這是《腸道產(chǎn)業(yè)》第 905 篇文章

2019 年 11 月,，美國(guó)國(guó)家科學(xué)院,、工程院和醫(yī)學(xué)院舉辦了一次研討會(huì)，以商議如何對(duì)付一種新出現(xiàn)的疾病威脅——并不是新冠肺炎,，他們?cè)缭谛鹿诎l(fā)生的幾個(gè)月前就開(kāi)始討論這件事情了,。事實(shí)上，他們正在試圖弄清楚如何處理這群被困在冰川,、冰原和永久凍土中的微生物,，這些微生物正隨著全球變暖和冰川融化而被陸續(xù)釋放出來(lái),。

在會(huì)議期間，來(lái)自俄羅斯科學(xué)院的 Alexander Volkovitskiy 講述了一件令人震驚的事件,。這件事情發(fā)生于 2016 年的俄羅斯北部海岸的亞馬爾半島,。

亞馬爾半島的原住民在島上放養(yǎng)了數(shù)十萬(wàn)只馴鹿。2016 年的那個(gè)夏天,，氣溫反常地暖和,，導(dǎo)致一些永久凍土融化了。而這些凍土中有著可引起炭疽病的細(xì)菌,，它們被困于半島上的凍土中一個(gè)多世紀(jì)了,，2016 年異常的天氣讓它們得以從土壤中冒出來(lái)，并像野火一樣傳播開(kāi)來(lái),，引發(fā)了一場(chǎng)疫情,。在這場(chǎng)疫情得到控制之前，有 2000 多頭馴鹿因此死亡,，并且導(dǎo)致數(shù)十人感染,，包括一名死亡的無(wú)名男孩。

這個(gè)故事可能預(yù)示著即將發(fā)生的事情,。隨著地球冰區(qū)融化,，長(zhǎng)期休眠的微生物將不可避免地重現(xiàn)于陽(yáng)光之下。永久凍土中的有機(jī)物中充滿(mǎn)了微生物,，甚至冰川和冰原也不是人們?cè)?jīng)想象的那種原始環(huán)境,。

這些微生物中的一些已經(jīng)被困了數(shù)百萬(wàn)年，隨著全球變暖,，它們被解凍并復(fù)活的可能性有多大,？如果它們復(fù)蘇了，它們會(huì)給人類(lèi)帶來(lái)什么樣的風(fēng)險(xiǎn),？我們有可能接觸到曾經(jīng)感染尼安德特人和丹尼索瓦人的古老微生物嗎,？如果我們要與這種潛在威脅作斗爭(zhēng)，那么上述這些問(wèn)題都需要我們一一回答,。

地球表面約 10%被冰雪覆蓋：橫跨 1570 萬(wàn)平方公里的南極洲和格陵蘭島大冰原,，巨大的漂浮在海上的冰塊，無(wú)數(shù)沿著山坡和山谷緩緩滑落的冰川,。僅北半球就有 2300 萬(wàn)平方公里的永久凍土,，主要分布在西伯利亞、青藏高原和北美的偏遠(yuǎn)地區(qū),，這些土壤至少連續(xù)兩年保持在 0℃ 以下,。

然而，氣候變化正在改變這一切。溫室氣體的排放已使地球溫度升高了 1.1℃,。在北極，全球變暖導(dǎo)致的溫度上升至少是這個(gè)數(shù)字的兩倍,，甚至可能是三到四倍,。北極海冰的面積正在縮小，2050 年海冰面積可能會(huì)下降到 100 萬(wàn)平方公里以下,。冰川正不斷地向山谷深處退縮,，而南極洲和格陵蘭島的冰層正慢慢地從邊緣開(kāi)始崩塌。

隨著這些變化的發(fā)生,，藏在冰雪和永久凍土中的東西都會(huì)被釋放出來(lái),，所以我們需要知道那里究竟有什么微生物。

最早的探索之一發(fā)生在一個(gè)多世紀(jì)前——1911 年至 1914 年的澳大拉西亞南極探險(xiǎn),。這是一次令人悲傷的事件,，在該次探險(xiǎn)中，兩名隊(duì)員死亡,，還有一名隊(duì)員精神崩潰,。但探險(xiǎn)隊(duì)的首席醫(yī)生 Archibald McLean 成功地從南極冰層中培養(yǎng)出了細(xì)菌、真菌和原生動(dòng)物,，甚至當(dāng)他向冰層下挖了 2 米多時(shí),，依然發(fā)現(xiàn)了生命。

