数十种传染病随着季节消退，那COVID-19呢？

发布时间：20年05月29日

编译莫庄非

不同的疾病有不同的模式。有些传染病的高峰位于初冬或晚冬，有些则在春季、夏季或秋天；某些疾病的季节高峰随纬度变化而异；甚至有许多根本没有季节性。

2009年7月，面对着流感病毒肆虐的巴西人一边寻求外界帮助，一边眼睁睁看着南半球的寒冬在大流行身后推波助澜。

12月的一个下午，英国萨里大学的萨里临床研究中心来了6名访客，有男有女，在被能够检测16种呼吸道病毒的鼻拭子取完样以确定身上是否携带病原体之后，走进了各自的温度调节房间。然后每个人在昏暗的灯光下，半卧着，等待24个钟头的结束。

护士将医用套管插入每个人手臂的静脉中，他们的血液顺着管子流到靠近墙边的仪器中。6名受试者在这24小时内，可以按蜂鸣器，进入洗手间进行排泄，将自己的粪便和尿液送予医护人员；而在这些时间以外，他们都是一个人孤独地待在隔离间里。

这些人都没有生病，但他们的这一“诡异”仪式与异教徒们的仪式无关。这6个志愿者的仪式是参加一场研究，该研究由哥伦比亚大学的传染病生态学家米卡埃拉 • 马丁内斯（Micaela Martinez）领导，旨在调查2 500年前希波克拉底和修昔底德认识到的一种现象：在特定季节，传染病更为常见。

马丁内斯说道：“这是一个很古老的问题，但研究还不够深入。”

由于新型冠状病毒肺炎（COVID-19）的出现，马丁内斯眼中的古希腊问题突然变得更加紧迫。如今，新型冠状病毒（SARA-CoV-2，简称新冠病毒）已在全球范围内确诊感染超过290万人。北半球温带地区的夏季快来了，一些人希望北温带（该地区人口约占世界总数的一半）的新冠疫情会像流感一样消退，例如多次表示这一想法的特朗普。特朗普在2月14日说道：“有一种理论认为，4月份天气变暖能够杀死这种病毒。”但是，有关其他疾病的已知信息并不能为COVID-19在接下来几周内突然消失的想法提供太多支持。

不同的疾病有不同的模式。有些传染病的高峰位于初冬或晚冬，有些则在春季、夏季或秋天；某些疾病的季节高峰随纬度变化而异；甚至有许多根本没有季节性。因此，没人知道新冠病毒是否会在春季来临时改变其行为。美国疾控中心（CDC）应对COVID-19主要负责人南希 • 梅森尼尔（Nancy Messonnier）在2月12日的新闻发布会上说：“我警告大家不要过度猜想。”哪怕季节确实会影响SARS-CoV-2的传播，它也可能在第一年就违背大家的“意愿”，因为这个病毒还没遭遇到人类的免疫力防御，一切皆有可能。

即使是对于著名的季节性疾病，人们也不清楚它们为什么会在一年当中起伏不定。同时，研究者所做出的针对若干个季节性的假设可能需要2~3年的时间来进行实证调查。曼彻斯特大学的时间生物学家安德鲁 • 劳顿（Andrew Loudon）说：“此类研究令人烦躁！如果博士后想搞这方面调研，那么他们可能呕心沥血，最后也就只能完成一项实验，从职业发展角度来看，这对他们的科研生涯极为不利。”

“混淆变量”（confounding variables）也困扰着该领域。流行病学家斯科特 • 道威尔（Scott Dowell）说道：“各种各样的事情都是季节性的，比方说圣诞节购物。”道威尔在比尔和梅林达 • 盖茨基金会负责疫苗开发和监管，于2001年发表了被广泛引用的观点，马丁内斯当前的研究正是受到了他观点的启发。道威尔表示，研究很容易被虚假的相关性所误导。

当然，尽管障碍不小，仍有研究人员奋战在测试多种理论的第一线。其中许多人聚焦于病原体、环境与人类行为之间的关系。例如，由于湿度、温度、人与人之间更近的距离、饮食结构以及维生素D水平变化等因素，冬季的流感情况可能会好转。马丁内斯正在研究另一种理论——由道威尔的论文提出，但并未进行检验——人类的免疫系统可能会随着季节的变化而变化，因为我们身体所接受光照强度的不同而改变抵抗力，以及改变对各种感染的敏感性。

除了“我们应对COVID-19怀有什么期待”这个迫切问题，知道哪些因素会在一年中的某些特定时间制约或促进传染病发展，可能会为预防或治疗它们提供新的方法。了解季节性还可以为疾病的监测、预测和疫苗接种的时间提供信息。道威尔表示：“知道什么东西可以将流感抑制到夏季水平，将比拥有流感疫苗有效得多。”

