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内蒙古出现两起鼠疫疫情,鼠疫还是以前那个“夺命瘟神”吗?

来源:科普中国-科普融合创作与传播     发表于:2020-08-31 09:10   1057 次阅读 

内蒙古自治区巴彦淖尔市卫健委8日发布信息称,该市乌拉特前旗通报1例腺鼠疫死亡病例。这也是继8月6日包头市达茂旗1例肠鼠疫死亡病例后,今年内蒙古出现的第2例鼠疫死亡病例。目前,两地均发布鼠疫疫情Ⅲ级预警。

在惊慌之余,很多人会产生这些疑问:鼠疫这样的“远古”疾病为什么还能“袭击”我们,甚至造成患者死亡的严重后果?鼠疫潜伏在何处,又如何传播给人类?目前有没有安全可靠的疫苗来预防鼠疫?未来人类能够完全从地球上驱除鼠疫吗?

鼠疫何时进入人类文明史

根据细菌遗传学研究所取得的结论,鼠疫的病原体——鼠疫耶尔森杆菌在大约1500万到2万年前从假性结核耶氏菌分化而来,且最初的发源地是喜马拉雅山麓地带。但鼠疫何时开始进入人类生活并为人类所认识和了解,目前尚无明确结论。

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荧光染色的鼠疫杆菌,来源:CDC

最早有记载称,古埃及时代的采石场曾爆发瘟疫,并且采石场被强制封闭,任由内部人员全部死亡,但当时的瘟疫也可能是曾经流行的天花。另外,6000年前古埃及木乃伊的肺和肝脏中曾经发现过鼠疫杆菌的核酸痕迹,但并不能由此断言当时鼠疫已经开始深入人类生活。很多学者认为鼠疫在3000多年前就已经是埃及人生活中的一个组成部分了,因为英语中的安息日“Sabbath”一词的词源很可能与古代阿卡德语的“Sabbatosis”有关,而“Sabbatosis”指的就是(鼠疫造成的)腹股沟处的淋巴肿胀。

如果上述说法为真,那么3500年前左右,鼠疫可能已经完全进入了人类视野。当然,并非人人都采信这一说法,生活在公元1世纪的犹太历史学家弗拉维奥·约瑟夫斯就对其提出了明确的反对。无论如何,这些都说明至少从约瑟夫斯所处的时代(两千年前)开始,鼠疫就已经成为了人类生活中的梦魇之一,人类对鼠疫也进行了一定的了解和研究。

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中世纪时代描绘黑死病主题的美术作品,来源:公有领域

鼠疫的传播:饥饿的跳蚤

人会患上鼠疫,是由于感染了鼠疫杆菌,这种病菌在自然界本来仅流行于啮齿类动物之间,但蚤类叮咬患病啮齿类后,能够通过再叮咬其他啮齿类个体将病菌感染开来,而一旦人类被带菌蚤类叮咬,就将在偶然间踏入这一循环,成为细菌的猎物。如果感染者在死去或康复期间没有传染给其他人,疫情传播就将中断。但历史上的鼠疫大流行都是由于鼠疫杆菌从啮齿类经蚤类传染给人后,再经由蚤类的叮咬或者人际传播而形成传播循环。

古代,在森林等啮齿类生息的自然区域,鼠疫杆菌也暗藏其中,猎人和樵夫很可能是最先受到感染的对象。但由于当时人口密度低下,人际交流稀少,患病人员很可能在发病到死亡期间都接触不到其他人,鼠疫也不会在人群中流行。不过地震、水灾等自然灾害可能破坏野生啮齿类的生活环境,此时生息于野外的啮齿类会向人类居住的村庄移动。在此过程中,喜欢在船舶、民宅、仓库等场所生息繁衍且与人类关系密切的家鼠会最先被感染,之后周边的人类也很难全身而退。一般认为,在观察到大量家鼠死亡时,鼠群中的感染率已经超过10%,此时就很容易发生人际大流行。

