气候变化导致气温上升对传染病的影响

The impact of increasing temperatures due to climate change on infectious diseases

BMJ 2024387 doi:https://doi.org/10.1136/bmj-2024-079343 (发布于2024年10月4日)引用如下:BMJ2024;387:e079343
  1. 奥尔加·阿尼基娃,研究员1,
  2. 阿拉娜·汉森,研究助理1,
  3. 布莱森·瓦尔盖塞,博士后研究员1,
  4. 马修·博格,博士后研究员1,
  5. 张颖,副教授2,
  6. 向建军,教授3,
  7. 彭碧,教授1

作者背景

  1. 通信至:P Bipeng.bi@adelaide.edu.au,J香jianjun.xiang@fjmu.edu.cn

摘要

由于气候变化,全球气温将继续上升,预计高温期的强度、频率和持续时间都将增加。传染病,包括登革热和疟疾等病媒传播的疾病、霍乱等水传播的疾病以及沙门氏菌病等食源性疾病,都受到温度和其他气候变量的影响,从而导致更高的疾病负担和相关的医疗费用,特别是在社会经济落后的地区。因此,需要有针对性的努力和投资,支持中低收入国家做好准备,应对气温上升带来的日益严重的传染病威胁。发展和完善强有力的疾病和昆虫学监测和预警系统,纳入气候信息,促进对疾病风险地理分布的了解,可以促进这一点。为了提高卫生保健工作者应对这些公共卫生威胁的能力,卫生保健提供者的医学课程和继续专业教育方案必须包括关于气候变化对传染病影响的循证组成部分。

介绍

热浪和高温期的强度、频率和持续时间都在增加,由于气候变化,这些趋势预计会恶化。1气候变化,加上相关的高温和不规则降雨,对传染病的传播有多方面的影响,导致病原体发展、病媒分布和人类行为的变化,一些传染病(图1).23

Fig 1
图1气候变化对传染病传播的影响

全球变暖加速了冰川和冰盖的融化,并通过变暖、增加海平面、降雨量和洪水来扩大海洋。由于干旱和洪水增加了死水,以及外部潜伏期缩短,改善了蚊子的繁殖条件,病媒传播的疾病增加了。4登革热、疟疾、西尼罗河病毒和日本脑炎等病媒传播疾病尤其受高温和其他气候变量(如降雨量和相对湿度)的影响,部分原因是它们对蚊子繁殖和寿命以及蚊子体内病原体复制率的影响。3 5 6 7

洪水和暴雨会将水和食物与下水道的粪便病原体混合在一起,导致水和食物污染,对水和食物卫生产生负面影响,并容易引发霍乱和沙门氏菌病等食源性和水源性疾病。8 9全球变暖导致的干旱也可能导致水源中粪便浓度的增加。10气候变化与人类和动物的迁徙有关,导致人口密度增加,促使病原体传播率增加。重要的是,气温升高造成的疾病负担因人群和地理位置而异,在气候变化背景下,社会人口指数较低的地区和人口密度较高的地区观察到的疾病负担较重。11例如,在中国,由于气候变化,观察到病媒传染疾病的流行区北移。12老年人特别容易受到气温上升对传染病风险的负面影响,这在全球人口老龄化的背景下构成了额外的挑战。3 13

这篇综述总结了由于气候变化导致的气温升高对广泛的媒介传播、食源性和水源性公共卫生疾病的影响。这些疾病包括登革热(2021年全球导致29 200人死亡和208万残疾调整生命年)、疟疾(2021年全球749 000人死亡,其中57%发生在5岁以下儿童中)和志贺氏菌感染(2016年全球212 000人死亡,是腹泻致死的第二大原因)。14

由于气候变化,包括新病原体在内的传染病的出现和重新出现,有可能越来越多地影响全球人口,并蔓延到以前未受影响的地区。该综述总结了不断上升的气温和气候变化带来的传染病挑战,并考虑了全球卫生系统和卫生专业人员需要采取的应对措施,以最大限度地减少负面影响。15

来源和选择标准

我们在2024年2月至4月期间使用PubMed和Embase进行了文献搜索。我们使用了以下搜索术语,并对数据库进行了适当的修改(在搜索PubMed时添加了网格术语),以识别相关的同行评议文章:高温、热浪、炎热天气、气候变化、全球变暖、传染病和传染性疾病,以及针对本综述中讨论的疾病的特定疾病关键词。我们搜索了相关系统综述的参考文献列表,以确定额外的出版物。如果文章是同行评议的,则被纳入;以英文出版;是否有系统性综述、随机对照试验或观察性研究报告了高温对至少一种选定传染病的影响。如果文章没有经过同行评审,没有英文版,或者没有报告高温或热浪对本综述中讨论的至少一种传染病的影响,则被排除在外。1990年至2024年间发表的文章被考虑纳入,过去10年发表的文章优先。

文献搜索结果

表1总结了所纳入的关于高温以及其他气候因素(如降雨和洪水)对选定传染病的影响的研究的总体结果。接下来的章节详细概述了气温升高对病媒传播、水传播和食物传播疾病的影响,讨论了现有证据的质量和强度,并在适当的时候强调了未来的研究方向。

