Одно из первых исследований по изучению влияния изменения климата на такие заболевания, как грипп, которые передаются непосредственно от человека к человеку, показало, что более высокие температуры и увеличение количества осадков могут сделать вспышки менее серьезными, но более частыми, особенно на севере Америка.
Исследователи из Принстонского университета изучили, как климатические условия влияют на ежегодные вспышки респираторно-синцитиального вируса (РСВ) в США и Мексике, где распространенный патоген может вызывать серьезные респираторные инфекции. Исследователи создали модель пиков распространения вируса в течение года, используя наблюдения за инфекцией РСВ на уровне округов в США и данные на уровне штатов в Мексике.
Исследователи сообщили в журнале Nature Communications, что эпидемии РСВ зависят от различных климатических факторов в зависимости от местоположения. Колебания влажности являются движущей силой распространения вируса в северных регионах с умеренным климатом, в то время как эпидемии РСВ связаны с сезоном дождей в тропических регионах. Вирус регулируется как влажностью, так и осадками в «пересекающихся» местах, таких как мексиканский штат Синалоа, где обычно наблюдается два пика эпидемии каждый год.
Когда исследователи соединили свои результаты с моделями изменения климата, они обнаружили, что, хотя вспышки РСВ в целом стали менее серьезными, цикл пикового заражения вирусом сместился на север, объяснила первый автор Рэйчел Бейкер, научный сотрудник с докторской степенью в Принстонский экологический институт (PEI). Во многих районах, особенно на севере США, эпидемии РСВ могут стать более распространенными и начаться в начале года.
Прямо сейчас мы наблюдаем случаи РСВ в течение всего года в тропических районах. На большей части Соединенных Штатов мы наблюдаем ежегодные сезонные вспышки без случаев в летние месяцы, и мы наблюдаем двухлетнюю динамику в северных районах. Соединенных Штатов, где каждые два года регистрируется большое количество случаев заболевания», - сказал Бейкер, который работает в исследовательской группе соавтора и ассоциированного преподавателя PEI К. Джессики Меткалф, доцента кафедры экологии и эволюционной биологии Принстона и общественного мнения. дела.
«Это те модели, которые могут сместиться на север», - сказал Бейкер. «По сути, в будущем мы увидим небольшую двухлетнюю динамику и больше устойчивой динамики тропического типа. Мы также прогнозируем более раннее время эпидемии».
В среднем, эпидемии RSV могут наблюдать меньше отдельных случаев по мере изменения климата и быть более похожими из года в год, обнаружили исследователи. В их климатических моделях прогнозируемое повышение влажности, вызванное температурой, привело к менее интенсивным вспышкам РСВ, хотя эпидемии стали более серьезными в местах, где выпадали экстремальные осадки, обычно в тропиках.
Хотя ослабление эпидемий РСВ в некотором смысле является положительным результатом, в течение года вирус будет более устойчивым, сказал Бейкер. Короче говоря, инфекции будут распространяться, а не концентрироваться в определенные сезоны. Это может сделать людей более уязвимыми к вирусу в долгосрочной перспективе, особенно детей. Более половины младенцев, рожденных в Соединенных Штатах, заражаются вирусом во время своего первого «сезона» РСВ.
«Мы должны ожидать увеличения числа случаев вне сезона RSV, поэтому работники общественного здравоохранения должны быть готовы к изменениям сроков и частоты случаев», - сказал Бейкер. «Изменение динамических моделей также может изменить возраст, в котором дети заражаются РСВ, и мы надеемся рассмотреть в будущей работе, как изменение климата может повлиять на это. Чем раньше ребенок заразится РСВ, тем больше вероятность того, что его госпитализируют».
Это первая публикация, созданная в рамках инициативы PEI по изменению климата и инфекционным заболеваниям, которая объединяет климатологов и эпидемиологов для лучшего понимания прямого и косвенного воздействия климата на здоровье человека. Соавторами документа являются Габриэль Векки, профессор геонаук и Принстонского института окружающей среды, и ассоциированный преподаватель PEI Брайан Гренфелл, профессор экологии, эволюционной биологии и связей с общественностью Кэтрин Бригер и Сара Фентон, а также докторант Принстона Кэролайн Вагнер. в экологии и эволюционной биологии и Вэньчан Ян в науках о Земле.
В исследовательскую группу также входили Айеша Махмуд, доцент кафедры демографии Калифорнийского университета в Беркли; Вирджиния Питцер, доцент эпидемиологии Йельского университета; и Сесиль Вибуд, научный сотрудник Национального института здравоохранения.
Большинство исследований, связанных с изменением климата и инфекционными заболеваниями, были сосредоточены на заболеваниях, которые распространяются такими переносчиками, как комары, сказал Бейкер. Но исследование Nature Communications выходит на новую территорию, изучая болезнь, которая передается через прямой контакт между инфицированными хозяевами, сказала она. По словам Бейкера, их работа может стать моделью для прогнозирования того, как изменение климата может повлиять на патогены, подобные РСВ и гриппу.
«Наш подход к моделированию, который позволил нам отделить влияние климата от других факторов передачи болезней, может быть применен к другим патогенам», - сказал Бейкер. «Наши результаты показывают, что климат может играть центральную роль в определении времени и динамики инфекционных заболеваний. Характеристика этой роли имеет решающее значение для понимания будущих последствий изменения климата».
Исследователи предоставили важное «унифицированное объяснение», которое отвечает на постоянные вопросы о RSV, сказал Бейкер. Предыдущая работа выявила различные модели эпидемий РСВ в регионах с тропическим и умеренным климатом, и высказывались предположения, что действуют разные факторы. Бейкер и ее соавторы, однако, показывают, что эти различные пространственные закономерности можно объяснить общим лежащим в основе эффектом влажности и осадков.
Проблема при изучении RSV заключалась в том, что вирус нельзя изучать в лаборатории, сказал Бейкер. Существующая работа по климату и гриппу, например, стала возможной благодаря использованию морских свинок, которые заражаются и передают грипп так же, как и люди. Представляя результаты модели, которые были аналогичны лабораторным данным, исследование дает надежду на точное изучение других патогенов, которые трудно обнаружить экспериментально.
«Нет животных, которых можно было бы использовать для изучения RSV, что делает крупномасштабные наблюдательные исследования, такие как наши, особенно важными для понимания климатических факторов передачи», - сказал Бейкер.«Тот факт, что мы получаем результаты, аналогичные результатам, полученным для передачи гриппа у морских свинок, невероятно интересен».