McLean 在 1918 年的《自然》雜志上發(fā)表了他的發(fā)現(xiàn),。他頗有遠(yuǎn)見(jiàn)地提出,，這些微生物被風(fēng)帶到了南極洲，然后像雪花一樣落到了這片地上,。他寫(xiě)道：“當(dāng)它們到達(dá)冰面時(shí),，冰凍的生物體......開(kāi)始了新的生命史?！?/p>

從那時(shí)起，人們已經(jīng)清楚地認(rèn)識(shí)到,，冰雪可以容納繁多的微生物,。例如，2013 年,，密歇根理工大學(xué)的 Trista Vick-Majors 探究了惠蘭斯湖,，該湖位于西南極冰原表面以下 800 米處。

“我本以為我們能檢測(cè)到什么東西都是意外幸運(yùn)了,，”她說(shuō),，“結(jié)果那里存在的東西比我們預(yù)期的要多得多。”隨后的研究發(fā)現(xiàn),，盡管寒冷和黑暗,，但整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中具有不同生活方式的細(xì)菌和其他微生物都生活在一起。

也許我們不應(yīng)該感到驚訝：惠蘭斯湖是由液態(tài)水構(gòu)成的,，即使它位于一個(gè)相當(dāng)極端的地方,。當(dāng)溫度在 0℃ 的上下幾度之內(nèi)時(shí)，許多微生物仍然可以生存,。例如,，在南美洲安第斯山脈的冰川上，冰晶之間有涓涓細(xì)流,，智利科技,、知識(shí)和創(chuàng)新部的 Pamela Santibá?ez 在這里發(fā)現(xiàn)了大量的微生物。她說(shuō)：“我可以在雪和冰之間看到活動(dòng)細(xì)菌,?！?nbsp;

然而，當(dāng)你深入冰原,，進(jìn)入有數(shù)千年歷史,，且遠(yuǎn)比 0℃ 更冷的冰層時(shí)，生命會(huì)變得稀少,。Santibá?ez 和她的同事們還在南極西部冰架分界線的冰芯中尋找微生物,，該冰芯有著 6.8 萬(wàn)年前形成的冰。

幾千年來(lái),，微生物的豐度不斷變化,，且受到氣候變化的影響。而且,，較老冰層中的微生物受到了嚴(yán)重破壞,。Santibá?ez 說(shuō)：“在零下 30℃ 的冰層中發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞已經(jīng)被凍存了 2.5-3 萬(wàn)年，它們的狀態(tài)非常糟糕,?！?/p>

不過(guò)，這傳遞了一個(gè)令人放心的信息是：雖然我們可以在幾千年前的冰層中檢測(cè)到微生物,，但微生物的數(shù)量很少,，而且它們并不是很茁壯。然而,，這并不意味著冰層中什么都不能存活,。

在 2007 年的一項(xiàng)研究中，研究人員設(shè)法從 800 萬(wàn)年前的南極冰層中培養(yǎng)出細(xì)菌,。幸運(yùn)的是,，那些經(jīng)受住了嚴(yán)寒考驗(yàn)的并不是那些讓人生病的細(xì)菌,。事實(shí)上，感染人類(lèi)的細(xì)菌適應(yīng)于在我們的體溫下生活,，所以它們不太可能在零度以下長(zhǎng)期生存,。

真菌也是如此。已知約有 300 種真菌對(duì)人類(lèi)有致病性,，包括新生隱球菌,，它可能導(dǎo)致危險(xiǎn)的肺部感染。從北部的格陵蘭島和斯瓦爾巴特群島到南部的南極洲的冰層中,，乃至冰川消退時(shí)留下的泥漿中都發(fā)現(xiàn)了真菌。而且,，南極洲的冰層出現(xiàn)了可以在實(shí)驗(yàn)室里生長(zhǎng)的真菌,。但再次提醒，這些真菌數(shù)量很小,，它們不是對(duì)我們有危險(xiǎn)的物種,。

這一模式也適用于冰川冰，盡管它通常比冰原更年輕,、更不冷,。“冰川是地球上最干凈的地方,，”俄亥俄州立大學(xué)花了幾十年的時(shí)間探索這些冰河的 Lonnie Thompson 說(shuō),，“當(dāng)我們?cè)谝巴獾臅r(shí)候，會(huì)喝那些冰川融化的水,。到目前為止,，我們的實(shí)地考察隊(duì)中沒(méi)有人因飲用這種水而出現(xiàn)任何問(wèn)題?！?/p>