表1 高温对某些传染病的影响概述

疾病高温的影响证据来源
媒介传播疾病和动物传染病
登革热高温会增加风险,一项系统综述和荟萃分析显示,高温每增加1摄氏度,登革热感染风险增加13%。2023年系统综述和荟萃分析的发现,16最近的额外研究加强了这种联系。1719
疟疾气温上升和其他气候变量影响疟疾病媒的分布和数量,导致传播区域在地理上扩大。20来自2021年系统综述的证据,20以及2022年“审查的范围审查”21
日本脑炎不断上升的气温和其他气候变量一直被报道与日本脑炎风险正相关。2234来自主要在中国、台湾、越南、马来西亚、印度和尼泊尔进行的方法合理的研究的证据。2234
西尼罗热预计高温和其他气候因素将导致西尼罗河病毒在世界范围内更广泛的传播和更高的感染风险,并存在相当大的区域差异。3539来自2023年系统综述的证据,额外的研究加强了这种联系。3539
寨卡病毒病实验室研究的机械模型表明,寨卡病毒的最大传播发生在26到30摄氏度之间。40,41将寨卡病毒感染与温度、湿度和降水等气候因素联系起来的直接证据有限。
血吸虫病在15-31°C的最佳传播温度范围内,温度上升会增加血吸虫病风险。42,3来自2019年审查的证据,39模型研究的额外发现。43,44
利什曼病较高的温度以及较低的海拔、降雨量、湿度和风速被发现与利什曼病病例呈正相关。4547在中国、斯里兰卡和伊朗进行的利什曼病暴发研究的证据。4547
肾综合征出血热(HFRS)在温带和暖温带观察到温度和HFRS之间的非线性关系,而在亚热带观察到线性关系。4862一项对中国19个城市的研究发现,最高气温上升1摄氏度,HFRS病例就会增加1.6% (95%可信区间为1.0%至2.2%)。56来自几乎完全在中国各省市进行的研究的证据。4862
食源性和水源性疾病
细菌感染
霍乱据观察,气温升高会增加患霍乱的风险。63,64来自2021年回顾和研究的证据弧菌传播。63,64
沙门氏菌病据报道,除了南极以外,各大洲的温度与沙门氏菌病之间都有一致的正相关关系。896570在最近的一项荟萃分析中,温度升高1℃对沙门氏菌病的估计风险在3%到13%之间变化,估计合并相对风险为1.05 (95% CI 1.04到1.07)。71来自2022年系统综述和荟萃分析的证据,71各项研究报告了一致的发现。89,6570
弯曲菌病温度和之间的关系弯曲杆菌属感染仍不清楚。虽然大多数研究报告称,温度越高,风险越大,但一些研究揭示了负面或零影响。7278在不同地理位置的研究中缺乏一致的发现表明,弯曲杆菌病的风险是由复杂的途径以及气候、生态环境、食品污染和人类行为之间的相互联系介导的。7278
志贺菌病已经发现,温度升高对志贺氏菌病风险的影响在不同地区有所不同。7983关于高温对志贺氏菌病风险影响的证据非常有限,尤其是来自定量研究的证据。
大肠杆菌影响在18项研究中的15项中,发现温度和大肠杆菌感染,合并的风险估计为腹泻发生率增加8% (95%可信区间5%至11%)大肠杆菌月平均气温上升1摄氏度。84当不控制降水时,这一比例增加到10% (5%到10%)。84来自2016年系统综述和荟萃分析的证据。84
军团菌病不一致的发现表明,在一些地区,气温上升与军团菌病风险增加有关。71,8587高温加上大量降雨或湿度可能是比单独温度更好的预测因素。8890证据来自主要在北半球进行的研究,很少在南半球进行。71,8587
病毒性胃肠炎
轮状病毒感染在最近的荟萃分析中没有发现轮状病毒感染和温度之间的正相关关系。91在尼泊尔、韩国、西班牙、英国、荷兰、孟加拉和哥斯达黎加进行的一些研究表明,气温升高会降低轮状病毒感染的风险,9299而在中国和非洲的研究报告了增加的病例。100101来自2021年系统综述和荟萃分析的证据,91在不同地理位置进行的研究结果不一致。92101
诺如病毒感染高温对诺如病毒感染的影响尚不清楚。102据报道在寒冷和干燥的季节诺如病毒爆发增加(> 70%),103,104表明温度和诺如病毒感染之间呈负相关(相对rsk 0.85 (0.83至0.86))。105,106来自2013年系统综述和荟萃分析的证据,以及来自在英国和韩国进行的研究的额外证据。103106
手足口病(HFMD)高温和低温都可能促进HFMD的传播,表现出在光谱两端有两个峰值的M形关系。107109中国、越南和美国的一些研究报告了温度和HFMD之间的正相关。110115来自2020年系统综述和荟萃分析的证据,以及主要在中国、越南和美国进行的研究的额外发现。107115

气温升高对媒介传播疾病和人畜共患疾病的影响

病媒传播的疾病受气候变量的影响,包括温度、湿度和降雨量。以下各节详细介绍了将这些气候因素与特定的蚊媒、寄生虫和动物传染病联系起来的流行病学证据,如登革热、疟疾、日本脑炎、西尼罗河热、寨卡病毒病、血吸虫病、利什曼病和肾综合征出血热。

登革热

登革热,一种由蚊子传播的病毒感染伊蚊(一种传染黄热病的蚊子)蚊子对全球健康构成威胁,影响38亿人(全球人口的53%),估计每年有1亿至4亿人感染,超过20 000人死亡。116,117登革热主要流行于热带和亚热带气候,尤其是在城市和半城市地区,病例高度集中(约70%)在亚太地区。117 118

各种因素影响登革热的传播,气候因素如温度、降雨量和湿度,以及大气候现象如印度洋偶极子和厄尔尼诺南方涛动,通过加速蚊子繁殖、延长蚊子寿命和提高登革热病毒在蚊子体内的复制率而发挥重要作用。5 6 7 119

2023年系统综述和荟萃分析16在54项同行审查中,包括定量观察时间序列和病例交叉设计在内的原始研究表明,高温每增加1°C,登革热感染风险增加13 %( 95%置信区间11%至16%),最近的研究表明17 18 19加强这种联系。降雨量、相对湿度和登革热病例之间的正相关关系已被记录在案,4 6然而负面的联系19  20是在降雨量极大和湿度很高的时候观察到的。这可能是由于蚊子繁殖场所被冲走,蚊子活动减少,以及登革热病毒的生存能力降低。5