流行病日历

马丁内斯于2018年发表的一篇论文显示，至少有68种传染病都是季节性的，但并不同步，并且季节性因地理位置而异。对流行病的季节性感兴趣的她在还是阿拉斯加东南大学的一名本科生时，就追踪了北极圈海豹的日常和季节性运动。在攻读博士学位期间，她对季节性的关注转向了脊髓灰质炎，这是一种在疫苗问世之前人们非常担心的夏季疾病。脊髓灰质炎的季节性反过来使她对其他疾病的季节性感到好奇。2018年，她在《公共科学图书馆-病原体》（PLOS Pathogens）杂志上发表了“流行病日历” ，其中包括68种疾病及其特殊周期的目录。

马丁内斯写道：除了在赤道地区，呼吸道合胞病毒（RSV）在冬季暴发，水痘则更倾向于在春季暴发；轮状病毒在美国西南部的12月或1月达到高峰，在东北部的4月和5月达到高峰；生殖器疱疹会于春天和夏天在美国各地盛行，破伤风偏爱盛夏，淋病在夏秋二季起飞，百日咳的发病率在6—10月间更高......

部分传染病具有明显的季节性，不过大多数其他的传染病都不会挑时间传播。宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的病毒学家尼尔 • 内森森（Neal Nathanson）说道：“真正令我惊讶的是，某个片区的某个环境里，几乎每个月都会有某种病毒旺盛生长，那真是太疯狂了。”

对于内森森而言，这种变化表明人类活动（例如，孩子们重返校园或在寒冷天气中挤在室内的人们）不会促进传染病的季节性暴发。

内森森怀疑，至少对于病毒而言，它们在人体外的生存能力更为重要。某些病毒的遗传物质不光被包装在衣壳蛋白中，还有的包裹在脂质包膜里。在感染过程中会与宿主细胞相互作用，以助于病毒躲避免疫攻击。但内森森认为，遗传物质包裹在包膜的病毒更脆弱，更容易受到外界环境的影响，例如夏季的炎热和干燥。

2018年《科学报告》（Scientific Reports）中的一项研究支持了这一想法。爱丁堡大学的病毒学家桑迪普 • 拉马林甘（Sandeep Ramalingam）和同事们分析了6.5年内寻求医疗服务的3.6万多例呼吸道样本，发现了9种病毒，有一部分病毒的遗传物质被包膜包裹，另一些则不是。“那些有包膜裹着的病毒具有非常明显的季节性。”拉马林甘说道。

RSV与人类间质肺炎病毒都有包膜，它们也像流感一样，在冬季达到高峰，且存在时长都不超过一年的1/3。鼻病毒是最广为人知的引发普通感冒的病原体。它没有包膜，而且具有讽刺意味的是，它并不那么喜欢寒冷的天气——有研究发现它们出现于呼吸道样本的时光占一年的84.7％，在孩子们返校的春夏时节达到峰值。腺病毒是另一类感冒病毒，也缺乏包膜，传播模式与鼻病毒相似，传播时长超过半年。

拉马林甘的小组还研究了病毒丰度与每日天气变化之间的关系。当24小时内的相对湿度变化幅度低于平均值（25％）时，流感和RSV病毒表现最佳。他总结说：“当湿度急剧变化时，脂质包膜中的某些物质更易碎。”

哥伦比亚的气候地球物理学家杰弗里 • 沙曼（Jeffrey Shaman）认为，最重要的是绝对湿度，即给定体积的空气中水蒸气的总量，而不是相对湿度。沙曼与哈佛大学陈曾熙公共卫生学院的流行病学家马克 • 里普西奇（Marc Lipsitch）于2010年在《公共科学图书馆-生物学》（PLOS Biology）杂志上发表了一项研究：绝对湿度的下降比相对湿度或温度更好地解释了美国流感大流行发生的原因；而且，绝对湿度会因为冬季冷空气中的水蒸气较少而急剧下降。

不过目前尚不清楚为什么绝对湿度较低有利于某些病毒发展。沙曼表示，可能是因为包括渗透压、蒸发速率和pH值在内的因素发生了变化进而影响了病毒膜活力。

当绝对和相对湿度上升时，具有包膜的SARS-CoV-2在春季和夏季会变得脆弱吗？严重急性呼吸综合征（SARS）和中东呼吸综合征（MERS）暂时给不了任何参考。SARS于2002年底出现，并于2003年夏季的有力防控中退散；MERS偶发地从骆驼传给了人类，并在医院中暴发，不过从未像COVID-19那样在人与人之间疯狂扩散。那两种病毒都没有足够长的传播时间，足够大的暴发规模，以及任何季节性周期。

导致感冒和其他呼吸系统疾病的4种人类冠状病毒具有相对显著的季节性。同在爱丁堡大学的分子生物学家凯特 • 邓普顿（Kate Templeton）于2010年对2006—2009年间收集的11 661份呼吸道样本进行了分析，得出结论：3种人类冠状病毒具有“明显的冬季季节性”，在夏季却很少甚至没有出现。

