气候变化和极端天气将对传染病传播产生复杂影响

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温度变化以不同的方式影响病原体及其宿主，这些生物受到变化类型和它所应用的平均背景温度的影响。

2022 年 2 月 15 日在eLife上发表的一份报告称，根据平均背景温度，热浪等温度波动可能对感染率和疾病结果产生非常不同的影响。

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该研究表明，随着全球气温上升和极端天气事件变得更加普遍，预测气候变化对宿主-病原体相互作用的影响将越来越困难。

传染病对人类、农业和野生动物种群具有深远的生态影响。众所周知，病原体与其宿主之间的相互作用对温度变化很敏感。但鲜为人知的是，突然和极端的温度变化如何影响这种关系，以及这如何影响总体感染率和疾病结果。

“预计气候变化不仅会增加平均温度，还会增加温度波动以及极端天气事件的频率和强度，”共同第一作者 Pepijn Luijckx、爱尔兰都柏林三一学院寄生虫生物学讲师 William C. Campbell 解释说。“然而，尽管研究已经量化了平均温度上升对宿主和病原体性状的影响，但热浪等可变温度状况的影响仍然很大程度上未知。”

显微镜下的水蚤寄生虫 Ordospora colligata 的孢子。来源：迪特·艾伯特

Luijckx 和团队研究了不同温度对宿主生物体（一种名为Daphnia magna的小型甲壳类动物）及其已知的肠道寄生虫Odospora colligata各种特征的影响。寄生虫的传播是典型的环境传播的代表，类似于SARS-CoV-2和霍乱等疾病的传播。

该团队研究了生物体如何对三种不同的温度状态做出反应：恒定温度和两种可变状态，每日波动为 +/- 3°C，三天热浪高于环境温度 6°C。然后他们测量了甲壳类动物的寿命、生育能力、感染状态和肠道内寄生虫孢子的数量。接下来，他们将数据处理成一个统计模型，以比较三种不同温度状态的影响。

研究小组发现，与保持在恒定平均温度下的温度相比，每天的温度波动降低了寄生虫的传染性和孢子负担。然而，相比之下，热浪后寄生虫的传染性与保持恒温的寄生虫的传染性几乎相同。

此外，当背景恒定温度为 16°C 时，在三天的“热浪”之后，甲壳类动物宿主中的孢子数量增加，但这种负担在更高的温度下减少。这表明温度变化的影响取决于平均背景温度以及这是否接近寄生虫的最佳温度。

暴露于寄生虫孢子或经历可变温度的甲壳类动物的宿主适应性和繁殖成功率通常会降低。宿主和病原体反应之间的差异表明，在某些情况下，寄生虫能够比宿主更好地承受热量的突然变化。

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“我们的研究结果表明，温度变化以复杂的方式改变了宿主-病原体相互作用的结果。温度变化不仅以不同的方式影响不同的宿主和病原体性状，而且变异的类型和应用的平均温度也很重要，”Luijckx 总结道。“这意味着气候变化模式的变化，加上全球变暖导致的平均温度变化，可能对疾病动态产生深远的和意想不到的影响。”

参考：

“温度变化的交替模式在不同的平均温度下会导致非常不同的疾病结果”，作者：Charlotte Kunze、Pepijn Luijckx、Andrew L Jackson 和 Ian Donohue，2022 年 2 月 15 日，eLife。
DOI：10.7554/eLife.72861

海洋环境化学与生物学研究所 [ICBM]，德国奥尔登堡卡尔·冯·奥西茨基大学；爱尔兰都柏林三一学院自然科学学院动物学系
除了 Pepijn Luijckx，研究团队还包括共同第一作者 Charlotte Kunze（德国奥尔登堡卡尔·冯·奥西茨基大学和都柏林三一学院）、Andrew Jackson 和 Ian Donohue（都柏林三一学院）。

他们的研究由爱尔兰科学基金会和爱尔兰研究委员会资助。

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