疟疾

疟疾是一种疟蚊蚊子传播的传染病,由寄生虫引起疟原虫属。目前的经验证据表明,气候因素可以对疟疾传播和负担产生直接和间接影响,尽管在国家内部和国家之间,传播变化的方向和幅度因社会和生态系统而异。121 122气温上升、降雨模式改变和生态条件变化影响了疟疾病媒的分布和数量,导致传播区域在地理上扩大。20更高的温度使蚊子能够在以前不适合它们生存的地区繁殖,包括更高的海拔和更冷的地区。

据报道,疟疾流行带在北美、欧洲和亚洲向北转移,在一些非洲高地出现新病例。21这种扩张有可能使数百万人面临疟疾风险,特别是在人口缺乏免疫力的地区。相反,气温升高可能会降低疟疾传播的环境适宜性,因为疟蚊撒哈拉以南非洲的蚊子。123

气候变化对疟疾传播(以及登革热等其他病媒传播疾病)的间接影响可以通过社会经济因素来调节,如恶劣的生活条件、获得医疗保健服务的机会减少、气候变化导致的人口流离失所以及导致营养不良的粮食不安全加剧。121此外,温度和湿度的波动可能会影响抗疟药物的疗效,对疟疾防治规划构成重大挑战,特别是在中低收入国家。124 125

日本脑炎

日本脑炎(JE)是一种由蚊子传播的人畜共患疾病库蚊属蚊子蚊子,通过吃受感染的猪或家禽获得日本脑炎病毒。126在全球范围内,估计有30亿人居住在JE流行的地区,主要分布在东南亚和西太平洋的24个国家。126每年记录大约68 000例临床病例,病死率为25-30 %, 30-50%的JE幸存者出现慢性神经影响。126

气候因素在创造有利于蚊子繁殖和病毒活动的条件方面发挥着至关重要的作用,这可以极大地影响JE的传播动态。34 127观察研究一直报告JE病例与温度、相对湿度和降雨量等气候变量之间存在正相关。22 23 24 25 26 27 28 29 30 3 132 33 34例如,一项在印度亚热带湿润气候地区进行的时间序列分析研究估计,日平均温度、降雨量和相对湿度每增加1个单位,JE的入院率分别增加22.2% (95% CI 20.1%至24.4%)、0.6% (0.4%至0.9%)和5.2% (4.7%至5.8%);JE的死亡率分别下降了13.3% (11.2%至15.4%)、0.9% (0.5%至1.3%)和3.3% (2.7%至3.8%)。128类似地,中国台湾的一项病例交叉分析研究报告称,温度升高1°C与JE病例数增加14.4% (7.4%至21.4%)相关,而相对湿度增加5%与JE病例增加9.8% (1.0%至18.6%)相关。31

西尼罗热

西尼罗河热是由西尼罗河病毒(WNV)引起的,西尼罗河病毒是一种对气候变化敏感的蚊媒黄病毒,其特征是通过一个包括以下内容的地方性循环维持全球分布库蚊属蚊子蚊子和鸟类宿主。129气候变化对WNV病毒传播的多个方面产生影响,包括媒介、扩增宿主和病毒。气候变暖会加速蚊子和病原体的发展,提高WNV的病媒能力,并改变蚊子的特性,如寿命、吸血行为和繁殖能力。36 130通常具有非线性效应。131在气候变化的驱动下,鸟类迁徙时间和繁殖模式的改变可能会进一步导致病毒长距离移动的转变。131 132

预测表明,在气候变化的背景下,WNV分布扩大,全球风险增加,尽管区域差异很大。35 36例如,欧洲预计,在不同的人口和气候变化情景下,到2040-60年,WNV风险将增加五倍,报告该疾病的地区将从15%增加到23-30%,这将分散到以前WNV天真的地区,如北欧。37 38在北美,平均最高周气温上升5°C,报告的WNV感染病例就会激增32-50%。39此外,最近的观点和实验研究强调了气候变化对WNV与其他虫媒病毒共同感染和共同传播的流行病学的潜在影响,如乌苏图病毒(一种在血清学上与日本脑炎和西尼罗病毒密切相关的黄病毒,在非洲、欧洲和中东的部分地区发现)、寨卡病毒和登革热病毒,特别是在多种载体和宿主重叠的地区。133 134与其他病原体的混合感染可能会影响疾病的严重程度、临床结果和公共卫生反应,给疾病监测和控制带来额外的挑战。

寨卡病毒病

寨卡病毒(ZIKV)病是一种由受感染者传播的蚊媒病毒疾病埃及伊蚊白纹伊蚊蚊子。135据估计,36亿人(占全球人口的42%)生活在ZIKV病风险较高的热带和亚热带地区,如果没有病媒控制等预防措施,该病毒可能会影响全球超过62亿人(占全球人口的79%)。135 136 137 138自2015年以来,ZIKV病已成为一个重要的全球健康威胁,六个世卫组织地区中的五个地区(不包括东地中海地区)的89个国家报告了本土ZIKV病的证据,疑似和确诊病例超过140万例。135

ZIKV病尤其令人担忧,因为它可能导致严重的出生缺陷,如小头畸形和其他先天性异常(然而,应该注意的是,在相对较短的时间内,巴西主要报告了小头畸形病例),并且许多感染未被发现,因为大约75%的病例无症状。135 139 140

