揭秘：曾殺死30萬人的豬流感不可阻止！

IMCTT

　　工廠式農(nóng)場和空中旅行讓流行病插翅而飛。

　　2004年某天，一頭豬和一些同伴一起被卡車運(yùn)到了香港最大的上水屠宰場。它可能來自中國大陸任何一個(gè)農(nóng)場。

　　這頭豬被關(guān)在局促的空間里，然后被推入傳輸帶。當(dāng)它到達(dá)傳輸帶末端的時(shí)候，有人用高壓電往它腦門上打了一下，把它電死。隨后，一個(gè)工人劃開了它的喉管。

　　在它的尸體被高高吊在鏈條上，被燙洗、被凈腔之前，香港大學(xué)的科學(xué)家用棉簽擦拭它的口腔，開始豬流感檢測的流程。這頭豬攜帶著一種似乎無害的流感病毒株。這個(gè)病毒株被進(jìn)行了基因測序，命名為 Sw/HK/915/04，病毒株的信息被輸入數(shù)據(jù)庫，然后就被遺忘了。

　　五年后，一場起源于豬的流感疫情爆發(fā)，并通過空中旅行橫掃全球，從美國到巴西，從中國到新西蘭，從南非到芬蘭，一路帶走了接近30萬人的生命。

　　科學(xué)家斷定疫情爆發(fā)的源頭在墨西哥，離一個(gè)大型豬育種場不遠(yuǎn)?？茖W(xué)家們鉆研了數(shù)據(jù)庫，在其中搜尋關(guān)于這個(gè)殺人病毒的線索。最后他們發(fā)現(xiàn)，那頭香港生豬攜帶的 Sw/HK/915/04 病毒株的8個(gè)基因中，有7個(gè)和2009年豬流感的病毒株相同。

　　在科學(xué)家看來，它們的共有基因說明2009年的病毒株可能通過混合全世界生豬所攜帶病毒株的基因片段實(shí)現(xiàn)了進(jìn)化。生豬的國際航運(yùn)很少被追蹤，研究人員也沒能在那頭香港生豬和2009年的墨西哥豬流感間建立直接的聯(lián)系。

　　“我們并沒有關(guān)于墨西哥豬流感病毒的信息，”新加坡國立大學(xué)下屬杜克-新加坡國立大學(xué)醫(yī)學(xué)院（Duke-NUS Graduate Medical School）的進(jìn)化生物學(xué)家 Gavin Smith 表示。他是一篇發(fā)表在《自然》（Nature）上的關(guān)于2009年豬流感疫情論文的第一作者?！斑@個(gè)病毒可能來自墨西哥當(dāng)?shù)?，但是它的一些基因成分卻可能來源于亞洲?！?br />
　　Smith 的觀點(diǎn)和一些國際衛(wèi)生官員以及科學(xué)家的看法相同。他們認(rèn)為目前病毒最令人坐立不安的部分就在于，它們能夠輕松快速地借助跨洋旅行傳播。他們認(rèn)為，2009年的豬流感疫情扯下了全球化的危險(xiǎn)面紗。

　　“在這個(gè)流動(dòng)性和50、100年前的截然不同的世界上，病原體不斷進(jìn)化、四處傳播，”西北大學(xué)理論物理學(xué)家 Dirk Brockmann 表示。他的研究課題是感染性疾?。ò?009年的被歸為H1N1的豬流感）的傳播?！爱?dāng)一種人傳人的病原體，比如 H1N1 病毒出現(xiàn)時(shí)，它的危害是巨大的?！?br />
　　目前，工廠化的生豬養(yǎng)殖場和屠宰場為病原體提供了狂歡般的進(jìn)化機(jī)會(huì)。生豬是甲型流感病毒（Influenza A）的孵化器，這種病毒能夠?qū)е掳l(fā)燒、嗜睡、流涕，每年都有數(shù)以萬計(jì)的人因此喪生。

　　1918年到1919年的西班牙流感殺死了高達(dá)5千萬人口，導(dǎo)致這場流感的病毒正是在豬的身體里進(jìn)化，然后“跳”到人類身上的。2009年的H1N1病毒也屬于甲型流感病毒的亞型。

　　甲型流感病毒由動(dòng)物傳人，也可以由人傳人，通過接觸、呼吸和血液傳播（烹煮過程可以殺死病毒）。遷徙的野鴨以及其他水禽是甲型流感病毒的原始攜帶者，古老的病毒株在它們之間傳播。

　　雖然人類很難感染禽流感病毒，人類的病毒也很難傳染給鳥類，不過豬卻可以成為人類和鳥類間的病毒媒介。豬可以同時(shí)被鳥類、人類和其他豬身上的甲型流感病毒株所感染。

