去年秋季的飓风给佛罗里达西部带来了巨大的洪水,不仅摧毁了家园和社区,还带来了一个危险的敌人——一种名为 Vibrio vulnificus 的微小细菌。这种细菌在温暖的咸水中繁衍生息,被从墨西哥湾和大西洋沿岸水域推入内陆。它们可以破坏皮肤,引起严重的胃肠疾病,并导致致命的败血症。由于风暴的影响,2024年佛罗里达州的严重病例数量比去年同期翻了一番,截至12月初,已有82人感染,其中16人死亡。
佛罗里达人并不是唯一暴露于这种危险微生物的人群。在美国,每年大约有500人因 Vibrio 细菌住院治疗,100人死亡。 Vibrio 细菌在水温达到59华氏度(约15摄氏度)或更高时最为活跃。随着气候变化使水温更频繁地超过这一阈值,这种细菌——过去很少出现在佐治亚州以北地区——现在正沿着美国东海岸出现。专家预测,到2041年,纽约周围将常见由 V. vulnificus 引起的疾病,而到下个世纪初,每个东海岸州都将显著增加感染病例。
国际上, Vibrio 在较高纬度地区也迅速增多,尤其是在智利和波罗的海沿岸国家,这些地区的水温上升速度超过了其他地方。科学家估计,全球范围内,适合 Vibrio 生长的条件比1980年代多出现了10%的日子。
“在我们开始看到全球气温升高之前, Vibrio 病例非常罕见。随着适宜其繁殖的条件变得更加广泛,这些病原体的数量自然会增加,”萨尔瓦多·阿尔马格罗-莫雷诺(Salvador Almagro-Moreno)说,他在田纳西州孟菲斯市圣犹大儿童研究医院的实验室研究这种微生物。
尽管这种健康威胁日益增长,但人们对为什么某些菌株具有危险性而其他菌株则无害,为什么危险菌株只存在于某些水域,以及它们在人体内的具体行为知之甚少。随着越来越多的美国人暴露于这种细菌,回答这些问题将变得至关重要。
这张扫描电子显微镜图像显示了一个 Vibrio vulnificus 细菌。这种物种通常生活在温暖的海水中,可能导致严重的感染。随着地球变暖,人们接触这些微生物的风险可能会增加。
什么是 Vibrio ?
超过100种 Vibrio 中,有四种引起了大多数健康问题。我们大多数人至少间接熟悉它们引起的疾病。
V. vulnificus 是在佛罗里达州感染人们的那种细菌,也是媒体中经常报道的“食肉细菌杀死渔民”故事背后的微生物。这种物种以及 Vibrio parahaemolyticus 和 Vibrio alginolyticus ,会污染蛤蜊和牡蛎等贝类,这些贝类可以大量消灭鱼类,并在食用生的或未煮熟的贝类时导致严重的胃肠症状和脱水。此外, Vibrio cholerae 是引起霍乱的细菌,这种腹泻性疾病每年在全球范围内感染多达300万人,造成95,000人死亡。
即使在同一物种内,也有无害的菌株。研究人员目前正在努力确定特定因素,包括水的盐度、营养物质的可用性和周围生物多样性,这些因素允许最危险的菌株生存和繁殖。
虽然太平洋中很少出现有害菌株,但 V. vulnificus 菌株在大西洋和墨西哥湾沿岸水域是常见的。即使在其自然环境中,科学家们也不完全了解它们的作用,但其中一个功能可能是分解由分解甲壳动物留下的“海洋雪”,阿尔马格罗-莫雷诺说。
由于海洋中大片区域缺乏生存所需的营养物质,这些细菌大部分时间处于休眠状态。但当接触到营养物质的流入时,它们会在“爆发”中迅速生长和繁殖。
人们是如何感染的——谁的风险最大?
