海啸可能在西北太平洋地区引发了真菌爆发

2020-12-27 08:12:07

1964年3月27日,阿拉斯加发生大地震,这场地震持续了4分38秒。这种可能引发的爆发不会再持续35年。

2013年,我在《科学美国人》杂志上撰文谈到了一种名为Cryptococcus gattii的亚热带真菌,该真菌于1999年意外出现在西北太平洋地区数百人,宠物和海豚的肺中。尽管很少见,但可以从在树林里散步等简单的事情中捡起来,并在其他情况下对健康的人致命。

加迪犬故事最令人惊讶和令人困惑的转折之一是,看似一次爆发实际上至少是两次,也许是三次。大约在1999年左右,在温哥华岛上出现了两株不相关的加迪梭菌,而六年后的俄勒冈州威拉米特谷出现了三株。今天,我们知道这三个是如此不同,它们可能是不同的物种。当时,专家对所有人的起源感到困惑。

提出了许多想法,包括通过风,海洋,动物,桉树,轮胎,板条箱或网球鞋介绍机会。大多数科学家都认为,真菌似乎早在数十年前就已进入西北太平洋地区,随后的一些干扰(也许是气候变化)引起了一连串的感染。

现在,弗拉格斯塔夫和约翰·霍普金斯大学转化基因组学研究所的传染病科学家David Engelthaler和Arturo Casadevall(我在2013年为我的故事采访过Casadevall)提出了一个令人惊讶的假设:真菌不仅在从南美搭便车到美国太平洋西北地区,但随后发生海啸,到达了陆地。如果是的话,为什么感染不会在接下来的35年中继续袭击哺乳动物?

去年,他们在《 mBio》杂志上描述了他们的假设,并将这两个情况联系在一起。对这三种真菌的DNA分析表明,大约70到90年前,当它们到达西北太平洋时,它们爆发了一次,这暗示了它们的共同起源。

Engelthaler和Casadevall建议,该来源的一个候选人是1914年巴拿马运河的开放。空货船将水作为稳定压载物泵入船体。水和所有搭便车的生活通常被倒入下一个港口。隐球菌在海水中生存,而加迪梭菌可以生存至少一年。通过新运河运输的爆发可能使加迪角藻(C. gattii)多次从巴西等地带到西雅图,波特兰和温哥华附近的水域。

如果是这样,真菌仍然需要使其降落。他们说,1964年的地震引发了巨大的海啸,甚至杀死了南加州的海滩上的人。

自然灾害是有据可查的媒介。正如我在此处记录的那样,2011年密苏里州乔普林龙卷风爆发后,出现了一系列真菌性肺部感染。 1994年加利福尼亚州的北岭地震引发了山谷热的小规模爆发,这是另一种吸入性真菌病。海啸波涛汹涌的人们可能会继续遭受侵袭性皮肤和肺部感染,这种疾病被称为“海啸肺部”。2004年印度洋海啸和2011年日本海啸之后,海洋洪水造成的这种水传播感染就发生了。 2004年海啸的幸存者甚至遭受了加蒂梭菌的皮肤感染。

但是,自然灾害是否可以将病原体引入新的地方,导致数十年后爆发新疾病?

他们认为,有几条证据表明了这一点。在西北太平洋,受加迪梭菌污染最严重的森林和土壤是受海啸影响最严重的地区:低洼且靠近海洋。不过,一个例外-温哥华岛内部的艾伯尼港(Alberni Port)周围地区-受到海啸的严重打击。一股水流从进水口流到了26英尺高,冲走了55所房屋。如今,尽管该镇离海岸相对较远,但在那里却发现了大量的真菌。

遗传数据还揭示了本世纪中叶的第二次进化爆发,随后是另一个稳定时期。在海上航行数十年后,新栗色的真菌可能已被迫迅速进化以在不仅与海洋截然不同的地方而且与原始房屋不一样的地方生存。野生变形虫(无定形单细胞微生物)捕食加迪梭菌。学会超越新的北美捕食者可能要花几十年的时间。它也可能无意中对真菌进行了训练,以逃避称为巨噬细胞的变形虫样免疫细胞,这些免疫细胞会在我们体内做同样的事情。 Engelthaler和Casadevall建议,这个学习时期可以解释海啸和爆发之间长达数十年的延迟。

太平洋西北C. gattii最早的已知病例发生在1971年的西雅图。关于这种情况,我们一无所知,但是海啸假说将有助于解释这一离群值,因为真菌已经在岸上呆了好几年了。 1971年至1999年之间可能还发生了其他零星的感染,只是没有被发现,因为隐球菌可以在宿主中处于休眠状态。

最后,也许是最重要的是,这一假说将有助于解释西北太平洋地区似乎无关的加迪酒花的杂烩以及它们出现的时间。如果经过数年的运输,几种菌株已经在海洋中建立了自己的地位,那么海啸可能会将它们同时冲上了数百英里的海岸。当然,必然的结果是,我们可能还有更多的“惊喜”,可能更有效地攻击哺乳动物。他们认为,在西北太平洋地区以及未受到海啸影响的港口和附近土地上进行进一步的环境测试可以帮助支持或驳斥其假设,并且相对容易做到。

mBio论文于2019年10月发表,但对后续事件有影响。 Engelthaler和Casadevall提出,太平洋西北地区的C. gattii爆发可能是“黑天鹅”:这是不可预测的极端后果。确实,可能是许多甚至大多数爆发都无法预测。

许多科学家认为,鉴于这种情况,2014年西非埃博拉疫情可能是不可避免的,但真正的原因是一群生病的候宰蝙蝠与儿童在空心树上玩耍的偶然机会。没有人预言墨西哥会爆发流感大流行,但是那件事发生在2009年。在美国,HIV,SARS-CoV-1和MERS冠状病毒,Nipa和Hendra病毒以及猴痘病毒的出现也同样出乎意料且未曾预料到。状态;寨卡病毒突然严重的产前影响以及最近怀疑怀疑由先前良性肠病毒D68引起的儿童脊髓灰质炎发作,以及温带地区C. Gattii的出现也无法预料。自1918年流感大流行以来,我们目前的困境可能是最大的天鹅,它本身可能出乎意料地起源于堪萨斯州。

在预测新疾病暴发的问题上投入了大量资金,计算能力和调查资源。这些努力使我们今年失败了。创立了“黑天鹅”一词的金融哲学家纳西姆·塔莱布(Nassim Taleb)认为,对此类事件的正确反应并非试图对其进行预测。是为他们做准备。尽管在我看来,值得探究其起源,以便我们能够避免未来的灾难(取缔非法并积极起诉野生动植物的销售并减少森林砍伐似乎是显而易见的和人道的选择),但政府应该只是假设流行病和疫情是不可避免的,采取适当的行动。

似乎我们没有先例进行昂贵的防御性投资。在加利福尼亚州,城市规划人员和工程师知道会发生大地震,但他们并不担心细节。毕竟,即使在研究金州地震学和地质学一个多世纪之后,1994年发生的破坏性北岭地震也发生在断层上,甚至没有出现在地震地图上。相反,它们只是相应地构建。