　　甲型流感病毒一般包含8個(gè)基因片段。當(dāng)與其他病毒株交換基因片段時(shí)，它可以快速地進(jìn)化并產(chǎn)生新的突變型。

　　“當(dāng)受到多重感染的細(xì)胞復(fù)制時(shí)，”來自 Duke-NUS 的 Smith 表示，“來自某一株病毒的1個(gè)基因和來自另一株病毒的7個(gè)基因可能被打包整合在一起。當(dāng)然，組合也可以是其他任何方式?！?br />
　　大多數(shù)這樣的突變株無法存活。但是從達(dá)爾文進(jìn)化論的角度看，有時(shí)，通過基因重組和重排產(chǎn)生的某個(gè)突變株的適合度也可能比它的任何先輩都要好。

　　寄居在2004年那頭香港生豬身體里的病毒以及它在墨西哥的殺人“表親”都是三重重組病毒：它們是來自于人類、豬和鳥的病毒基因整合在一起的產(chǎn)物。

　　類似于香港上水的工廠化的屠宰場在宰殺生豬前會(huì)把它們圍攏在一起，這個(gè)操作讓問題變本加厲。生水屠宰場建于1999年，它由三家較小的香港屠宰場合并而成，目的是為了節(jié)約用地、增加效率。

　　生豬從中國大陸的9個(gè)省運(yùn)過來，以滿足愈發(fā)富足的亞洲對(duì)肉類的需求。上水屠宰場每天要宰殺大約5千頭生豬。

　　香港大學(xué)病毒學(xué)家 Malik Peiris 解釋道，過去，當(dāng)生豬被關(guān)在各自的農(nóng)場里時(shí)，肆虐的流感毒株是相對(duì)孤立的。但是現(xiàn)在，來自四面八方的生豬被運(yùn)到同一處，它們可以互相交換口水、空氣和病菌。這些因素形成合力，把屠宰場變成了病毒的中轉(zhuǎn)中心。

　　“你不可能讓這些豬保持隔離，”在上水屠宰場監(jiān)控流感病毒的 Peiris 表示，“所以病毒總是有從一群豬傳染到另一群的機(jī)會(huì)?！?br />
　　Peiris從國際層面補(bǔ)充道，“人們固有的想法告訴他們豬病毒是不會(huì)四處跑的。豬不會(huì)飛嘛?！钡?，他的研究“明確地說明了病毒從北美洲、歐洲向中國的擴(kuò)散”。他表示種豬在國家間的交換會(huì)加速病毒的傳播。

　　“受感染動(dòng)物的移動(dòng)確實(shí)會(huì)增加病毒傳播的風(fēng)險(xiǎn)，”Smith 表示，“危險(xiǎn)在于，不同的豬群中有不同種的病毒，而不同病毒株的混合會(huì)增加病毒的多樣性?！?br />
　　豬本身并不是疫情發(fā)生的元兇。不論如何，感染了病毒的豬的癥狀無非就是流點(diǎn)鼻涕、發(fā)點(diǎn)兒小燒之類。實(shí)際上，因?yàn)椴《驹谝话闱闆r下對(duì)成年豬而言并不致命，許多農(nóng)民也就懶得為它們注射疫苗。

　　香港特區(qū)政府的高級(jí)獸醫(yī)官 Shirley Chuk  表示，“因?yàn)檗r(nóng)民沒有蒙受重大經(jīng)濟(jì)損失，所以給豬打疫苗就是浪費(fèi)錢。農(nóng)民沒有防疫的理由。”

　　最佳的防御機(jī)制是切斷流感病毒由豬傳染給人的路徑。Chuk 說，“在農(nóng)戶這邊，我們總是建議他們注意個(gè)人衛(wèi)生?！?br />
　　不過光有這些是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的?？茖W(xué)家無法找到2009年 H1N1 由豬傳染到人的途徑。但是他們知道，一旦有人類被感染，現(xiàn)代空中旅行就會(huì)成為病毒的高速公路。

　　在麻省理工學(xué)院（MIT）研究復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中動(dòng)態(tài)過程的博士生 Christos Nicolaides 認(rèn)為，問題始于機(jī)場。

　　最大的隱患是機(jī)場的“交通場”（traffic field），也就是指某個(gè)機(jī)場和其他機(jī)場構(gòu)成的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)?？梢灶A(yù)見的是，紐約和洛杉磯是“病毒傳播重犯”。

　　不過夏威夷也位列其中。雖然它的空中交通流量比紐約少30%，但這個(gè)位于太平洋中部的地方連接著多個(gè)世界級(jí)的交通樞紐。

　　一旦某個(gè)病人出現(xiàn)在夏威夷機(jī)場候機(jī)廳并對(duì)著其他候機(jī)者咳嗽，病毒就可以呈放射狀地傳播到世界其他大型交通樞紐，然后擴(kuò)散開來。

