40年前阿拉斯加大地震成真菌病背后推手？疾病侦探破密世界最奇异感染疫情

历史｜阿拉斯加

将国家地理中文网设为星标方能收到正常推送

1964年，阿拉斯加大地震爆发，安克雷奇受创严重，后续海啸袭击了太平洋西北沿岸。研究人员猜想，一些危险的真菌可能曾随海浪登陆温哥华岛，在几十年后感染了当地人类。图源：BETTMANN/GETTY IMAGES

1999年，温哥华岛多位徒步旅行者突然离奇病倒。医生发现，他们的肺部长出了奇怪的结节。之后数年，患者人数继续增加，其中多位死亡。

真凶就是格特隐球菌（Crypotoccus gattii），这是一种十分微小的真菌，通常生长在热带雨林朽烂的木头上，这一次不知通过怎样的方式，竟然北上了数千英里。

“我们发现，这些新真菌现身太平洋西北沿岸，它们本不该在那儿。”分子流行病学家大卫·恩格尔塔勒（David Engelthaler）回忆道。他受美国疾病控制与预防中心召请，调查疾病爆发。最迫切的问题是：“它到底是怎么抵达那里的？”

恩格尔塔勒与调查同仁、分子流行病学兼免疫学专家阿图罗·卡萨德沃尔（Arturo Casadevall）埋头钻研基因信息、船舶单据和土壤样本。答案令他们震惊。

调查结果显示，格特隐球菌的同一菌株曾于一百年前在巴西出现。它们可能在1914年巴拿马运河开通后，自那里出发，藏在货船的压舱水里，搭上了北上的便车。

船只在温哥华岛周围倾倒压舱水，真菌们就此迁入沿海，不声不响地生活了几十年。

之后，1964年阿拉斯加大地震爆发引发太平洋西北沿岸海啸，将格特隐球菌送上陆地，让它得以一时间在整片海岸线大量繁殖——这就是土壤样本显示的经过。

真菌们用了30年时间完全适应陆地上的生活，而且致命程度更胜以往。然后，它的杀戮开始了。

温哥华岛事件听起来可能像一桩特殊事件。不过，气候变化进程不止，自然灾害的频次与程度也随之加剧，在这一背景下，真菌感染正越来越频繁地出现于非寻常地点，例如龙卷风后的美国中西部地区、飓风带来的洪水流域或考古遗址附近。

另一方面，恩格尔塔勒和卡萨德沃尔这类科学家进入了与真菌的关键竞速比赛，力求比那些微生物快上一步，补全真菌感染人类的惊人奇特路径。

卡萨德沃尔与同事丹尼尔·史密斯（Daniel Smith）创造了一个术语来形容他们的研究：灾难微生物学。每侦破一个案例，他们都将在未来爆发的预测上更进一步，甚至有可能挽救生命。

格特隐球菌（Crypotoccus gattii）是温哥华岛疫情背后的真菌元凶，一般存在于土壤中，可导致肺部及中枢神经系统受损。摄影：KATERYNA KON, SCIENCE PHOTO LIBRARY

调查员如何追踪危险真菌

据CDC估计，从癣菌病和轻微酵母菌感染到曲霉病和组织胞浆菌病等较严重的呼吸道疾病，真菌感染每年在美产生1300万门诊人次、13万住院人次和超过7000起死亡病例，造成194亿美元经济损失。

因为许多真菌感染并未上报，真实负担可能有过之而无不及。世界范围内，真菌每年夺走150万人的性命，尤其随着多药耐药型菌株出现，相关数据均呈上升趋势。

人体免疫系统与较高的体温通常足以杀死大部分真菌（除非免疫系统受损）。但是当这些生物适应了日益温暖的气候，一切恐将很快改变。

换句话说，人类眼下虽不必担忧被真菌变成丧尸——就像科幻作品《最后生还者》里的末世那样，但真菌正逐渐化形一项真实的威胁。

2019年，卡萨德沃尔（如今任约翰霍普金斯大学分子微生物学和免疫学教授）发现，耳念珠菌（Candida auris）作为新型耐药性人类病原体，同时现身三片大陆，成为气候变化下首个“突破重围”、适应较高环境（也就是说，包括哺乳动物在内）体温的菌种。

