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冬季为什么容易得流感? 精选

已有 6872 次阅读 2020-1-29 13:58 |系统分类:科研笔记

冬季为什么容易得流感?


冬季是流感的高发季。当年的SARS和这次冠状病毒肺炎的大爆发也是在冬季。那么人为什么在冬季容易染上流感呢?瘟疫往往也流行在冬季呢?其实这和我们暖通空调行业有密切的关系。


流感是由于流感病毒引起的,此前关于冬季人容易得流感的原因,大概有五种假说:


第一种假说:在冬天的时候,人们更愿意待在室内,因为户外的活动机会比较少。人们聚集在室内,所以容易发生交叉感染。


第二种假说:冬季的节假日比较多。欧美有圣诞、新年,中国有农历春节。假期人员流动比较大,聚会比较多,有利于病毒传播。


第三种假说:在北半球冬季日照时间比较短。太阳晒得少了,维生素D合成减弱,人的机体免疫能力下降。


第四种假说:冬季阳光紫外线不够强烈,所以流感病毒存活时间比较长。


第五种假说:人在低温的环境下,抵抗力会下降,免疫能力会比往常薄弱,所以容易被病毒感染。


这些假说萦绕了我们人类社会几百年。不过最近几十年的科学研究结果表明,基本上可以相对负责任的说,以上的假说都不成立。冬季容易爆发流感的原因其实只有一个。那就是流感病毒和其他绝大多数病毒一样,都喜欢寒冷和干燥的空气环境。流感病毒在寒冷和干燥的空气环境中生存的时间要更长一些。而冬天干燥、寒冷的室内环境为流感创造了更好的传播机会。


这个结论在2007年的时候被一个叫Peter Palese的人用实验的方法证实了之后,基本上得到了大家的认可。 

他搭建了这样一个实验室,实验室里有两组“几内亚猪”(Guinea Pig)。一个是被接种流感病毒的,一个是等待被传染的。

guinea-pig-figure2.jpg


然后Peter Palese控制这个实验室的温度和湿度环境,测试在不同温度和湿度环境下,流感的传染率(transmission rate) 见上面的结果。


这个图里面的坐标华氏68度相当于摄氏19度左右,41华氏度相当于摄氏5度左右。就是说,在摄氏5度空气以及35%的相对湿度下,流感传染率概是100%。随着温度上升和湿度上升,传染率下降。气温5度,相对湿度80%的时候,传染率下降为50%。 当室内环境到了19度和80%的相对湿度的时候,传染率降为0!这个实验基本解释了夏季不容易大规模爆发流感的一个很重要的原因。


流感是否爆发,完全取决于温度和湿度。 空气暖和了,流感就少了。


当然看到这个实验你马上就会想,这个实验直接否定了前面的1,2,3,4的假说。但是并没有完全否定第5个。是不是低温低湿度的环境,让这些几内亚小猪免疫系统产生了什么变化?于是他们又做了更多的实验去检测小猪的免疫系统,发现免疫系统没有任何变化。而早在1969年的时候,也有一系列的相关研究证明温度和细菌的关系,因此也可以对这个结论给予支持。


类似的其他实验也做过很多。比如有人测试过,在摄氏5°度的干燥环境下,大部分的病毒都可以在空气中存活23小时。然而当温度上升到30摄氏度以上,大部分细菌都在一个小时之内死亡。我自己也亲手做过肺结核和大肠杆菌的实验,温度和相对湿度对它们的活性影响很大。这些数据也说明了,我们为什么要在公共场合戴口罩的原因。根据这个衰减速度,大体而言就是如果房间里有人打过一个喷嚏,那么几个小时之内,空气仍然还是有大量有传染性的病毒。


2013年,美国疾病控制与预防中心CDC的一项研究表明(Noti et al., 2013),对于流感病毒而言,在20摄氏度的环境里,如果相对湿度低于23%,60分钟后,70.6~77.3%的病毒仍有传染性。而当相对湿度提高到43%以后,60分钟后,只有14.6~ 22.2%的病毒还具有传染性。可见,提高相对湿度可以显著加快流感病毒的死亡。

所有这些研究告诉我们两个重要的结论。


第一点,在北方采暖的同时必须解决湿度问题。如果不加湿,特别是在公共场所,人们生病的概率就会增加很多。冬季房间加湿到40%以上是非常重要的。50%的相对湿度是病毒体外维持活性最不喜欢的环境,而这碰巧也是人类最喜欢的相对湿度。既然如此,我们又何乐而不为,不把湿度调整到50%呢?当下大家害怕肺炎病毒,那家里最好还是打开加湿器。


第二点,就是在中国南方冬季采暖是必须的。人们需要一个温暖的室内环境,这是刚性需求。不能认为南方采暖季短,南方人抗冻,能源短缺,就用局部空间、局部时间,间歇采暖等理由来搪塞问题。认为南方冬天只要稍微暖和一点,糊弄一下就过去了。我们暖通从业人员的天职是为人们创造温暖、健康的室内环境,就像医生的天职是救死扶伤一样,不是为了训诫老百姓,让他们忍忍就过去了。


仅从最近这些年上海装修流行地暖的趋势,不难看出这些闭门造车的政策都是一厢情愿的想法,老百姓并不买账。要是能够行之有效的话,干吗不北方也改成“动态”采暖,为什么没有一个发达国家是这样做的。让老百姓过上温暖的日子,营造室内舒适的热环境,无论是学校、商场、医院还是住宅。这不仅仅是舒适和生活水平的问题,还牵涉到人民身体健康的问题。地球上除了长江流域很少有地方像上海、武汉、杭州这样人均GDP都过2万美元了,还没解决冬季采暖问题的。发达国家在同纬度地区几十年前就可以出台强制规范,没有采暖措施的建筑不得投入使用。我们为什么到今天都不能做到这点?甚至连中小学教学楼宿舍都做不到。到底是因为我们真的穷?还是制定建筑标准的相关机构懒于推动这个事情?我们总不能一直埋怨苏联专家,把南方采暖的事情一年一年地拖下去。 温暖是基本需求,在人民健康这个问题上来不得一点含糊。 室内温度低,人们会生病。 


眼下的冠状病毒事件也告诉我们,大家都是命运共同体,南方人不暖和,北方人一样也会生病!




文献:

Lowen, A.C., S. Mubareka, J. Steel, and P. Palese. 2007. Influenza Virus Transmission Is Dependent on Relative Humidity and Temperature. PLOS Pathogens. 3(10):e151.


John D. Noti ,Francoise M. Blachere,Cynthia M. McMillen,William G. Lindsley,Michael L. Kashon,Denzil R. Slaughter,Donald H. Beezhold。 High Humidity Leads to Loss of Infectious Influenza Virus from Simulated Coughs。 Published: February 27, 2013. PLOS ONE 8(2): e57485




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