　　研究2009年疫情的西北大學(xué)物理學(xué)家 Brockmann 認(rèn)為，空中交通的互聯(lián)性，而非地區(qū)間的距離是理解疫情轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵。要想理解現(xiàn)代流行病，我們需要借助“有效距離”的概念來理解世界。

　　從常理看，倫敦和紐約相距5600多千米，而倫敦和愛丁堡只相隔不到640千米。但是如果依靠直覺來感受城市間的距離，把空中交通考慮在內(nèi)的話，紐約才是倫敦的近鄰，而愛丁堡不過是遠(yuǎn)親。

　　Brockmann 發(fā)現(xiàn)，流行病通過交通網(wǎng)迅速傳播。2009年4月，當(dāng)美國疾病控制和預(yù)防中心（Centersfor Disease Control and Prevention）發(fā)布 H1N1 病毒公眾警報(bào)時(shí)，Brockmann 用他的方法對(duì)疫情進(jìn)行了預(yù)測。

　　在警報(bào)拉響后的2周內(nèi)，他假想了在沒有采取任何疾病控制措施的情況下，H1N1 在美國傳播的最壞情形。他認(rèn)為墨西哥城是疾病擴(kuò)散的“震中”。根據(jù)空中交通和人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，他預(yù)計(jì)在以下5個(gè)“熱點(diǎn)”區(qū)域或城市將會(huì)聚集9萬例流感病例：南加州、達(dá)拉斯、西北部、芝加哥以及邁阿密。

　　美國疾病控制和預(yù)防中心統(tǒng)計(jì)了在疫情暴發(fā)后的幾周內(nèi)，美國國內(nèi)的確診以及疑似病例數(shù)據(jù)。和該數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照后可以發(fā)現(xiàn)，Brockmann 的估計(jì)驚人地準(zhǔn)確。其中只有對(duì)邁阿密的估計(jì)有很大偏差，不過在邁阿密地區(qū)的感染病例數(shù)量確實(shí)也在2009年夏季呈現(xiàn)了幾何式的增長。

　　顯而易見，流行病傳播的數(shù)學(xué)模型估計(jì)非常有價(jià)值。Brockmann 認(rèn)為，如果疾病的爆發(fā)中心未知，那么他可以用電腦模擬進(jìn)行逆向推演，通過被報(bào)告的感染地區(qū)數(shù)據(jù)來找到它。

　　他說，“我們可以識(shí)別出震中，接著預(yù)測疾病的未來走向，”不幸的是，數(shù)學(xué)模型預(yù)測并不能阻止疫情。

　　2011年，一支由意大利科學(xué)交流研究所（Institute for Scientific Interchange）、美國東北大學(xué)（Northeastern University）以及法國國立衛(wèi)生和醫(yī)學(xué)研究所（French NationalInstitute of Health and Medical Research）共同組建的國際計(jì)算流行病學(xué)專家團(tuán)隊(duì)對(duì)2009年疫情在全球的擴(kuò)散進(jìn)行了分析。

　　他們分析了世界各國實(shí)施的墨西哥旅游禁令、機(jī)場對(duì)受感染旅客的排查、以及針對(duì)墨西哥旅游的勸退建議。在國際警報(bào)拉響后的一個(gè)月，他們發(fā)現(xiàn)墨西哥城的起降航班數(shù)量下降了40%.

　　然而，這40%的下降僅僅“延緩了疾病向其他國家的擴(kuò)散，平均延緩時(shí)間為3天（指第一例輸入性病例）?！笨茖W(xué)家們接著估計(jì)了當(dāng)90%的來往墨西哥的航班被限制時(shí)的情況，結(jié)果也并不樂觀。90%的禁飛限制至多只能將擴(kuò)散延緩20天。

　　他們的這份名為“人口流動(dòng)性網(wǎng)絡(luò)、旅行限制與2009年H1N1疫情在全球的擴(kuò)散”的報(bào)告發(fā)表在 PLOS One 期刊上。在這篇論文中，科學(xué)家們得出了一個(gè)可怖的結(jié)論：“考慮到人口流動(dòng)性的不斷增加，旅行限制不太可能有效地抑制未來的疫情蔓延。”

　　計(jì)算機(jī)科學(xué)家、病毒學(xué)家以及微生物學(xué)家都贊同這個(gè)悲觀的預(yù)測，他們都認(rèn)為未來的疫情傳播無法被阻止。他們認(rèn)為，流行病反映了全球人口流動(dòng)性的陰暗面。Smith 是個(gè)嚴(yán)肅的科學(xué)家，他非常直白地指出，只有一種“極端的解決方式”。他說，“阻止疫情傳播的最好方法就是阻止人們旅行。”

　　John Upton 是自由記者，他曾為紐約時(shí)報(bào)和 Grist 撰稿。他喜歡寫作關(guān)于病原體、真菌、氣候和污染的文章。

　　來源： 《科學(xué)美國人》中文版《環(huán)球科學(xué)》