与由同一种蚊子传播的登革热病毒类似,有证据表明气候因素会影响ZIKV病的爆发,实验室研究的机械模型显示,最大传播发生在26至30摄氏度之间40 41然而,与登革热相比,将ZIKV病与温度、湿度和降水等气候因素联系起来的直接证据是有限的。哥伦比亚的一项生态研究应用贝叶斯结构化加法回归模型评估ZIKV病的高风险地区,发现该疾病与气象因素(温度、降雨量和相对湿度)之间存在显著的正相关关系,在评估的32个地区中,近一半(15-17个地区)显示出显著的正相关关系。141然而,需要更多的研究来确定气候因素和寨卡病毒感染之间的确切联系。

血吸虫病

血吸虫病是一种被忽视的热带和亚热带寄生虫病,全球有2.07亿例(其中90%以上在非洲),由六种不同的血吸虫引起血吸虫属,它们以淡水蜗牛为必要的中间宿主。蜗牛释放寄生虫(尾蚴)的幼虫,这些幼虫在接触受感染的水时可以穿透皮肤,从而导致人类感染。在流行地区,农民在日常农业、家庭和职业活动中可能被感染,从事娱乐活动如游泳或钓鱼的人也可能面临风险。

气候变化对血吸虫病的影响是复杂的,因为该疾病对气候因素的反应不仅取决于蜗牛类型和血吸虫种类,还取决于生态和社会经济决定因素,如大坝建设和农业扩张。43 142中间宿主蜗牛的繁殖、存活和扩散,以及蠕虫在宿主体内的发育,对温度变化非常敏感。143在15-31℃的最佳温度范围内,升高的温度与增加的蜗牛感染、产卵、卵孵化、蜗牛成熟和人类感染有关。42

在中国进行的一项研究预测,血吸虫病传播将扩大到该国北部目前的非流行区,增加783 883公里的风险区2到2050年,相当于中国总面积的8.1%。144同样,在目前的边缘传播地区,传播预计会增加,在较冷温度范围的边缘,如地中海国家,传播有可能增加。43适度的降水有利于蜗牛的繁殖,而强降雨可能会破坏蜗牛的栖息地,降低尾蚴的存活率。145与气候变化相关的洪水、干旱以及水的盐度和pH值的变化也被认为是血吸虫病传播的影响因素。42

利什曼病

利什曼病,由利什曼原虫寄生原生动物属,是一种日益引起公众健康关注的人畜共患疾病。症状从轻微(如皮肤疼痛、疲劳、食欲不振)到严重(如持续发热、贫血、肝脾肿大)不等,并受宿主免疫反应和病毒种类的影响利什曼原虫.146它通过受感染的雌性白蛉的叮咬传播给人类,并有多种宿主,包括人类、家畜、马、啮齿动物、鸟类和爬行动物。

利什曼病在90个国家流行,主要在南美洲、东非和西非、地中海地区、中亚和印度次大陆。146然而,由于气候变化导致气温升高,以及大众运输网络促进了人和动物的快速移动,导致白蛉越来越多地出现在传统上气候较冷的国家和地区,近年来在以前未受影响的国家发现了利什曼病病例。146在中国对2005年至2015年期间发生的两次利什曼病爆发进行的生态研究发现,较高的温度和较低的相对湿度增加了利什曼病的风险。45同样,在斯里兰卡进行的一项生态研究发现,高温以及较低的湿度和风速与利什曼病病例显著相关。46伊朗的一项研究使用地理信息系统和回归模型分析了人口、环境和地理数据,以确定影响利什曼病分布的几个环境和生态因素,气温升高和海拔降低、降雨和湿度与病例增加有关。47

肾综合征出血热

肾综合征出血热(HFRS),一种啮齿动物传播的病毒性疾病,由汉滩病毒属科的属布尼亚病毒科据估计,全球每年有60,0 00至150,0 00例病例,其中中国大陆占了近90%的病例。147 148HFRS的致死率因病毒株而异,范围在1%到15%之间。149人类通常通过吸入或接触受污染的啮齿动物粪便、尿液、粪便和唾液感染病毒。48 150

环境因素,尤其是气候,通过影响啮齿动物种群及其与人类的相互作用,显著影响HFRS病毒的传播。61几项流行病学研究表明,温度、降雨量、湿度和HFRS病例之间存在正相关关系,在温带和暖温带发现温度和HFRS之间存在非线性关系,而在亚热带观察到线性关系。48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62例如,一项对中国19个城市的研究发现,最高气温每上升1摄氏度,HFRS病例就会增加1.6% (95%可信区间为1.0%至2.2%);周降水量每增加1毫米,就会导致0.2% (0.1%到0.3%)的增加;平均相对湿度每上升1%,HFRS病例就会增加0.9% (0.5%到1.2%)。56

气温升高对食源性和水源性疾病的影响

气候变化导致的气温升高和洪水发生率增加会对水质产生负面影响,并影响人类行为和食品卫生,导致水传播疾病和食源性疾病的风险增加。

细菌感染

霍乱

霍乱是一种由细菌引起的急性腹泻疾病霍乱弧菌。这种水媒疾病发生在40多个国家,可能是致命的,尤其是在发展中国家。151最近全球出现了霍乱,气候变化和相关的极端天气事件可能是驱动因素之一。152 153安全饮用水和基本卫生设施不足会加剧霍乱传播,气候变化导致的洪灾增加可能会起到重要作用。更高的温度也有利于细菌的生长,并在水中产生更高浓度的病原体8;一项叙述性综述和实验研究一致发现,霍乱风险的增加与气温升高有关。63 64

将气候因素纳入监测和预测模型可能对预警和备灾举措有效。10尽管有证据表明病原的地理扩张弧菌水供应中的物种,关于气候变化对发展中国家霍乱的影响的研究还不够充分,因此需要进一步的调查。154