作为传播媒介,喜好寄生在家鼠身上的印度鼠蚤在鼠疫传播中起到了推波助澜的作用。印度鼠蚤非常贪食,尤其喜好吸食人血,因此会频繁地叮咬人类。为了获得更高的传染力,鼠疫杆菌进化出了一套异常“狡猾”的机制。当鼠蚤吸食被感染的鼠类血液后,被吸食的血液将在鼠疫杆菌释放的凝固酶的作用下发生凝固,生成纤维蛋白。随着鼠疫杆菌在血液中进行增殖,纤维蛋白数目也会越来越多,鼠蚤的前胃会被堵塞,逐渐无法摄取营养。

失去营养来源的鼠蚤在饥饿的驱使下疯狂吸血,平时可能只会叮咬老鼠的它们也开始向人类下口。然而由于前胃被堵塞,吸食的血液无法进入胃中,却会在食道内形成很大的反作用力,导致鼠蚤体内的带菌血液通过口器逆流注射进被吸血的对象体内,感染也就因此扩大。鼠蚤是一种具有极强生命力的昆虫,它们可以在消化道被堵塞无法进食的情况下再存活20到30天,在此期间鼠疫杆菌显然又能获得大范围传播的机会。

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印度鼠蚤的正常形态(左)和前胃遭到堵塞的形态(右),来源:公有领域

凶恶的鼠疫与人类的抗争

鼠疫杆菌于1894年由日本科学家北里柴三郎和法国科学家耶尔森各自同时发现,北里早几天公布了研究结果,但他的研究存在细节上的纰漏,因此后世在二战期间将鼠疫杆菌命名为耶尔森氏菌。鼠疫杆菌进入体内后2到5天,人体会产生倦怠感,同时出现发寒发热等症状。之后,根据受感染部位的不同,症状也截然不同。

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耶尔森(左)与北里柴三郎(右)肖像,来源:公有领域

腺鼠疫是各型鼠疫中最为普通的一种。当被带菌蚤类叮咬后,叮咬部位附近的淋巴结会开始肿大,肿大将一直蔓延到腹股沟和腋下等处,可怕的是有些肿块甚至能大如拳头。与此同时,鼠疫杆菌会在肝脏和脾脏等处大量繁殖,并产生细菌毒素,毒素将导致意识混乱和心脏衰弱等严重后果。腺鼠疫发病后大约一周时间,未经治疗的患者死亡率将高达50%到70%。腺鼠疫的传播过程离不开蚤类叮咬,因此可以认为它不能人传人。

败血性鼠疫又叫鼠疫败血症,由感染后的带菌血液在全身各处游走造成。败血性鼠疫也可能由腺鼠疫引发的,但部分败血性鼠疫患者并没有淋巴肿胀的症状。败血性鼠疫发病后,皮肤各处将会产生出血斑点,最终全身长满黑斑而死,这就是“黑死病”的由来。如果不经治疗,此类患者从染病至死亡可能不足一天,死亡率接近百分之百。败血性鼠疫患者的体液中含有大量病原菌,如果与之发生密切接触,包括照顾病人以及处理尸体等,都有可能发生直接感染。

肺鼠疫大致分为两种,原发性和次发性。次发性是指患上腺鼠疫后,细菌流经肺部,在肺部造成严重的肺炎症状。原发性是指吸入其他肺鼠疫病患的痰与唾液飞沫,或不慎接触脓液、餐具等而感染。原发性肺鼠疫的潜伏期通常为1到4日,但急性患者亦可能在数小时内发病。不经治疗的肺鼠疫患者死亡率同样接近百分之百。由于肺鼠疫的传播过程无需经由蚤类叮咬,因此人际传播速度十分猛烈。1910年到1911年间造成6万人死亡的东北鼠疫大流行的就是肺鼠疫。