因此,，看起來(lái)我們似乎不必太擔(dān)心從冰原和冰川中涌現(xiàn)出的細(xì)菌和真菌。但是病毒呢,？那些只是簡(jiǎn)單活著的微小結(jié)構(gòu),。

1999 年，研究人員在格陵蘭島存在 14 萬(wàn)年的冰川中發(fā)現(xiàn)了一種可以感染西紅柿和其他植物的病毒,。五年后,，另一個(gè)小組提出，冰可能作為致病病毒的儲(chǔ)存庫(kù),，包括甲型流感病毒,、引起胃腸炎的 caliciviruses 病毒和某些腸道病毒（包括脊髓灰質(zhì)炎病毒）。不過(guò),，幾乎沒(méi)有證據(jù)支持這一觀點(diǎn),。

其他相關(guān)研究的結(jié)論令人放心。而且，盡管一項(xiàng)在極咸的北極水中發(fā)現(xiàn)了大量的病毒,，但大多數(shù)病毒是專(zhuān)門(mén)感染細(xì)菌的,，不會(huì)對(duì)人類(lèi)構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)。

同樣,，Thompson 團(tuán)隊(duì) 2021 年在西藏的冰芯中發(fā)現(xiàn)了一系列病毒,，那里的冰層有高達(dá) 1.5 萬(wàn)年的歷史。不過(guò)這些病毒大多數(shù)也是只感染細(xì)菌,?！霸谳^溫暖的冰川表面上會(huì)存在微生物和病毒，”Thompson 說(shuō),，“細(xì)菌是可以在寒冷中生存的物種,，而病毒則寄生在它們身上。這是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng),?！?/p>

與細(xì)菌相比，關(guān)于冰中病毒的研究要少得多,。但是我們確實(shí)知道它們是被風(fēng)吹向那里的,，而且病毒只有在大量存在時(shí)才具有傳染性。Vick-Majors 認(rèn)為這些事實(shí)令人振奮,?！敖德湓谀抢锏哪遣諝庵锌赡芎袔追N對(duì)人體有害的病原體，”她說(shuō),，“我只是不認(rèn)為它們會(huì)有足夠多的,、能構(gòu)成威脅的數(shù)量?！?/p>

雖然冰川和冰原釋放的微生物不太可能讓我們生病,，但它們也不是完全無(wú)害的。

“它們將進(jìn)入河流系統(tǒng),，”英國(guó)格拉斯哥大學(xué)的 Karen Cameron 說(shuō),，“它們將被埋在湖泊、峽灣下游環(huán)境和近岸環(huán)境中的沉積物和有機(jī)質(zhì)堆積物中,?！?/p>

她已經(jīng)證明，格陵蘭冰原融化的水將微生物帶到下游很遠(yuǎn)的地方,，這些微生物很可能可以在它們的新家保持活躍,。這些生物中有許多是稀有的，因此沒(méi)有得到很好的研究,，很難預(yù)測(cè)它們會(huì)做什么,。

Cameron 說(shuō)：“我們真的不知道生態(tài)將如何變化,，以及這種生態(tài)變化會(huì)帶來(lái)什么樣的后果?！?/p>

然而，在這一點(diǎn)上,，你可能想知道為什么美國(guó)國(guó)家科學(xué)院擔(dān)心來(lái)自冰凍地區(qū)的疾病,。關(guān)鍵是雖然冰是相當(dāng)安全的，但永凍土卻不是,。土壤等有機(jī)物是更適合病原微生物生長(zhǎng)的環(huán)境,，因此永凍土很可能含有各種有害物質(zhì)。

2016 年俄羅斯爆發(fā)的炭疽熱只是一個(gè)例子,。在阿拉斯加凍土中挖掘出的人類(lèi)遺骸中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了 1918 年西班牙流感病毒的完整基因組,。在一具有 300 年歷史的西伯利亞木乃伊中發(fā)現(xiàn)了一種變種病毒，該病毒與導(dǎo)致天花的病毒有關(guān),。有 700 年歷史的冰凍馴鹿糞便被證明含有兩種病毒的基因痕跡，盡管這兩種病毒并不會(huì)感染我們,。

