Инфекции в эпоху потепления: как климат меняет карту болезней

Засухи ускоряют эволюцию устойчивых к антибиотикам бактерий. Клещи и комары продвигаются на север. Наводнения распространяют редкие инфекции. Ученые говорят: риски накладываются друг на друга.

Сгорая

По мере потепления планеты изменится не только окружающая среда, но и наши тела. В этой серии мы исследуем влияние изменения климата на здоровье, уделяя внимание жаре, качеству воздуха, продовольствию и риску инфекций. Мы также оцениваем перспективные решения, которые помогут нам адаптироваться к более теплому будущему.

Для непосвященного лабораторный стол Сяоюй Шань выглядел как неудавшийся садоводческий эксперимент: чашки, наполненные землей — некоторые похожие на грязевые пироги, другие совершенно сухие, — и ни одного растения.

Но в этих чашках таилось предупреждение. Земля, которую изучала Шань, постдокторант по биологии и биологической инженерии в Калифорнийском технологическом институте, содержала почвенные микробы. И эти микробы демонстрировали тревожную склонность: в пересохшей почве они эволюционировали, становясь более устойчивыми к антибиотикам.

Исследование, описывающее эти findings и опубликованное в марте, систематически показало, что засушливые условия могут стимулировать эволюцию бактерий, устойчивых к антибиотикам. Большая часть этой устойчивости driven неправильным использованием антибиотиков людьми, что побуждает бактерии развивать гены, помогающие им отражать действие препаратов. Но исследование Caltech подняло новую тревогу: поскольку многие места сталкиваются с усилением засухи, само изменение климата может действовать как селективное давление, способное supercharge эволюцию этих устойчивых к лекарствам супербактерий.

«Мы можем ожидать, что в определенных местах по всему миру будет отбираться больше устойчивых бактерий», — сказала Дайан Ньюман, микробиолог Caltech и соавтор исследования.

Рост устойчивости к антибиотикам — лишь один из способов, которыми изменение климата, вероятно, подвергнет новые популяции риску множества типов инфекций.

И это увеличение бремени болезней совпадет с тем, что изменение климата нарушит цепочки поставок, подорвет питание и иным образом нагрузит наше здоровье.

«Ни одна отдельная метрика не отражает должным образом общий риск и здоровье и благополучие этих множественных стрессоров, усугубляемых одновременно и усиливающих друг друга», — сказала Марина Романелло, главный научный сотрудник Института глобального здоровья Университетского колледжа Лондона.

Болезни теплой погоды

В маленьком горном городке Бейли, Колорадо, на высоте 7740 футов (2360 метров), май часто приносит снежные бури, которые могут укрыть землю белым покрывалом, даже когда солнце начинает припекать равнины на меньших высотах. Но в День поминовения 2026 года лесная подстилка была сухой, и клещи ползли по травинкам в поисках крови.

Мягкая зима в большинстве страны означает, что клещи — и болезни, которые они переносят, — вызывают растущую обеспокоенность. В апреле Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) сообщили, что посещения отделений неотложной помощи по поводу укусов клещей были самыми высокими для этого месяца с 2017 года. Эта тенденция не единична, согласно CDC; по мере роста температур насекомые и членистоногие могут выживать дольше в году и дальше на север.

В результате трансмиссивные заболевания, такие как болезнь Лайма (распространяемая черноногими клещами рода Ixodes) и лихорадка Западного Нила (распространяемая комарами), станут более распространенными во все более северных locations. Уже сейчас синдром альфа-гал, который не является инфекцией, но передается клещом Lone Star (Amblyomma americanum) и вызывает неизлечимую аллергию на красное мясо, также демонстрирует dramatic рост по мере расширения ареала вида по Северо-Востоку. Положительные тесты на антитела к молекуле альфа-гал выросли в 100 раз в период с 2013 по 2024 год.

Прямо сейчас почти полмиллиона человек ежегодно лечатся от болезни Лайма, и CDC регистрирует более 8000 случаев других клещевых заболеваний ежегодно по всей стране. Неясно, как это изменится по мере потепления климата. Одно исследование 2022 года обнаружило major увеличение болезни Лайма только при уровнях потепления 6,3–9,9 градусов по Фаренгейту (3,5–5,5 градусов Цельсия) к 2100 году, но такое потепление такими темпами теперь считается невероятным сценарием. Однако исследователи увидели огромную неопределенность в цифрах, учитывая количество переменных, влияющих на то, будет ли распространяющаяся популяция клещей передавать больше болезней, например, как часто люди выходят на улицу или какие меры они принимают, чтобы избежать укусов клещей. Клещевые заболевания, вероятно, также недооцениваются, поэтому даже истинное число инфекций, передаваемых каждый год прямо сейчас, неизвестно.

Но клещи ответственны за распространение 90% всех трансмиссивных заболеваний в США, поэтому любые тенденции в наборе болезней, распространяемых клещами, вероятно, затронут тысячи и десятки тысяч людей.