沙门氏菌病

沙门氏菌病是胃肠炎最流行的细菌形式之一,每年在世界范围内导致超过9000万例病例和155 000例死亡。155在炎热的季节最常报告病例。156的最佳温度沙门氏菌高温可以促进细菌的传播和复制,污染鸡蛋和肉类等食物,导致人类食用后感染。9据报道,除了南极以外,各大洲的温度和沙门氏菌病之间存在着一致的正相关关系,时间间隔从几天到六周不等。8 9 65 66 67 68 69 70

研究表明,温度升高1°C会使沙门氏菌病的估计风险增加3%至13%,在最近的一项荟萃分析中,估计合并相对风险为1.05 (95% CI 1.04至1.07)。71这种影响在热带地区以及社会经济弱势地区和农村地区可能更加明显,食品处理和消费行为也发挥了作用。未来几年气温升高可能会增加沙门氏菌病的健康负担和经济成本,因此需要采取包括社会经济和生态因素在内的干预措施。157 158

弯曲菌病

世卫组织承认弯曲杆菌属感染是“世界范围内人类胃肠炎最常见的细菌原因”155温度和之间的关系弯曲杆菌属感染不如沙门氏菌病明显。尽管2024年系统综述中的大多数研究报告了高温增加的风险,但一些研究显示了负面或零影响。72

气温上升导致了英格兰和威尔士33.3%的弯曲杆菌病病例,73而在德国,弯曲杆菌病的发病率与5°C至28°C之间的温度呈正相关74以色列的一项时间序列研究显示,在27摄氏度的阈值之上,气温升高1摄氏度,病例就会增加15%。75据估计,由于气候变化,到21世纪80年代末,欧洲四个国家(丹麦、芬兰、挪威和瑞典)的病例可能会增加一倍。76然而,在韩国,弯曲杆菌病与任何气候因素的组合都没有明显的联系,77与南澳大利亚的气温上升呈负相关。78这些发现反映了气候、生态环境、食品污染和人类行为之间更复杂的路径和相互联系,值得进一步研究。

痢疾(细菌性痢疾)

志贺氏菌病是由志贺氏(杆)菌细菌,通常会导致轻度腹泻,但严重的血性腹泻可能是致命的。定量研究过于有限,无法表明志贺氏菌病是一种气候敏感疾病,因为不同地区的温度影响不同。79一项2023年全球风险绘图和预测模型研究使用了来自中低收入国家儿童的多项研究的个体参与者数据,发现志贺氏菌病对包括温度在内的气候因素敏感,感染在33°C时达到峰值,超过该点后会下降。159在中国的不同气候带以及农村和城市地区,温度是细菌性痢疾传播的驱动因素之一。80 81 82 83伊朗的一项研究显示了气候和痢疾之间的相关性,特别是在幼儿和老年人中。160一项荟萃分析估计,温度每升高1℃,志贺氏菌病发病率增加7.0%。71

大肠杆菌感染

大肠杆菌是一种常见的细菌,可导致腹泻疾病。大肠杆菌O157引起了特别的公共卫生关注,因为它可以导致严重的胃痛、血性腹泻和肾衰竭。161虽然病例通常较轻,但幼儿和老人可能处于高风险中,并发症可能危及生命。162在对18项研究的荟萃分析中大肠杆菌使用温度模型,在15项研究中发现了正相关,合并风险估计值为腹泻发生率增加8% (95%可信区间5%至11%)大肠杆菌月平均气温上升1摄氏度。84在不控制降水的情况下,这一增幅为10% (5%至10%)。84

军团菌病

军团病是一种肺炎,由军团菌属细菌,存在于淡水和建筑环境的水系统中。发达国家的病例数一直在增加。163的增殖和毒性军团菌属当温度高时会显著增加。164据报道,气温上升会增加一些地区的军团菌病,但这种影响很小且不一致。71 85 86 87大多数研究是在北半球进行的,很少在南半球进行。有证据表明,高温加上大量降雨或湿度可能比单独的温度更好地预测。88 89 90

病毒性胃肠炎

导致肠道感染的病毒、气候因素、生态和人类行为之间的相互联系是复杂的过程,尚未得到充分的检验和理解。环境温度和病毒性腹泻之间的关系可以是正的、负的或不显著的,165还需要进一步的研究。

轮状病毒感染

轮状病毒感染是5岁以下儿童严重急性腹泻的主要原因。据估计,全世界每年有超过2500万次门诊和超过200万次住院,主要是在发展中国家。166在尼泊尔、韩国、西班牙、英国、荷兰、孟加拉国和哥斯达黎加进行的一些观察性研究表明,气温升高会降低轮状病毒感染的风险,时间间隔可长达两个月。92 93 94 9596 97 98 99然而,中国和非洲的时间序列和横断面研究报告了更多与高温有关的病例。100 101荟萃分析发现轮状病毒感染和温度之间没有正相关。91研究结果表明,应该采取更全面的方法来调查气候和水文对轮状病毒的影响。167

诺如病毒感染

诺如病毒是所有年龄组肠胃炎的主要原因,也是主要的公共卫生问题,每年导致20万人死亡,估计每年全球经济成本为480亿美元。168与轮状病毒一样,气温升高对诺如病毒感染的影响尚不清楚,尽管温度已被确定为影响病毒在地表水中持久性的关键变量。102

据报道在寒冷和干燥的季节诺如病毒爆发增加(> 70%),103 104表明较低的温度可能有利于病原体在环境中存活。温度和诺如病毒感染之间的这种负相关(相对风险为0.85 (95% CI为0.83至0.86)),显示了长达7周的滞后效应。105 106相对于温度,湿度和降雨量可能是非洲诺如病毒更敏感和更强的预测因子。169 170 171通过将温度、降水、海拔、纬度和经度纳入模型,对中国沿海地区诺如病毒爆发的预测可能会更准确。172