一類(lèi)被稱(chēng)為巨型病毒（giant viruses）的微生物也出現(xiàn)了,。2014 年，法國(guó)艾克斯-馬賽大學(xué)的 JeanMichel Claverie 領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組在西伯利亞永久凍土中發(fā)現(xiàn)了它們,。

這些闊口罐病毒不同于大多數(shù)已知的病毒,，它們體型更大，基因組更精細(xì),，并且它們?cè)诒型旰脽o(wú)損地保存了 3.4 萬(wàn)年,。它們不會(huì)對(duì)我們構(gòu)成威脅，因?yàn)樗鼈儠?huì)感染被稱(chēng)為原生動(dòng)物的單細(xì)胞動(dòng)物,。

但是這些病毒的石器時(shí)代起源提出了一種耐人尋味的可能性,，即解凍的永久凍土可能使人們接觸到曾經(jīng)生活在該地區(qū)的現(xiàn)已滅絕的祖先人類(lèi)所感染的病原體。

Claverie 的團(tuán)隊(duì)在研究整個(gè)生物群落的遺傳物質(zhì)時(shí)也發(fā)現(xiàn)了其他病毒,，或者至少是其他病毒的基因,。

他說(shuō)：“當(dāng)我們做宏基因組分析時(shí)，我們確實(shí)看到了與常見(jiàn)病毒相對(duì)應(yīng)的序列信號(hào),?！逼渲幸恍╋@然是不受歡迎的，包括痘病毒和非洲豬瘟病毒,?！拔覀?cè)谛蛄蟹矫婵吹搅嗽S多經(jīng)典的病毒?！?/p>

Claverie 說(shuō),，“我們當(dāng)然不會(huì)試圖恢復(fù)這些,，因?yàn)槟菍⑹俏ｋU(xiǎn)和愚蠢的行為，而且我們不想成為下一次大流行疾病的一部分,?！比欢J(rèn)為真正的風(fēng)險(xiǎn)在于危險(xiǎn)的病毒可能會(huì)意外地從永久凍土中逃出,。

Claverie 說(shuō),，冰凍的北部部分地區(qū)現(xiàn)在正在被開(kāi)發(fā)。例如,，在西伯利亞,，露天煤礦有時(shí)會(huì)在靠近人們居住的地方挖掘。這需要移除可能有幾十萬(wàn)年歷史的永久凍土層,?！澳悴恢滥抢镉惺裁矗彼f(shuō),，“這都是在公開(kāi)場(chǎng)合進(jìn)行的,，而不是在某個(gè)生物安全的實(shí)驗(yàn)室。這里才是真正的危險(xiǎn)所在,?！?/p>

美國(guó)國(guó)家科學(xué)院對(duì)此表示贊同。參加 2019 年會(huì)議的代表們得出結(jié)論,，我們需要加強(qiáng)北極的疾病監(jiān)測(cè),，以盡快發(fā)現(xiàn)任何疫情，并將其扼殺在萌芽狀態(tài),。這是基本的公共衛(wèi)生做法,，但挑戰(zhàn)在于如何在偏遠(yuǎn)地區(qū)建立和運(yùn)行這些系統(tǒng)，因?yàn)槟抢锏脑∶裼袝r(shí)對(duì)西醫(yī)持懷疑態(tài)度,。

對(duì)我們大多數(shù)人來(lái)說(shuō),，要做的事情就是正確看待這一點(diǎn)。危險(xiǎn)是真實(shí)的,，且需要積極應(yīng)對(duì),，但它并不預(yù)示著世界末日的到來(lái)。

“我不認(rèn)為現(xiàn)在的猜測(cè)會(huì)發(fā)生,，即一些全球性的大流行病會(huì)從北極解凍開(kāi)始并蔓延到全球,，”Vick-Majors 說(shuō)，“但這肯定會(huì)對(duì)北部地區(qū)產(chǎn)生威脅,?！鄙钤诒睒O和西伯利亞等地的人們已經(jīng)看到他們周?chē)沫h(huán)境正在融化。現(xiàn)在,，他們面臨著致命感染的額外威脅,。除非我們采取行動(dòng),，否則2016年的炭疽疫情可能是眾多疫情中的第一起。

原文鏈接：

https://www./article/mg25333743-200-could-ancient-viruses-from-melting-permafrost-cause-the-next-pandemic/

作者｜Michael Marshall

編譯｜Alex Zhang

審校｜617

編輯｜咲