与此同时，气候变化还在助长自然灾害的频次与严重程度，相关灾难可能从物理上改变环境，导致过去不太可能爆发感染的地点出现疫情。

为应对诸如此类的爆发，CDC遵循惯例，部署一级响应者——流行病情报局官员入场。“他们已习惯乘直升机抵达感染热区，理清混乱与危机的逻辑。”曾参与该项目、现任职斯坦福大学的希玛·雅斯敏（Seema Yasmin）说。

以2011年席卷密苏里州乔普林市的龙卷风为例，灾难过后，患者来到当地医院，他们纵深的切割伤口被变异鳞质霉菌（Apophysomyces variabilis）感染。这种真菌在患者血管系统里长势凶猛，在阻塞血管的同时快速蔓延。

为了弄清楚感染是怎么发生的，EIS官员及科学家沿龙卷风路径收集土壤样本，就样本中真菌与提取子患者伤口的真菌进行了遗传信息比对。

如此一来，他们最终确定，变异线霉可能早就隐秘地在密苏里州的土地里潜伏了千百万年，从未引起任何一场人类感染爆发；可是后来，龙卷风将它们伴着池塘水和一片片锋利的碎片一道卷上了天，接着，真菌便经由开放伤口进入了人体。

2011年，一场龙卷风袭击了密苏里州乔普林市，摧毁了约8000座建筑，造成超过150例死亡。摄影：PHILIP SCOTT ANDREWS, REDUX/THE NEW YORK TIMES

龙卷风可能还是致命变异鳞质霉菌（Apophysomyces variabilis）感染扩散的推手。摄影：PHILIP SCOTT ANDREWS, THE NEW YORK TIMES/REDUX

1985年哥伦比亚火山爆发、2005年卡特里娜飓风和2010年海地地震之后，真菌们又以同样的方式多次引发疫情。

现任亚利桑那州立大学健康实验室执行主任的恩格尔塔勒也参与了乔普林龙卷风调查。他认为，严谨而言，为判断感染爆发的根源，调查员需要认识整个环境系统。“假如我们所做的一切仅限于关注人类案例，就会缺失掉大部分信息，失去对整体局面的把握。”

这些感染在海啸、地震、龙卷风等多种灾难后发生，这表明，当灾难以出乎意料的方式，一视同仁地改写着人类与微生物社区格局、形成毁灭性影响，真菌感染爆发将变得难以预测。

但乔普林与类似事件的经验教训已经塑造了第一响应者与医生们应对自然灾难的方式，他们将对意外情况有所预期，并做好准备。

来自遥远过去的威胁

即便不牵涉自然灾害，破解谜案往往也需要集合不同领域专家的智力。

010年，一场裂谷热疫情在华盛顿州爆发，恩格尔塔勒与土壤及真菌生物学家、雾化专家还有人类学家及古气候学家合作，深入挖掘是什么推动了感染扩散。

华盛顿远不属于会引发裂谷热的真菌——粗球孢子菌（Coccidioides immitis）的分布区域，这种真菌适应西南部炎热干燥的土壤。起初，研究人员一位，长期干旱后的尘暴可能将真菌孢子转移到了新地点。事实上，在越发温暖的世界里，裂谷热已成为疾病范围扩大的一个典型。

然而越来越多证据暗示整个故事可能更为复杂，至少华盛顿一例没有那么简单粗暴。土壤研究确实显示，越来越温暖的气候已令华盛顿中部干涸到足以长养粗球孢子菌。

不过遗传证据表明，这些真菌可能只经历了一次引入，大概最远可以追溯到1万年前。早在那时，这片地区远比今天更为干旱和温暖，为粗球孢子菌提供了完美的培养箱。

粗球孢子菌（Coccidioides immitis）会引起裂谷热，在美国，这种疾病的分布区已从传统上的西南地带向北扩散。摄影：KATERYNA KON, SCIENCE PHOTO LIBRARY

