為什麼流感和新冠都是冬季爆發？這裡有科學的解釋

原文：Miyu Moriyama, Walter J. Hugentobler and Akiko Iwasaki

圖片翻譯：張鐸寶叔

文章簡述：寶叔

內容校對：毛天楊

格式編輯：叮噹和HHK

導言

近期，由SARS-CoV2病毒引起的新冠綜合徵肆虐全球。這一感染性疾病具有多個傳播途徑，這其中呼吸道的傳染是新冠傳播核心的傳染模式。同時，在最近各項報道中，也有大量關於新冠病毒與普通感冒、流感、非典以及其他呼吸道傳染病的對比討論。這些討論涉及幾個關鍵性的問題：

病毒性呼吸道傳染病都有哪些特點？
呼吸道傳染病毒與季節有何關係？
環境因素如何影響呼吸道傳染病發生的機率和嚴重程度？

小編近日讀到Annual Review中的“Seasonality of Respiratory Viral Infections”一文，文章從呼吸道病毒性傳染病和人體免疫學的角度，科學地回答了上述幾個關鍵性問題。為此，我們聯絡並得到Annual Review雜誌社，以及耶魯大學著名病毒免疫學家AkikoIwasaki博士的授權，翻譯和簡述了文中的主要論據和觀點，希望為各位讀者從科學角度理解和預防呼吸道傳染病毒提供一些參考。

友情提示：趕時間或者想偷懶的小夥伴，可直接拉到文章末尾，看預防建議。愛思考愛探究的小夥伴，請享用全文。

季節因素影響傳播途徑

季節性的因素，包括溫度，絕對溼度以及日照長短(導致的人類維生素D吸收水平的差異)，會影響室內的溫度、相對溼度和換氣率。而這些因素既可以影響呼吸道病毒本身的存活能力，又可以影響空氣傳播媒介(例如飛沫)的傳播效率。同時，室內外的環境因素，也影響了宿主的防禦能力，包括呼吸道的抗病毒免疫防禦，病毒之間在呼吸道內的複製能力以及鼻腔和氣管的纖毛清除病毒的效率等等。

那麼這些因素具體的和氣候條件又有怎樣的關聯呢？透過表一我們看到，熱帶地區(或溫帶地區的夏季)，室內相對溼度高，呼吸道病毒的穩定性和存活能力高，但是飛沫微粒在空氣中的比例相對偏低，因此病毒的主要傳播途徑是汙染物或者直接/間接的接觸。由此可以推斷，此時洗手比戴口罩重要。而在溫帶地區的冬季時間，室內相對溼度低，呼吸道病毒穩定性，存活能力都高的同時，飛沫微粒比例也比較高，因此呼吸道病毒在冬季更容易以呼吸道傳播的方式傳播，此時戴口罩可能就顯得更加重要。春秋兩季，呼吸道病毒則可以透過多個方式傳播。

需要強調的是，這些季節性因素雖然可以提高某些病毒的傳播效率，卻不一定造成病毒的傳播，人類的活動在這個過程中至關重要。因此，隔離開已經感染的宿主和易感人群至關重要。

不同季節“感冒”大不同

我們常遭遇的“感冒病毒”，包括普通感冒、“胃腸型”感冒、流感和病毒性肺炎等，實際上是千差萬別，並且具有季節特徵的。

常說冬季和早春是“流感季”，因為流感病毒往往在11月到來年4月期間肆虐，因此流感是一種比較典型的冬季病毒。除此之外，常見導致“感冒”症狀的病毒還有人冠狀病毒(HCoV)和呼吸道合胞病毒(RSV)。多數人冠狀病毒毒株只引起普通的感冒，例如OC43,HKU等病毒，但是SARS,MERS和最近的COVID-19病毒，可以合併發展為嚴重的病毒性肺炎。當下，雖然多數人冠狀病毒是比較典型的冬季病毒，COVID-19是否為成為一個全季性的冠狀病毒還不得而知。

除了這些冬季病毒外，還存在很多全季病毒(圖二詳細列出)，其中，在人類普通感冒中最為常見的鼻病毒，是一種偏春/秋兩季的全季病毒。夏季，很多人常常發生的“胃腸型感冒”則有一定機率是由一些腸病毒引起。

季節影響呼吸道免疫系統

無論是熱空氣還是冷空氣，都會對呼吸道的免疫系統產生影響，但冷空氣，尤其是乾冷的空氣，影響會更加顯著。

很多感冒病毒的清除實際上基於的是固有免疫應答反應，而熱空氣對於免疫系統的“壞處”主要體現在對於獲得性免疫反應的影響上面。

在鼻腔部分乾冷的空氣，會影響抗病毒免疫響應的失調；在上呼吸道部分，乾冷的空氣會進一步影響黏膜纖毛的清除效率，會導致呼吸道粘液素分泌的增加(清痰，清鼻涕)，也會導致氣管上皮纖毛細胞的脫離，從而導致黏膜防禦的缺陷和上呼吸道的損傷；在肺內的部分，流感病毒或者如SARS等的人冠狀病毒，會導致感染後組織修復失調，也會導致干擾素響應基因的表達失衡。

空氣乾燥？易感染！

正常情況下，呼吸道是溼潤的，上皮細胞的纖毛是舒展狀態並且規律運動的，黏液層含水量高，液相層厚，使得纖毛運動介導的黏液層移動進行的相對順利，那麼包含病原體的微粒就會被撥出或者以痰液的形式排出。然而，在乾燥空氣的狀態下，黏液層相對脫水，變窄變薄，導致含有病原體的微粒壓迫到了纖毛層，進一步阻礙了纖毛層的運動，進而造成了黏液層運動受阻，同時病原體有更高的機率直接接觸上皮細胞層，導致感染的發生。

宿主免疫學反應機制

那麼在冬季，宿主端的固有免疫機制，受到了怎麼樣的影響呢？

在乾冷空氣，缺乏維生素D，纖毛清除效率降低，粘液分泌增加等多個因素的作用下，呼吸道的上皮細胞層完整性和更替率下降，使得病毒更易入侵；抗病毒的先天免疫機制，包括一類巨噬細胞的活化，干擾素的分泌，樹突狀細胞的抗原呈遞功能等，都出現了下降；此外，由粒細胞，單核細胞和巨噬細胞介導了其他先天免疫機制，例如吞噬作用和活性氧類釋放都出現了功能性下調；與此同時，與組織損傷相關的炎症反應，例如炎性小體被啟用的敏感度，卻有所增加。因此，這些因素疊加起來，我們可以得知，宿主的抗呼吸道病毒，助組織修復的固有免疫系統在冬季條件下變得低效，因此從宿主免疫系統的角度來看，多數呼吸道病毒同樣具有冬季易感的特點。