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为什么有些病毒的传播具有季节性?

已有 1056 次阅读 2023-10-1 16:57 |个人分类:病毒性传染病的防治|系统分类:科普集锦

为什么有些病毒的传播具有季节性?

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为什么有些病毒主要在冬天传播,而另一些病毒在夏天更流行?虽然我们对这个问题没有明确的答案,但可能是多种因素共同作用的结果。

在呼吸道病毒领域所做的研究工作表明,这些病毒可以通过四种方式传播1)通过与感染者的直接接触2)间接接触被感染者污染的无生命物体3)通过吸入短距离漂浮的含病毒的较大飞沫4)通过吸入长距离漂移的含有病毒的小飞沫(即“空气传播”)。同样的研究工作还表明,病毒传播的季节性可能是由环境的变化、人类生理的变化和人类行为的变化驱动的,所有这些因素都影响病毒的稳定性和传播能力

影响呼吸道病毒生存能力的环境因素之一是紫外线,紫外线在夏季强度增加,通常更容易使病毒失活。研究还表明,病毒包膜(许多呼吸道病毒的最外层)在凉爽的天气里更稳定,在温暖的天气里更容易分解。然而,造成呼吸道病毒季节性的最大环境因素是温度和绝对湿度。绝对湿度是测量一定体积的空气中水蒸气的确切数量(以每立方米空气中水的克数表示),它与温度无关。这一特征将绝对湿度与相对湿度区分开来,相对湿度是绝对湿度与当前温度下空气中最多可以存在的水蒸气量的比率(以百分比表示)。当空气炎热,绝对湿度高时,排出的呼吸道飞沫往往会落到地面或落在附近的无生命物体上。相反,凉爽干燥的空气使飞沫部分蒸发,形成更小的气溶胶颗粒,悬浮时间更长,漂浮得更远,因此更有可能被另一个人吸入。绝对湿度的季节性变化,无论是室内还是室外,都表现为夏季高、冬季低,这与流感病毒、冠状病毒和呼吸道合胞病毒的季节性传播模式刚好相反,这几种呼吸道病毒的传播都是在冬季达到高峰,在夏季下降。这种负相关表明,绝对湿度是这些病毒整体传播的关键因素。

然而,绝对湿度与感染发生率之间的相关性并不能解释热带地区呼吸道病毒感染的传播,尽管室内和室外的绝对湿度全年都很高,但热带地区的呼吸道病毒感染在全年都持续发生。对这种差异最可能的解释是,这些地区的传播主要是通过个人之间的直接和/或间接接触发生的,而不是依赖于空气传播。高绝对湿度可能会导致排出的液滴落在附近的表面,在那里它们蒸发的水比在干燥条件下要少,从而导致它们含有的任何病毒颗粒保持稳定,直到它们被下一个人吸收。

人体生理的变化也可能改变感染率、易感性和疾病的严重程度。较短的冬季白昼导致维生素D和褪黑激素melatonin水平较低,这两种物质都是通过一系列酶促反应产生的,需要暴露在阳光下。这种缺陷损害了某些先天免疫反应,如巨噬细胞的激活,从而降低了个体对抗病毒感染的能力。

季节变化还表现为人类行为的变化,这可能进一步影响受感染者和未受感染者之间的接触频率。在冬季,人们在室内呆的时间更长,因为他们与受感染的人密切接触,病毒传播的可能性更大。新学年的开始通常也与儿童呼吸道感染发病率的增加相吻合,然后通常会继续传染给他们的家庭成员。

同时,许多通过粪口途径传播的病毒在夏季占主导地位。造成这种现象的原因有很多。在推广脊髓灰质炎病毒疫苗之前,脊髓灰质炎病毒感染通常发生在夏季,因为儿童和成人会聚集在一起野餐,他们吃冷的、未煮熟的食物,与煮熟的食物相比,这些食物更有可能被粪便来源的病毒污染。许多疫情的暴发还起源于含有未经充分处理的水的公共游泳池。同样,手足口病病毒等肠道病毒也在夏季传播得更多,但原因尚不清楚。病毒之间可能存在一种干扰机制,即第一种病毒的感染降低了另一种病毒感染的可能性,从而导致一组病毒在一个季节占主导地位。

显然,在夏季,你仍然可能感染“冬季”病毒,反之亦然。勤洗手是预防任何病毒感染的最有效方法,根据我们所知;在家里使用加湿器可能会减少你感染呼吸道病毒的机会

参考文献:

1. Jeffrey Shaman, et al., Absolute humidity modulates influenza survival, transmission, and seasonality, PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES2009, 106 (9) 3243-3248. DOI:https://doi.org/10.1073/pnas.0806852106

2. Moriyama, Miyu;et al.,Seasonality of Respiratory Viral Infections. Annual Review of Virology,2020. 7(1):annurev-virology-012420-022445.

DOI: https://doi.org/10.1146/annurev-virology-012420-022445 




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