我们必须解决因气候变化导致的永久冻土融化可能会使具有感染人类潜力的病原体重现的问题,Kris A Murray写道。
永久冻土并不是永恒不变的。模型预测,由于气候变化,到2100年,现有的永久冻土中有24%到70%将会融化。这一前景令人担忧——永久冻土覆盖了北半球的近四分之一以及其他一些地区。融化的永久冻土正在改变这些冰冻生态系统的形态和功能,释放出原本深埋于地下或安全储存在冰中的物质,包括会加剧全球变暖的二氧化碳和甲烷;导致地面沉降,破坏北极基础设施;以及揭示被冰封的野生动物、家畜和人类及其病原体。
由永久冻土融化引发的一个经常登上头条的风险是长期冷冻的微生物,通常被称为僵尸病毒的出现,尽管细菌、真菌和其他潜在病原体也存在于地下。它们因其有可能复活并再次变得具有传染性而令人担忧,甚至可能引发另一场大流行。然而,对于气候驱动的僵尸病原体的出现是否是真实的可能性还是想象中的威胁,以及可以采取什么行动来防止它,意见不一。
根据现有知识,我们在传达这些风险时应避免夸大其词。迄今为止,尚未报告过一例由融化永久冻土引起的病毒感染病例。要发生这种情况,病毒需要在极其有利的条件下保存并解冻才能存活并变得具有传染性。这与目前从永久冻土中描述的大多数病毒的情况非常不同。
例如,从西伯利亚永久冻土中发现的一具300年前死于天花的人类尸体中提取了天花病毒DNA,但它是退化的且不具备传染性。RNA病毒,即引起大多数人类病毒疾病和几乎所有的大流行的病毒,更为脆弱。1918年西班牙流感(一种RNA病毒)的H1N1大流行病毒从阿拉斯加永久冻土中埋葬的个体肺部恢复,但同样不具备活力。自然人类感染由具有流行或大流行潜力的病毒从永久冻土中融化似乎极不可能。
然而,关于病原体从永久冻土中复活仍存在真正的担忧,我们必须确保不会加剧这些风险。例如,从阿拉斯加永久冻土中恢复的退化且不具备活力的H1N1大流行病毒后来在实验室中被重建。从那里开始,它在实验室感染试验中迅速证明了自己的实力,通过引起小鼠、雪貂、猪和非人类灵长类动物的疾病或死亡。虽然实验室事故和危险病原体泄漏很少见,但由于生物安全有意或无意的违规行为,在实验室内外已频繁发生,导致人类和动物死亡。永久冻土提供了大量微生物可供实验,其中一些将在我们继续研究如何复活它们的过程中被证明是有害的。
其他病原体群组也比危险病毒更耐受永久冻土的融化。芽孢杆菌属的细菌具有非常坚韧的孢子,可以在各种恶劣环境中(热、盐、冰冻)存活几十年到数千年。由芽孢杆菌属的炭疽杆菌孢子引起的炭疽疫情曾因暴露于75年前解冻的牲畜尸体而发生。例如,2016年西伯利亚爆发的一次炭疽疫情感染并杀死了2000多头驯鹿和一名12岁男孩。约有90人被送往医院。仅在俄罗斯北极地区,就有约150万头感染炭疽的驯鹿被埋在冻土中,当它们解冻时,需要进行生物安全管理。
其他同样重要的例子中,风险更难以评估。例如,巨型病毒Pithovirus sibericum是从3万年前的西伯利亚永久冻土中解冻并提供给其现代宿主变形虫而复活的。虽然这类巨型且坚韧的病毒主要被视为单细胞生物的病原体,但有些可以感染人类并与免疫反应和疾病有关(例如Mimivirus和肺炎),其在人体微生物组中的作用尚不清楚。
研究人员和公共卫生官员应更加关注气候变化引起的永久冻土融化以及新出现病原体的风险。同样,我们不能忽视在永久冻土地区探索和开发化石燃料、基础设施发展以及不断增长的城市人口的影响。这些都是土地利用、生态系统和生物多样性变化的主要催化剂。这些重大风险因素的存在和增加,加上气候变化引起的永久冻土融化,可能会将这些字面意义上的冷点转变为未来的疾病热点。
我们已经变得过于擅长从永久冻土中干扰并复活微生物。避免僵尸病原体出现的最佳策略,就像应对气候变化本身一样,是限制我们对这些脆弱景观的影响,并保持冻结——即将尽可能多的化石燃料、二氧化碳、甲烷和微生物留在地下。
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