佛罗里达墨西哥湾沿岸地区感染病例的增加主要是由于接触被感染的水。塔帕湾流域项目助理主任玛雅·伯克(Maya Burke)负责保持西海岸水道的安全和清洁,她说:“人们在试图恢复财产秩序时,会暴露在温暖的静止水中。这些正是 Vibrio 可以茁壮成长的条件。”
可能还有大量的营养物质被风暴冲入水中,导致 Vibrio 爆发。这包括草坪上的农药径流、从破裂的老化废水管道排放到水道中的原始污水,以及化肥厂产生的放射性废物副产品磷石膏。
飓风后的塔帕湾监测显示 Vibrio 存在,伯克说,但确切的数字和类型尚未公布。该地区并未持续监测 Vibrio 水平,她补充道。
因为 Vibrio 在接触营养物质时会迅速繁殖,它们在人类肠道和血液中也会快速繁殖。“它们是地球上生长最快的生物之一。它们进入宿主体内,找到这个温暖、营养丰富的环境,然后迅速繁殖,”阿尔马格罗-莫雷诺说。(关于 Vibrio 是否在人体内处于休眠状态尚不清楚。)
Vibrio 感染是什么样子?
_ Vibrio_ 可以通过几种不同的方式进入人体。通过开放伤口接触危险菌株的症状包括红肿、疼痛、肿胀、变色、分泌物,最终导致死亡的黑色皮肤。(后者使其获得了“食肉”的绰号。)吞咽受污染的海水或食用受污染的海鲜会导致腹泻、腹痛和呕吐。如果感染进入血液,早期症状包括发热、寒战和危险的低血压。
这会导致20%的感染者在几天内死亡。
使这些细菌如此致命的是它们快速繁殖的能力。“如果你发现手指或脚上有奇怪的东西,你会寻求治疗。但问题是,你可能在白天感染,到第二天早上醒来时已经发生败血症,”阿尔马格罗-莫雷诺说。
“如果你感染了,必须立即采取行动,”迈阿密大学微生物学家穆罕默德·莫尼鲁扎曼(Mohammad Moniruzzaman)说。大多数抗生素在足够早的时候服用可以有效治疗。严重的伤口感染可能需要切除组织或截肢。因此,莫尼鲁扎曼建议,如果有开放伤口,应避免接触沿海水域,或者至少用防水贴覆盖伤口。
对于老年人、免疫系统受损或患有某些慢性疾病的人来说, Vibrio 感染尤其危险。《柳叶刀》杂志的一篇综述文章指出,肝病患者死于 V. vulnificus 的风险比肝脏更健康的人高200倍。
避免 Vibrio 影响的努力
气候变化导致 Vibrio 细菌的增加也影响了海鲜行业。罗非鱼和虾养殖场特别受到 Vibrio 爆发的打击。发表在《mBio》杂志上的一篇论文称 Vibrio 是“全球水产养殖业日益严重的问题”。一些海鲜养殖场在爆发后鱼类死亡率高达80%,阿尔马格罗-莫雷诺曾报告过。在极少数情况下,阿拉斯加的牡蛎也受到影响。
随着东海岸水域在秋季保持温暖, Vibrio 物种可以在更长的时间内生长和繁殖,旧的建议在不含字母R的月份(即晚春和夏季)避免生蚝可能已不足以提供保护。事实上,每年有超过50,000例美国人的 vibriosis 病例是由食用受污染的海鲜引起的——随着细菌的增多,这一数字几乎肯定会增加。阿尔马格罗-莫雷诺建议借鉴新奥尔良的饮食传统,煎炸或烤制蛤蜊和牡蛎,而不是生吃。
虽然没有全面的监测系统来追踪致病 Vibrio ,但各国越来越认识到风险并采取措施。欧洲疾病预防控制中心创建了一张地图,试图预测何时海表温度和沿海盐度等条件特别有利于 Vibrio 的爆发。
美国疾病控制与预防中心收集了各州公共卫生官员提供的病例信息,这些信息可以在疫情爆发期间帮助追踪来源。数据不完整——大多数 vibriosis 病例未被报告,每年的统计数据也不一致——但数据显示感染向内陆转移的趋势。2012年,大多数监测到的病例来自大西洋和墨西哥湾沿岸。到2019年,非沿海州的感染率跃升了10%,可能是由于带入该地区的受污染海鲜所致。
随着气候变化继续使水温升高和感染病例增加,更好地监测可能含有 Vibrio 的水道将变得越来越重要。这是因为个人无法通过观察水来判断是否含有这些细菌。“它们是海洋细菌,”莫尼鲁扎曼说,“它们可以在看起来清澈美丽的水中生长。”
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