手足口病(HFMD)

HFMD是一种高度传染性的病毒感染,通常主要通过人与人之间的接触感染幼儿。最近在亚太地区爆发了禽流感。2021年1月至5月,中国报告了约43万例HFMD病例。173因此,自2020年以来,关于气象因素对HFMD影响的研究急剧增加,几乎覆盖了中国所有地区。高温和低温(非最佳环境温度)都可能促进HFMD的传播,表现出在温度谱两端有两个峰值的M形关系。107 108 109

中国、越南和美国的一些系统综述和生态研究报告了温度和HFMD之间的正相关关系,在不同的气候带有几天的短暂滞后效应,并与湿度、风速、气压和日照等其他气候变量相互作用。110 111 112 113 114 115更高的温度也可能对降低HFMD风险产生急性短期影响。174此外,温度的影响可能受到一系列人口和社会经济因素的影响,如性别、公园绿地、人均国内生产总值、城市化率、医疗机构密度以及学校和幼儿园的学生密度。175 176 177马来西亚的一项研究表明,降雨量和风速对HFMD风险有不同的影响。178

国际机构和卫生保健系统的反应

疾病监测、通知和信息共享

气候变化将继续对已经超负荷的全球医疗保健和疾病监测系统构成巨大挑战。这对于依赖历史病例通知数据并且没有充分考虑气候和人口变量的传统监测系统来说尤其成问题,从而限制了它们在跟踪温度上升对疾病传播的影响和预测未来疾病负担方面的有效性。179

发展和完善综合监测和预警系统可以通过提高卫生系统防备和应对易受气候影响的传染病的能力来解决这一问题。180 181这些系统整合了多种数据源,如传统疾病监测、病媒监测和天气数据,以实现更准确的检测、调查和应对传染病暴发,如所示图2。它们依赖于机构间及时和透明的信息共享和合作,包括卫生和农业部门、气象机构以及国内和国际的病媒和动物疾病监测工作。182 183

Fig 2
图2

对气候敏感传染病综合监测系统的要求

通过优先考虑和促进跨部门和跨地区的合作、协作和信息共享来采用“同一健康”方法,对于发展有效的疾病监测系统以及预防、缓解和控制行动和干预措施至关重要。184考虑到气候变量对疾病风险的影响,综合监测系统可以通过预警系统增强备灾和适应能力,这些预警系统根据定期收集的流行病学、气候、昆虫学、环境和人口数据预测风险。179 180 181 185

卫星遥感和地理信息系统技术的使用使得能够确定可能影响传染病风险的空间和时间气候模式,这可用于根据这些风险条件预测流行病。186了解病例的地理分布对于使资源和预防工作能够积极主动地针对高危地点和人群至关重要。187此外,通过在线疾病通知促进数字疾病监测至关重要,特别是在中低收入国家。

同样,加强昆虫学监测系统,特别是在低收入和中等收入国家,及时提供关于病媒密度和分布的准确信息,对于预测和减轻对气候敏感的病媒传播疾病至关重要。此外,人工智能和机器学习方面最近的快速发展可以纳入综合传染病和病媒监测系统和预警系统。这些技术有可能解决与集成和统一来自不同来源的数据相关的挑战,这一领域的进一步研究是有保证的。

在危险地区瞄准监视和响应系统

对世界各地气候驱动和天气驱动的预警系统的叙述性审查发现,改善季节性气候预测的时机和准确性,加上关于病媒暴露-反应关系的全面和及时的监测数据,可以用于提前几周到几个月确定有利于传染病爆发的条件。这使得积极的监测工作、预防策略和响应资源能够针对已确定的风险区域。185

一项生态学研究使用气候、人口和登革热通知数据集评估了哥伦比亚登革热早期预警信号模型的有效性,该数据集包括温度、降水、湿度、海拔和人口密度数据,研究发现,该模型提前一至五个月成功检测到75%的疫情,在疫情爆发当月成功检测到12.5%,并错过了12.5%的疫情。188此外,该系统可用于确定小空间范围内的高危人群,使稀缺资源、预防行动和病媒控制工作能够有效地有的放矢。188

同样,在墨西哥,与世卫组织热带病部门联合开发的预警和反应系统工具被纳入国家监测系统,从而大大改善了登革热监测工作。这使得对气候敏感疾病爆发的预测更加准确,从而促使尽早实施缓解和预防措施,并突出了跨部门和跨机构合作和信息共享的重要性。183然而,虽然这些基于气候的早期预警系统在一些地区用于某些传染病,如登革热、疟疾、利什曼病和霍乱,但数据可用性的差距和该领域研究的不足迄今为止限制了它们与现有监测系统的集成,以及对其他传染病的更广泛应用。183 185 187 188 189 190

医疗保健人员的知识和能力

重要的是要考虑卫生保健工作者应对气候变化带来的传染病挑战的知识和能力。由于气候变化导致气温升高,导致传染病的地理传播和病例增加,卫生服务提供者,特别是以前没有受到这些疾病影响的地区的卫生服务提供者,可能缺乏识别和治疗这些疾病的知识和经验。191一项关于气候变化与医学教育中的健康的全球证据的叙述性审查发现,尽管大多数医学学生承认气候变化对健康结果产生了负面影响,但大多数人(包括超过80%的中国医学学生和90%的埃塞俄比亚医学学生)认为他们缺乏必要的知识,没有做好应对气候相关健康风险的充分准备。192类似地,一项对澳大利亚新南威尔士州农村全科医生的调查发现,只有大约60%的人认为他们可以就气候变化对健康的影响向病人提供建议。193一项对印度卫生专业人员的调查发现,尽管超过80%的受访者意识到热暴露对健康的直接影响,但不到60%的人对气候变化的延迟或间接健康影响有足够的了解。194一项对中国疾病控制和预防中心工作人员的调查发现,只有27%的人认为他们对气候变化有很好的了解,85%的人表示需要更多关于气候变化对健康影响的信息。195在越南,一项针对医疗保健专业人员、医学学生和社区工作者的调查发现,参与者对气候变化对传染病流行的影响的认识程度中等至较低,与大城市的同行相比,在省级地区工作的参与者的认识程度较低。196