皮肤鼠疫也叫轻微鼠疫,是非常罕见的鼠疫类型,一般不会造成严重后果。患者仅在被蚤类刺破的皮肤局部发生感染,出现溃疡和脓包等。世界卫生组织并未将败血性鼠疫和皮肤鼠疫列入鼠疫的主要分型中,这主要是考虑到二者可以包含到腺鼠疫或者肺鼠疫的病程中。除此之外,还有肠鼠疫、脑膜炎型鼠疫甚至眼鼠疫等更加罕见的鼠疫类型。

在有效的抗菌药物诞生之前,人类应对鼠疫的方式只能是粗暴的隔离,一旦染病便极难逃出生天。据统计,数次大流行间,鼠疫在全球造成了超过2亿人以上的死亡,堪称人类历史上的头号传染病。抗生素大量应用后,鼠疫死亡率大大降低,但败血性鼠疫和肺鼠疫的死亡率仍有10%左右。根据WHO公布的数据,2013-2018年全球共报告了2886例鼠疫,其中包括504例死亡病例。我国在此期间共计报告5例病患,其中4例死亡。虽然鼠疫目前仍然能在全球造成每年数十人的死亡,但中世纪时代的黑死病阴影已成为了远古历史。

有了能够治疗鼠疫的抗生素,人类也开始研究能够预防的疫苗。1897年,巴斯德的弟子Waldermar Haffkine尝试开发了减毒鼠疫疫苗。然而该型疫苗存在副作用明显且可能无法提供足够的保护等问题,特别是它对肺鼠疫没有很好的免疫效果,目前已经极少使用。后来研制的全细胞鼠疫死疫苗,目前也只有鼠疫严重疫区的居民,以及长期接触鼠疫病原的研究、医护人员等高危人群才会考虑注射。

对于现在的普通人而言,鼠疫离我们的生活十分遥远,因为现代化的疾控系统和医学手段都足以将鼠疫疫情扼杀在萌芽状态。但生活在鼠疫流行地区的高风险人群,应该对鼠疫相关知识有所了解,并在日常生活中注意防护,如不接触野外的不明动物尸体,发现大量啮齿类死亡事件时迅速上报相关部门等。

鼠疫的未来:人类能否完全消灭鼠疫?

虽然鼠疫的危害已大大降低,但可以肯定地说,人类在未来仍将与鼠疫长期共存,因为鼠疫杆菌早已在自然状态下形成啮齿类-蚤类的生存循环,而这二者恐怕直到人类灭绝都不可能从地球上消失。目前,地球上唯一没有鼠疫的大陆只有澳大利亚洲,受益于得天独厚的地理条件,澳大利亚(包括新西兰)天然地不存在鼠疫杆菌生存循环。并且幸运的是,大航海殖民时代期间,也没有鼠疫疫情传播到澳洲的自然环境中。

除了这一类天然不存在鼠疫的国家,人类在古代不得不采取各种方式来对抗鼠疫。但奇怪的是,在经历黑死病大流行后的数百年间,虽然欧洲的人口密度和人员流动一直在增加,鼠疫的治疗和免疫也没有大的进展,但黑死病却没有再次大规模侵袭欧洲,反而神秘地消失了。这一方面和一次动物大迁徙有关,1727年,褐鼠沿着俄罗斯伏尔加河流域自东向西大范围迁徙,并于之后200年间取代黑鼠,成长为欧洲的优势物种。褐鼠更倾向于生息在排水道或者屋外,离人群较远,且对鼠疫有更强的抵抗力,使得鼠疫大流行再未出现。

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褐鼠与黑鼠,来源:Wikipedia

另一方面,人们实行的一些原始抗疫措施是黑死病“消失”的重要原因。黑死病疫情期间实行的各种对策,已经显现出了现代公共卫生体系和传染病隔离体制的雏形。例如,1377年开始,作为港口城市的威尼斯就颁布了外来船只整体需要在登陆之前隔离40天的法律。只有在40天之内船上没发生任何一起疑似鼠疫病例,才能够获准登陆。此外,房屋材质的逐渐改善,如利用砖瓦代替木造,去除床下用来铺垫的茅草等,都起到了防止鼠蚤孽生的效果。

