研究发现全球流感流行的共同诱因
流感季节已经到了，至少在北半球是这样的。每个温带地区的冬天，似乎流感病毒都会从休眠中苏醒过来，它们所到之处，人们便会引起发烧、鼻塞和疼痛。现在，借助研究鱼类种群波动的数学方法，研究者发现温度和湿度都是影响全球流感爆发时机的因素，这一发现可能帮助找到对抗病毒的新途径。
　　气候和流感之间的关系在北美和欧洲这样的地方看起来很简单：随着冬天的气候变得愈发干冷，流感爆发的频率也逐渐增加。然而在热带地区，这种周期不复存在，预测流感变得极为困难。一些学者曾认为，这意味着气候并不是热带流感爆发的重要影响因素。但圣地亚哥斯克里普斯海洋研究所的数学生物学家 George Sugihara 猜测，有更深层的规律可以解释病毒在这两个地区的模式。
　　Sugihara 认为，上述问题的产生是由于过去对流感盛行的研究没有把它当作一个整体的自然系统，而是尝试研究诸如温度和湿度这种单一因素所造成的影响。Sugihara 首先提出了一种数学方法，利用方程描述混乱的自然系统。他实验室的“经验动态建模”（empirical dynamic modeling, EDM）方法利用时间序列数据探究这些复杂系统间的潜在联系，就像拨动一团杂乱的网中的一根弦，并观察其他哪些弦会有回响。2012年，他的团队发表了一篇被广泛引用的文章，描述了这些方法及其在研究沙丁鱼和鳀鱼种群中的有效性。这些方法后来被用于从温室气体对气候的影响到诊断早发性阿尔茨海默病的各种问题的研究。
　　Sugihara 的博士后 Ethan Deyle 带领的团队将这一方法应用到流感的研究中，他们着眼于18年来全球流感爆发的数据。他们发现诱发流感的最重要因素是湿度，同时温度也起到了一定作用，这种复杂的混合方式是先前研究没能发现的。就像在北美观察到的一样，当温度低于24°C，气候越干燥越容易引起流感的爆发。温度高于24°C时则恰好相反，湿润的环境对于流感更有利。这项成果于10月31日发表在 PNAS 上（论文信息见文末）。
　　上述相关性在24°C发生的转折与研究者对流感病毒的了解相符合。流感病毒拥有一层类似细胞膜的“病毒包膜”，它有两个明显的弱点：在寒冷湿润的气候中可能膨胀破裂，在炎热干燥的环境中则会失水干涸。这两股驱动力应该可以解释为什么温度和湿度之间的关系在24°C发生翻转。如果这一理论被证明是有价值的，也许有望帮助对抗冬季流感爆发，比如在学校、有老人的房间和医院安放加湿器。
　　对于为什么流感在热带和温带地区爆发模式不同这一问题，该研究也给出了一个答案。在温带地区，湿度和温度巨大而一致的变化引起了流感在冬天的周期性爆发。在热带地区，流感和气候之间存在与温带相同的潜在规律，但温度和湿度过于轻微的季节性波动导致“流感季节”难以出现。
　　哥伦比亚大学的传染病气候学家Jeffrey Shaman评价该工作为“一项很有意义研究”。但他谨慎地表示，该团队提出的机制仅仅是气候影响流感的多种方式之一，并且需要更深入的探索。他同意改变室内环境以控制疾病传播是一种潜在的可行方法，但即使这种环境确实能够使流感病毒难以扩散，也可能为喜湿的细菌和霉菌提供了理想的生存环境。“天下没有免费的午餐。”他说道。
　　其他人则没那么“感冒”。英国莱斯特大学医院的 Julian Tang 注意到研究中所用的湿度和温度数据来自室外的气象监测站，然而大多病毒传播被认为发生在室内。他说：“如果你使用了不恰当的数据，无论你开发和应用什么样的模型，不管多么创新，结论很可能是错误的。”
　　文章来源
　　http://www.pnas.org/content/earl ... 3/F6.expansion.html
　　论文基本信息
　　【题目】Global environmental drivers ofinfluenza
　　【作者】Ethan R. Deyle, M. Cyrus Maher, RyanD. Hernandez, Sanjay Basu, and George Sugihara
　　【刊期】PNAS
　　【日期】October 31, 2016
　　【DOI】10.1073/pnas.1607747113
　　【摘要】In temperate countries, influenzaoutbreaks are well correlated to seasonal changes in temperature and absolutehumidity. However, tropical countries have much weaker annual climate cycles,and outbreaks show less seasonality and are more difficult to explain withenvironmental correlations. Here, we use convergent cross mapping, a robusttest for causality that does not require correlation, to test alternativehypotheses about the global environmental drivers of influenza outbreaks fromcountry-level epidemic time series. By moving beyond correlation, we show thatdespite the apparent differences in outbreak patterns between temperate and tropicalcountries, absolute humidity and, to a lesser extent, temperature driveinfluenza outbreaks globally. We also find a hypothesized U-shaped relationshipbetween absolute humidity and influenza that is predicted by theory andexperiment, but hitherto has not been documented at the population level. Thebalance between positive and negative effects of absolute humidity appears tobe mediated by temperature, and the analysis reveals a key threshold around 75°F. The results indicate a unified explanation for environmental drivers ofinfluenza that applies globally.http://www.bioon.com/3g/id/6692193/转自：http://blog.sciencenet.cn/blog-529903-1017493.html