由于气温上升和其他极端气候条件,全科医生咨询、急诊和传染病住院人数增加,这可能导致医疗保健提供者的工作量增加,并可能不可持续,从而降低他们应对气温上升带来的健康挑战的能力。令人关注的是,在澳大利亚新南威尔士州农村接受调查的全科医生中,有33%至44%的人表示不确定或不相信他们的全科医生有能力充分应对极端天气事件(如严重热浪)的健康后果。193

然而,虽然气温升高可能会在最初暴露卫生工作人员的知识差距,并导致工作量增加和不稳定,但它们也提供了一个重要的机会,以调整医疗保健专业教育和培训,使其更加关注极端高温对传染病风险的影响以及更广泛的气候变化的健康后果。上述叙述性综述发现,大多数(60-80%)医学生希望将气候变化及其对健康结果的影响纳入他们的课程,而少数人表示担心这会给他们已经很高的学习增加额外的时间压力。192同样,超过70%接受调查的印度医疗服务提供者表示有兴趣了解气候变化对传染病爆发的影响。194在接受调查的新南威尔士州农村全科医生中,71%的人表示更喜欢当地的研讨会或讲习班,以提供有关气候变化对健康影响的持续专业发展和教育。193随着高温对传染病的影响在全球范围内变得越来越明显,对拥有该领域知识和经验的医疗保健提供者的需求可能会更大,这为开发专门的教育和培训方案作为医学课程和职业发展一揽子计划的一部分提供了一个重要的机会。至关重要的是,这些规划包括发展和加强卫生专业人员数据收集和疾病监测知识的材料,从而积极促进能力建设,提高传染病监测数据的准确性和及时性。

医疗系统反应:资源和协作

气候变化对传染病结果的影响给有限的卫生资源的分配带来了挑战,需要各国和各部门加强合作,以充分准备和应对传染病的爆发。179 197对关于南非卫生部门适应气候变化的21项研究(包括叙述性审查、评估、案例研究、定性研究和混合方法研究设计)进行的系统审查发现,该国卫生系统已经不堪重负的应对和应对极端天气事件的能力证据不足。它呼吁卫生部门发挥领导作用,将气候变化重新界定为一个紧迫的卫生问题,需要采取全面的、资源充足的应对措施。191

2015年在澳大利亚塔斯马尼亚岛进行的一项促进健康和福祉风险评估的电子工具试点研究发现,医疗保健系统的利益攸关方担心卫生部门适应气温上升和气候变化影响的能力。198该研究建议使用包含决策支持模块的工具,支持利益攸关方发展其关于卫生部门适应气候变化的知识,并提高卫生部门的准备程度和复原力。198促进和推动不同部门之间的合作也很重要,包括但不限于卫生、农业、气象以及工作卫生和安全。

由于跨学科和跨部门合作有限以及资源限制,中低收入国家的卫生系统在将气候变化相关政策和方案转化为实际行动的能力方面可能处于特别不利的地位。199 200 201同样,农村卫生部门和提供者在参与气候变化防备和缓解举措所需的财政和人力资源方面可能处于特别不利的地位。202因此,可能需要额外的努力和投资,以支持中低收入国家以及农村和区域社区,增强其防备和应对气候变化带来的日益增多的传染病挑战的能力。202这些努力可以包括为一线医疗工作者和研究人员开发和实施有针对性的培训课程和教育研讨会,以改善短期和长期的传染病预防、诊断、治疗和管理。此外,通过世卫组织及其区域办事处的参与,促进各国之间的信息和专业知识共享,可以加强传染病监测工作。

同样重要的是,让当地社区参与并提供传染病控制和缓解干预措施。这些措施包括关于与温度相关的健康风险和预防策略的教育,如分发蚊帐、识别和清除病媒滋生地,特别是在社会经济条件不利的社区。198增加人口适应能力和对气温上升的更广泛健康影响的了解,而不是专门关注传染病,可能会促进社区更好地应对气候变化的深远影响。203

本综述的优势和局限性

这篇综述全面总结了气温升高对一系列具有公共卫生重要性的媒介传播、水传播和食物传播疾病的影响。它还综合了全球卫生和教育系统应对因全球气温上升和更广泛的气候变化而带来的日益增多的传染病挑战的证据。证据的综合和分析为针对医疗保健专业人员、决策者和研究人员的关键考虑因素和建议的制定提供了信息,包括迫切需要开发和完善针对具体地点的、有针对性的预警系统,整合气候信息,以支持准备和应对计划和行动,包括资源分配和劳动力能力建设,特别是在中低收入国家。

这项审查的局限性包括它不是一项系统的审查。它优先考虑最近的、高质量的、系统的综述、荟萃分析和观察性研究。然而,这方面的一些重要研究可能被忽略了。此外,由于审查的重点是温度对传染病风险的影响,因此没有详细讨论其他气候变量的影响,如湿度、降雨量、洪水和风速,这些变量有助于促进和调节这些关联。最后,由于该审查仅限于一系列选定的具有公共卫生重要性的气候敏感传染病,其他几种受温度影响的疾病没有包括在内,如蜱媒疾病(如莱姆病),以及其他水媒和食源性疾病,如隐孢子虫病和贾第鞭毛虫病。