但它最早是怎么来到这片区域的？

更多线索浮出水面：这种真菌在动物尸体，尤其是犬类尸体上大行其道。在实验室研究中，它重度侵入了一具死去动物遗体周边半径10米的土地，还在有人类和犬类遗骸的多个考古遗址出现。

在1970年一场事件中，粗球孢子菌感染了来到加利福尼亚州奇科一挖掘现场考古的61名学生。

而在华盛顿首度爆发裂谷热10年前，距离爆发地点很近的一处考古现场出土了被命名为“肯纳威克人”（Kennewick Man）的9000年前的人类骨骼遗骸。人们还在附近找到了来自加利福尼亚沿海的贝壳串珠，这表明，这里古代就已出现长距离贸易。

对此，恩格尔塔勒又持怎样的理论呢？他认为，上千年前，某位被感染人类或其犬只很可能把粗球孢子菌带到了今属华盛顿东部的地区，然后在那儿死去，仅污染了葬身地点那一处的土壤。

气温升高令真菌欣欣向荣，不过活动范围局限于被感染区，而该菌种的完整地理分布仍需要进一步调查。也就是说，即使地球不断升温，我们也未必要预期裂谷热会无限制扩散。

“我们必须实实在在考虑深时，”恩格尔塔勒说，“我们得拥抱复杂性，然后将各种不同的碎片添加到模型里，进而认识事物如何发展到现在这个样子，它们可能是如何变化的，以及未来的风险藏在哪里。”

未来，当新的临床病例与真菌污染证据在出乎预料的地方出现时，恩格尔塔勒希望，研究人员已经准备好开展跨领域思考，拼接遗传学、地理学、气候学和人类学证据，成功推导出每一场疫情爆发的规模和原因。

面向不确定的未来

过去十年，加利福尼亚州的裂谷热病例已经翻了两番，可能是受到干旱叠加野火烟雾的共同驱动的结果——至少疾病侦探们如此认为。今年，病例数据再次创下新高。

然而，资金缩水，CDC的流行病情报局项目受到影响，约翰霍普金斯大学亦不能幸免，对抗未来真菌疫情和研发新疗法或将难上加难。

CDC发言人向国家地理提供声明称，EIS项目在2025年为47位新进官员进行了入职培训，多人被分派到州立和地方健康卫生部门。这一两年期项目每年通常吸纳65—80位新官员。据《纽约时报》报道，今年10月政府停摆期间，约70位EIS官员突然遭到裁撤，而后复职。

流行病学家亚历克斯·朗缪尔（Alex Langmuir）在亚特兰大CDC总部门前留影。1951年，朗缪尔牵头创办了流行病情报局（EIS）。摄影：SMITH COLLECTION/GADO/GETTY IMAGES

两年期EIS项目集中培训疾病侦探们如何全球紧急公共卫生事件。图为1955年培训课程上，EIS官员们进行小组作业。摄影：SMITH COLLECTION/GADO/GETTY IMAGES

真菌病通常不会一次性感染许多人类，因此没有吸引私营药企的大量注意。即便是最常见的病原真菌收获的关注也比细菌性和病毒性超级细菌少得多。

虽然裂谷热每年在美国（尤其是西南地区）让数十万人落病，CDC仍然将它评估为孤儿病（orphan disease），或者说罕见疾病，毕竟它的发生有一定地域限制。

这对被感染者而言十分无情，因为它意味着现有治疗手段也将同样有限，而且当前不存在疫苗。部分案例中，地方过去没有真菌病爆发史，治疗选项相当残酷。

举例来说，可能连针对变异线霉的抗真菌药都没有。乔普林龙卷风后，“人们采用的还是南北战争时期的治疗手段，”恩格尔塔勒说，“处理方法是截肢。你必须比真菌动作更快，以免它们扩散到身体其他部位。”

“至于生物制药公司，他们有一条评估底线要忧心，”恩格尔塔勒说，“所以只要没法给他们挣钱，到头来就不可能投入资源。正因如此，我们需要科学为了公共利益迈步。”

他补充说，在全球化的、日益变暖的世界里，“任意一地所面临的威胁，都可能成为整个世界的威胁。”