海水中病原体的繁殖,从而导致肠道传染病发病率增加,造成霍乱、菌痢等肠道传染病的流行,并使流行季节提前。(4)极端天气(如热浪、水灾、干旱等)与ENSO所致的人口迁移、对粮食生产、淡水资源以及卫生设施的破坏能间接地影响全球(特别是贫困地区)传染病的传播。

黄平等^〔3〕经曲线拟合2003年广东省SARS发病率和主要气候参数;杨智聪等^〔4〕应用相关回归分析方法研究广州市和香港SARS发病率与当地平均气压、平均气温;BiP等^〔5〕使用Pearson相关分析与危险因素负二项回归分析对2003年北京市与香港每日新发SARS病例数与气候资料进行研究,均发现SARS暴发与气温参数呈负相关,与气压参数呈正相关。Tan J等^〔6〕运用生态学分析方法研究SARS发病数上升有关。张强等^〔7〕对北京市与香港2003年4月4日-2003年6月7日每日新发SARS病例情况与气候条件进行分析,发现2地SARS暴发前后均有明显冷空气活动,一方面随着气温剧降大大削弱人体的抵抗力和免疫力,另一方面冷空气前锋的暖湿、稳定空气,不利于污染物扩散,病毒容易在低空滞留、积蓄,使浓度提升而增加了感染机会,从而加剧了SARS的传播。

气候变化增加ENSO发生的频率与广度。K M Choi等^〔8〕使用美国加州各县1982-1998年流感死亡率数据,建立流行病学模型,并充分考虑了各种不确定性因素,最终形成流感死亡率地图和时间曲线。结果表明,流感死亡率时间曲线在ENSO发生年份与正常天气年份存在不同,正常天气年份流感的平均死亡率比ENSO发生年份高3倍,说明ENSO影响流感的发生,该研究结果与Ce'cile Viboud等^〔9〕一致。MitsuyoshiUrashima等^〔10〕通过建立季节模型模拟日本东京每月天气状况与流感病列,发现在开创条件一定的情况下,若每周中最高气温>10℃的天数越少,湿度<60%的天数越多,则每周流感病例数越多。Anice C Lowen等^〔11〕为研究气候与流感流行提供直接的实验依据,将感染流感的豚鼠放置同一房间,以研究气温、湿度与流感传播的关系。实验结果显示,流感传播的最适宜湿度为20%~25%,当湿度上升至80%,流感传播被完全阻断。气温5℃时流感传播的可能性>20℃,当气温上升至30℃流感传播被完全阻断。

在孟加拉海湾,气候变化与霍乱流行的关系日益明显,1893-1940年,霍乱流行与ENSO关系较弱,但在ENSO日趋活跃的1980-2001年,霍乱流行与ENSO显示出持续而强烈的联系^〔12〕。ENSO能导致每平面温度上升,从而引起海中桡脚类动物(浮游动物)的迅速生长、繁衍。桡脚类动物主要靠海藻为生,且能作为霍乱弧菌的繁殖场所^〔13〕。霍乱具有明显的夏秋季发病率升高的特点,Hashizume M等^〔14〕通过研究孟加拉国1996-2002年,每周霍乱病例数与降雨量的关系,发现平均降雨量每超过阈值(45mm)10mm,则霍乱病例数上升14%,相反,若平均降雨量每低于阈值10mm,则每周霍乱病例数将上升24%。

Zhang Y等^〔15〕通过使用山东省济南市1987-2000年每月细菌性痢疾病例数与气候资料建立季节自回归求和移动平均(SAREMA)模型,发现济南市细菌性痢疾流行与最高气温、最低气温、降雨量、相对温度以及气压相关,其中最高气温每上升1℃菌痢发病数将增加超过10%。谈荣梅等^〔16〕对1991-2001年菌痢逐月的发病率与同期逐月气候因素进行单因素相关分析,结果显示,菌痢发病与气温、日照时间呈显著正相关,与气压呈显著负相关。

MabasoML等^〔17〕通过研究南非5个城市1988-1999年疟疾发病率与南方涛动指数(SOI)的关系以说明ENSO对疟疾传播的影响。研究发现,当SOI指数为负值时,疟疾发病率低于平均水平,而当SOI指数为正值时,疟疾发病率则高于平均水平,SOI与疟疾发病率呈正相关。Gagnon AS等^〔18〕通过分析南美洲ENSO与疟疾流行的关系,发现哥伦比亚、圭亚那、秘鲁和委内瑞拉的疟疾流行与ENSO相关。目前有许多关于气候变化与非洲地区疟疾的报道,且研究结果存在较大的争议。有报道显示,肯尼亚疟疾与该地区不寻常的高温气候有关^〔19〕,但却另有报道指出气候变化与非洲疟疾无关,并强调影响疟疾流行的主要因素是耐药性、人口流动、人口免疫状态、疾病控制水平以及土地使用变更情况^{〔20, 21, 22〕}。而在埃塞俄比亚的德卜勒泽特,研究结果显示,疟疾流行与1968-1993年气温的逐渐上升有关^〔23〕,且耐药性、人口流动以及疾病控制水平不能解释这种相关性。以上这些争议主要与非洲地区疟疾监测数据质量差且人口学和生物学资料(药物耐药性)等难以充分掌握有关。

Hales S等^〔24〕通过调查南太平洋地区14个岛国登革热发病率与ENSO的关系发现,10个岛国的南方涛动指数与登革热发病率呈正相关,其中5个岛国的SOI与气温和/或降雨量有关。由ENSO引起的气候变化导致登革热发病率增加。Chadee DD^〔25〕等分析西印度群岛的特立尼达岛2002-2004年登革热与登革热出血热发病率及气候和蚊子指数间关系,发现降雨量与登革热发病率显著相关,且在6月与11月间形成明显的“登革热季节”。

尽管已有众多关于气候变化与传染病的报道,但此领域的研究尚处于初级阶段,仍存在许多问题:(1)除气候变化因素以外,传染病的流行还受到众多包括卫生状况、公共卫生服务、人口密度与人口统计学资料、土地使用改变、耐药性等非气候变化因素的影响;(2)气候变化通过直接或间接途径作用于传染病流行。它可直接影响传染病病原体与媒介、又能通过改变人类的营养以及人口统计学特征从而改变人群对传染病的易感性间接影响传染病的流行。上述问题使确定人类对气候变化因素的暴露值相当复杂,且无法找到气候因素的非暴露人群作比较;(3)尽管模型是检验假设和开展敏感性分析的有效工具,但大部分报道在建立模型的过程中往往没有考虑非气候因素,模型结论常与传染病流行间接相关,因此,模型结果并不能运用于实际生活以预测特定气候状况能引发何种传染病流行传播。

公共卫生专家在研究气候变化与传染病关系时,需与气象学、生态学、社会科学、数学、临床医学等多学科专家的通力合作;借助如生态状况卫星遥感器、地理信息系统(GIS)分析技术以及计算机技术等手段以完善模型的建立,使用分子生物学技术追踪特定病原体的分布与迁移以研究气候与生态变化对传染病传播与流行的影响等,进一步探索和掌握地区人群疾病谱改变的规律性以及在气候变化条件下各地区可能出现的传染病流行变化。