实际影响

由于气候变化导致全球气温持续升高,发展和完善强有力的综合监测和预警系统以提高卫生系统防备和应对温度敏感传染病的能力至关重要。将卫星遥感和地理信息系统技术纳入这些系统将有助于增进对病例地理分布的了解,从而使资源和预防工作能够积极主动地针对风险地点和人群。鉴于传染病不成比例地影响社会经济弱势地区,需要做出更多努力和投资,支持中低收入国家以及农村和区域社区做好准备,应对日益增加的传染病挑战。

此外,需要对气候敏感性传染病的风险进行及时和动态的定量评估,以确保提供准确、高度平等的证据,为有针对性的缓解和控制决策和行动提供信息。人工智能和机器学习技术的进步有可能有助于加强传染病的及时风险评估,应该成为该领域未来研究的重点。

医疗保健系统和组织的变化

鉴于各部门、组织和机构内部和之间及时和透明的信息共享和协作的重要性,必须解决有效信息和知识交流的障碍,同时确保机密和数据安全得到保护。

最后,为了使卫生保健专业人员能够认识到并有效应对气候变化背景下的传染病挑战,需要将气候变化教育作为医疗卫生课程和持续专业发展的一部分,并提高其可获得性和可接受性。纳入气候变化对传染病和其他健康后果的多方面影响的循证组成部分,将提高卫生保健工作者应对这些公共健康威胁的能力。

新兴疗法

由于温度对不同传染病的影响差异很大,因此需要针对病原体的适应和治疗,如接种疫苗,以有效应对传染病在全球气温上升背景下带来的挑战。71这一领域的最新进展,例如沃尔巴克氏体到…里面伊蚊(一种传染黄热病的蚊子)防止蚊子传播登革热和寨卡病毒,以及引入登革热疫苗(目前仅限于满足特定标准的个人,如以前感染过登革热),可能为应对传染病挑战提供额外的解决方案。204进一步的研究集中于确定与下列因素相互作用的宿主因子沃尔巴克氏体以防止登革热和寨卡病毒的复制和传播,这可能有助于开发新的病媒传播疾病控制策略。204

指导方针

迄今为止,还没有针对高温和气候变化导致的传染病的预防、治疗和管理的具体指南。然而,已经制定了关于减少热暴露对健康的负面影响的一般准则,包括世卫组织欧洲区域热健康行动计划指南,该指南强调了跨部门信息共享和合作的重要性,以促进及时的医疗和公共卫生建议、卫生和社会系统的改善以及住房冷却基础设施和城市规划的进步。205此外,世卫组织提供了关于建立早期预警、警报和反应系统(EWARS)的一般性指导,以便在更广泛的人道主义紧急情况下,包括在冲突和自然灾害中发现传染病爆发;然而,这些系统没有具体考虑与气候变化相关的现象,例如温度升高。206

结论

病媒传播的疾病,包括登革热、疟疾、日本脑炎、血吸虫病、利什曼病、肾综合征出血热、西尼罗河热和寨卡病毒病,明显受到温度、湿度和降水等气候变量的影响。虽然有大量证据表明高温对许多这些疾病的风险有影响,但需要更多的研究来解决知识差距,例如确定气候因素和寨卡感染之间的明确联系。从适应气候变化的角度来看,针对特定病原体的适应和治疗方法(如登革热疫苗)的最新进展很有希望,尽管目前其应用有限。由于新出现的传染病通常是动物源性的,促进人类健康、动物健康和环境部门之间合作的同一健康方法有助于建立综合监测和应对系统,以应对气候变化导致的疾病威胁。207

该综述强调,温度与水传播和食源性疾病之间的关系是复杂的。更高的温度和非最佳温度可能会增加病例数。未来的研究需要一种更全面的方法,考虑其他环境、社会、人口、经济、文化和行为因素,以及这些因素与气温上升之间的相互作用,这些因素导致了这些疾病的传播。大规模政策和干预对减缓气温上升和传染病风险的影响,如那些侧重于恢复生物多样性和增加城市绿地的政策和干预,值得进一步研究。

未来研究的问题

  • 如何将人工智能和机器学习方法纳入综合疾病和病媒监测及预警系统,以增强其应对气候变化影响的预测能力和效用?

  • 能否更有效地使用同一健康方法来促进人类健康、动物健康和环境部门之间的跨部门合作,以最大限度地减少气候变化带来的人畜共患传染病的挑战?

  • 是否应建立区域合作中心,预测不同气候变化情景下的未来传染病负担,以帮助中低收入国家应对气候变化带来的日益增多的传染病挑战?

患者参与

虽然患者和公众没有直接参与这项审查,因为它的范围很广,并且侧重于以前关于该主题的研究和系统审查的结果和影响,但作者承认,在未来的研究中积极让社区成员参与解决气温升高对传染病的广泛负面影响的重要性,以确保消费者的观点和生活经验为研究设计以及政策和实践建议提供信息。

脚注

  • 最先进的评论是根据它们与美国和国际上的学者和专家的相关性而委托的。由于这个原因,它们主要是由美国作家写的。

  • 贡献者:所有作者都参与了本综述的计划、实施和报告。BV和JX领导了审查的媒介传播疾病部分的实施和报告,MB和YZ领导了水传播和食物传播疾病部分,OA和PB领导了医疗保健系统响应部分。OA、AH和PB负责整个综述的最初起草和编辑,而AH和PB领导未来研究方向的确定。所有作者都阅读、编辑并批准了手稿的最终版本。作为担保人,PB对本次审查的全部内容负责。

  • 利益冲突:我们已阅读并理解BMJ利益声明政策,并声明我们没有利益冲突。

  • 出处和同行审查:委托;外部同行评审。

参考

 

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