医学与社会
2018年09月号
医学进展

非洲和美洲的霍乱起源于亚洲? 新研究证实了这一点

作者:马雷雷

流行病学中最有名的例子之一,或许是英国医生John Snow于1854年绘制了伦敦霍乱病例地图,指出布罗德大街上的一个水泵可能是致命疫情的来源。将水泵的把手拆掉,有助于阻止霍乱疫情的传播。现在,科学家们使用最新的基因组测序技术,在全球范围内进行了与John Snow相似的研究工作——寻找霍乱疫情的源头。结果发现,过去半个世纪内,非洲和美洲暴发的霍乱疫情都是由起源于亚洲的霍乱弧菌新菌株。

这两项研究可能会平息关于环境因素在霍乱全球负担中作用的古老争论。这些研究还可能对抗击该病的斗争产生重大影响,因为它使公共卫生官员能够把精力集中在可能是最危险的输入菌株上。世界卫生组织驻瑞士日内瓦的霍乱专家Dominique Legros说,这意味着在非洲或美洲没有大规模暴发的地方储存库,在这些地方消灭霍乱是完全可以实现的。

霍乱由霍乱弧菌引起,可通过被粪便污染的水源传播。几个世纪以来,由亚洲传播到世界各地的致病菌引发了七次全球霍乱大流行。第七次大流行始于1961年的印度尼西亚,1970年到达非洲,1991年袭击拉丁美洲,至今仍在流行,每年仍有约300万人深受其害。

然而,之前关于世界各地疫情的相关性以及疫情的源头则是众说纷纭。20世纪70年代,马里兰大学的Rita Colwell教授认为,霍乱的暴发是由当地的环境引起的。Rita Colwell教授说,因为在许多河流和近海都发现了大量霍乱弧菌的存在,它们附着在浮游生物上,当环境因素(如厄尔尼诺现象)使得浮游生物泛滥,霍乱就会在卫生条件差的地方暴发,气候变化会使霍乱暴发得更加频繁。

此后,科学家们就到底有几次大暴发是由当地环境引起(而非旅行者带入)的问题而争论不休。科学界因这个问题产生了分歧。后来,有人提出霍乱的大暴发可能是由这两种因素共同引起的。以非洲霍乱大流行为例,美国佛罗里达大学新兴病原体研究所的Marco Salemi 教授认为,一种来自亚洲的霍乱弧菌菌株进入非洲后,便在当地环境中存活下来,并不断繁衍传播,这些菌株还能够与当地的生物进行基因交换,从而形成全新的菌株。

为了解决这个问题,Thomson领衔的一个国际研究小组,经过数年时间,在亚洲、非洲和美洲收集了半个世纪内的714株细菌的样本。他们对所有细菌进行基因组测序、比较,并与以前发表的数百菌株的基因组比对。

研究人员分别对美洲和非洲的几次霍乱大流行进行了分析。在过去的半个世纪中,美洲有两次大流行,第一次始于秘鲁,在1991年至1993年间几乎蔓延至整个拉丁美洲;另一次始于2010年的海地,目前仍在持续。经过分析发现,90年代的大流行是源于1991年亚洲霍乱弧菌的引入,其经由非洲到达秘鲁。而2010年的海地霍乱大流行,分析结果进一步证实了以前的结论,即这次大暴发是由来自尼泊尔的联合国维和部队无意中引入的(两次的传播路线见图2),其从南亚抵达墨西哥,可能途经东欧。研究人员还确定了从亚洲引入非洲的11次大规模暴发的霍乱。非洲和美洲当地的霍乱弧菌也确实引发了一些病例,但并没有引发大规模的暴发。

该研究结果使“环境假说”不攻自破。Salemi说,“我本以为会有更多的本地暴发”,但上述研究结果并非如此。此前因霍乱研究和倡导清洁水而备受称赞的Rita Colwell说,“我不想对此研究进行公开评论,在长期的辩论中,对手对我的态度很糟糕,我不想再这样了。”

世界卫生组织(World Health Organization,WHO)于2017年10月公布了一项计划,该计划旨在通过清洁饮水项目和口服霍乱疫苗(2013年建立了口服霍乱疫苗库),期望到2030年将霍乱死亡率降低90%。而上述研究结果可以帮助我们实现这个目标,因为当出现新的霍乱病例时,通过对霍乱弧菌进行基因测序,科学界可以判断它是否来源于亚洲。这可能有助于找出真正有大规模暴发风险的霍乱疫情,而这些疫情是最有必要使用有限的疫苗库存的。这不仅可以减少资源浪费,还可以使疫苗真正用在“刀刃上”,最大限度地降低霍乱疫情大规模暴发的可能性。
此外,该研究结果也表明,消除亚洲霍乱弧菌自然疫源地是非常重要的。Legros说,“如果我们想要在全球范围内控制住霍乱,就必须在亚洲疫源地控制住它。”亚洲这一地区的霍乱弧菌受到某种因素影响,可以进化出新的菌株并传播到全世界,然而,科学家目前尚不清楚这种因素是什么。因此,全球研究霍乱的科学家们任重道远。

(作者:马雷雷)

参考文献:Science 2017;358:706-707

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