欧洲国家虽然从中世纪开始渐渐摆脱了黑死病流行的困扰,但小规模的疫情和零星病例即便到今天还是时有发生。目前,全球唯一可以号称成功驱除鼠疫的国家,就是通过自己的努力战胜鼠疫的日本。

和澳大利亚一样,日本本来不存在鼠疫,但受到第三次鼠疫大流行的影响,1899年鼠疫通过贸易船上的家鼠传入日本。27年间鼠疫在日本多次流行,感染病患合计2905人,其中死亡2420人。但得益于以北里柴三郎为首的学者团队与政府的密切配合,当局采取了一系列富有远见的防控措施。例如,从疫情开始的第二年起,东京就以1只5钱的价格收购家鼠,民间掀起了轰轰烈烈的捕鼠运动,终于在26年间将疫情从家鼠向自然界野生啮齿类传播的链条斩断。 1926年之后至今,日本再未出现鼠疫疫情。

欧洲黑死病的消失以及日本成功消灭鼠疫的经验都说明,在传染病传播过程中,政府的行为对疫情控制发挥着关键作用。这一经验也反映在当前对新冠肺炎疫情的控制中,我国针对疫情积极采取措施,才能有效地控制疫情。

附录:鼠疫的三次大流行

历史上,鼠疫在全世界范围内发生过三次大流行,这三次疫情各自持续数十年乃至上百年,给人类带来过深重的灾难,也在一定程度上重塑了人类历史的发展进程。

鼠疫的第一次大流行始于公元541年的东罗马帝国,并在一年之内横扫帝国全域。此后六年间,疫情相继传播到曾经的西罗马帝国、高卢,并横渡海洋袭击英伦诸岛,近东以及亚洲也相继沦陷。此次持续60余年的大流行被称为查士丁尼大瘟疫,保守估计此次疫情在欧洲至少造成了2500万人死亡的后果。君士坦丁堡为此次疫情的中心,高峰时每天的死者有5千到1万人。东罗马帝国君主查士丁尼一世也罹患鼠疫,虽然数月后侥幸治愈,但疫情造成的农业生产停滞和军队减员,令他攻打高卢和英伦诸岛的计划也随之搁浅,可以说,欧洲历史版图被疫情改写。

鼠疫的第二次大流行发生在14世纪的欧洲,也就是后世所称的黑死病大流行,在此之前十字军的三次东征造成了人员和家鼠的广泛移动。1241年,成吉思汗之孙拔都率领蒙古铁骑进行多年征战,也造成了军队人员的大规模移动,随后在统一帝国版图下开展的欧亚大陆间的贸易进一步加强了人员间持续广泛的交流,这一切都为之后的大流行埋下了伏笔。1347年10月,鼠疫从西西里岛开始大规模流行,吸附于贸易用毛皮上的鼠蚤以及跟随人群一同移动的黑鼠很可能是主要传染源。到14世纪末为止,这次疫情共计发生三次大流行和若干小流行,在全世界内造成8500万人死亡,在全欧洲造成2000万到3000万人死亡,这几乎是当时欧洲人口的一半甚至三分之二。欧洲中世纪的黑死病大流行使得劳动力严重减少,农民地位客观上得到增强,间接促成了后来的文艺复兴和宗教改革。

鼠疫的第三次大流行发生在19世纪末。1855年的中国云南回变 可能是这轮大流行的开端,当时军事调动造成的人员密集流动很可能成为疫情导火索。到1894年,疫情袭击香港,从这里经船只输往世界各地,开始一轮世界范围内的大流行。亚洲、美洲各国皆遭受重大损失,印度更是在1907年一年就死亡了131万人。这次疫情直到20世纪中期才逐渐平息。在鼠疫的第三次大流行中,世界各国医学工作者相继前往作为疫区中心的香港,耶尔森和北里柴三郎正是在这里分离出了鼠疫的致病原,吹响了人类征服鼠疫的号角。
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