但这一切都不意味着SARS-CoV-2也会如此。

新冠病毒显然可以在温暖潮湿的气候中传播——新加坡就是一个力证。近期在预印本网站上发表的2篇新论文给出了彼此悖逆的结论：由里普西奇共同参与撰写的一篇文章研究了COVID-19在中国19个省份的分布，这些省份遍及寒冷干燥到炎热湿润的区域，而最终的结果是疫情在这些地方持续传播着；另一项研究得出的结论是，病毒的持续传播似乎发生在地球上的一些特定区域，这些地区的温度在5℃～11℃之间，相对湿度在47％～70％之间。

在纽约和新泽西的一项研究中，马丁内斯希望找出人工照明如何影响免疫系统

归根结底，环境因素与人群免疫系统之间存在平衡。其他冠状病毒已经存在很久了，因此一部分人群具有免疫力，这可能有助于我们在不利条件下防控它们，但这类情况并不适用于COVID-19。马丁内斯说道：“即使新冠的传播能力随季节变化而下降的可能性很大，但如果环境中有足够多的易感人群，它还是可以持续很长时间。”里普西奇也不认为该病毒会在4月消退。他在最近的一篇博客中写道，“任何放缓都只是一定程度的放缓，不足以阻止传播” 。

马丁内斯正在萨里大学研究可能最终影响COVID-19发病率的其他因素。她的受试者在四季多次回到诊所，研究人员可以评估参试在一天当中，以及每个季之间，免疫系统和其他生理状况的变化情况。

她并不指望以此证明我们的免疫力在冬季弱于夏季，而是希望通过免疫系统细胞计数评估血液中的代谢物和细胞因子，测量激素，以及破译粪便微生物组，也希望发现季节可以“重建”免疫系统，从而使某些类型的细胞，在某些情况下，发生丰度改变，进而影响我们对病原体的敏感性。

动物研究支持免疫力随季节变化的观点。例如，格罗宁根大学的鸟类学家芭芭拉 • 霍尔（Barbara Hall）和她的同事研究了黑喉石鵖，通过一年跟踪采集多个血液样本，他们发现黑喉石鵖在夏天免疫系统增强，但在秋天（迁徙的时间）减弱了，大概是因为迁徙消耗了大量能量。

褪黑素一般在晚上由松果体分泌，是生物免疫系统变化的主要驱动力。西弗吉尼亚大学的内分泌学家兰迪 • 尼尔森（Randy Nelson）表示，褪黑素不仅记录着一天的时刻，还能作为季节的“生物日历”。如果是在冬季的漫长夜晚，更多的褪黑激素会被释放。在对西伯利亚仓鼠的研究中，尼尔森和同事已经证明，这些仓鼠与老鼠不同，服用褪黑素或改变光照模式可以使其免疫反应改变高达40％。

人类的免疫系统似乎也有先天的昼夜节律。例如，伯明翰大学的研究人员在276名成年人中进行了一项疫苗试验，随机分配了一半的人在早上接种流感疫苗，另一半在下午接种。2016年的研究报告称，早上接种的参与者对疫苗里3种流感菌株中的2种有着更明显的抗体应答。

有证据表明人类免疫相关基因的作用也存在季节性变化特点。剑桥大学的研究人员对来自欧洲、美国、冈比亚和澳大利亚的1万多人的血液和组织样本进行了大规模分析，结果发现了大约4 000个基因与免疫功能有关，这些基因具有“季节性表达特征”。在一个德国人队列中发现，白细胞内1/4的基因表达因季节而异。当活动于北半球居民身体里的这部分基因活跃表达时，赤道以南人群体内的它们就会关闭，反之亦然。

不过，正如免疫学家扎奎因 • 多皮科（Xaquin Castro Dopico）及其同事在2015年描述该发现的论文中所解释的那样，这些巨大变化如何影响人体抵抗病原体的能力尚不清楚，而且某些变化可能是感染的结果，而非原因。正就职于瑞典卡罗林斯卡学院的多皮科试图阻止那些急性感染者的出现，但正如他所说的：“季节性的传染给我们的工作增加了难度。”另一方面，季节性免疫力的变化不能解释疾病的全部季节性复杂变化。内森森指出：“他们彼此之间并不同步。”

但马丁内斯表示她发现了有趣的线索。萨里大学研究已于2019年12月结束数据收集工作，而她对此的早期分析尚未揭示有关季节性的任何信息，但她确实也发现，在免疫系统的记忆和反应中发挥重要作用的特定白细胞亚群的数量会于一天中的某个特定时间提高。她希望在2021年开展规模更大的类似研究中进一步证实此发现。

然而，马丁内斯告诫说，人造光可能会破坏昼夜节律，从而对疾病的易感性产生不可预测的影响。为了探究可能的影响，她将与其他研究人员分别在纽约和新泽西的城市与农村地区进行了一项研究：在树木和电线杆上安装光传感器，并为参与者配备监测光线暴露和体温的设备。