Еще более вездесущий кровосос — комар — в настоящее время распространяет лишь несколько болезней в США. Самая распространенная и серьезная — лихорадка Западного Нила, которую комары подхватывают, питаясь на инфицированных птицах. По состоянию на 8 сентября в США в 2026 году было зарегистрировано 504 случая лихорадки Западного Нила, из которых 363 затронули центральную нервную систему. И поскольку менее 1% случаев Западного Нила прогрессируют до центральной нервной системы, эти数字, вероятно, представляют dramatic недооценку более легких случаев, которые могут вызывать месяцы усталости у некоторых людей, в дополнение к острым гриппоподобным симптомам, таким как лихорадка, головная боль и боли в теле.

Ожидается, что комариные болезни, такие как Западный Нил, будут распространяться быстрее при потеплении. Жара помогает комарам оставаться дольше в течение года, так же как и клещам. Она также ускоряет передачу и репликацию вируса внутри комара, поскольку насекомые холоднокровны и их метаболизм управляется погодой.

«За исключением мест, которые уже очень-очень теплые, следует ожидать, что скорость репликации вируса внутри комара ускорится», — сказал Джон Дрейк, директор Центра экологии инфекционных заболеваний Университета Джорджии. «Это сокращает время генерации, а значит, мы ожидаем больше передачи».

Хотя комары любят воду, связанная с климатом засуха может по иронии судьбы почти утроить число человеческих случаев Западного Нила в США в следующие 30 лет — с примерно 2000 зарегистрированных случаев (по данным CDC) до 5000–6000. Вероятно, это потому, что в более сухих условиях больше комаров инфицировано, возможно, потому что птицы, промежуточный хозяин вируса, либо собираются теснее с комарами вокруг источников воды, либо меньше размножаются в засуху, что означает, что доля птиц-носителей вируса выше, чем в более богатые водой времена.

Комариные болезни, давно искорененные в США, также могут возродиться с потеплением. Юго-восток США станет более подверженным передаче малярии и лихорадки денге при всех уровнях потепления; летом 2026 года во Флориде было зарегистрировано более 40 местных случаев лихорадки денге. Общественный надзор и меры контроля заболеваний в значительной степени остановили эти цепочки передачи, но вероятность того, что обществу придется вкладывать больше денег в борьбу с этими болезнями в будущие десятилетия, высока. Например, существуют вакцины против малярии, одобренные для детей, но в настоящее время они recommended только в районах, где болезни эндемичны. Если бы малярия часто встречалась на юге США, миллионам американцев могли бы понадобиться вакцины, включая восприимчивых взрослых.

«Если бы у нас снова появились эндемичные болезни, подобные этим, в США, это могло бы стать огромным бременем и быть весьма дорогостоящим», — сказал Дрейк.

Катастрофа и болезнь

Наводнения — еще один фактор, усугубляющий трансмиссивные болезни при изменении климата. По мере ухудшения изменения климата экстремальные погодные явления также будут усиливаться. Поскольку теплый воздух может удерживать больше влаги, многие районы увидят увеличение эпизодов сильных дождей, а ураганы станут более интенсивными.

«Наводнения создают среду обитания для этих комаров», — сказал Дрейк.

Катастрофы также стимулируют распространение других болезней, которые обычно довольно редки в США, таких как лептоспироз — бактериальная инфекция, которая передается от животных к людям через мочу животных. Паводковые воды могут быть заражены телами утонувших животных; в 2022 году после урагана «Фиона» в Пуэрто-Рико случаи лептоспироза подскочили в 3,6 раза до более чем 10 случаев в неделю.

После ураганов «Мэтью» и «Флоренс» в 2016 и 2018 годах соответственно Северная Каролина увидела 11%-ное увеличение посещений отделений неотложной помощи по поводу желудочно-кишечных заболеваний. Чернокожие и американские индейцы пострадали больше всего, вероятно, потому что дискриминация на протяжении поколений непропорционально вытесняла чернокожих американцев и коренных американцев на менее желательные, более подверженные наводнениям земли, обнаружили исследователи.

Циклы осадков, засухи и последующих пыльных бурь могут стимулировать распространение лихорадки долины — грибкового респираторного заболевания, которое вызывает оценочно 700–1100 смертей в год, в основном на юго-западе США. Лихорадка долины уже растет: случаи в Аризоне, одной из горячих точек заболевания, удвоились с примерно 64 случаев на 100 000 человек в 2005 году до 145 случаев на 100 000 человек в 2022 году. По мере потепления и высыхания Запада лихорадка долины, вероятно, распространится из своего оплота на юго-западе и станет эндемичной в Айдахо, Вайоминге, Монтане, Небраске, Южной Дакоте и Северной Дакоте, подвергая риску миллионы дополнительных людей.

Риск инфекционных заболеваний от стихийных бедствий имеет тенденцию наслаиваться на другие проблемы со здоровьем, stemming от этих катастроф. Затопленные здания могут содержать плесень, которая может ухудшить аллергию, астму и другие респираторные заболевания. Когда major штормы вызывают потерю энергии, люди обращаются к генераторам для электричества, которые выделяют загрязнители, связанные с астмой. Хотя часто трудно отследить эффекты этих катастроф, одно исследование обнаружило, что затопленные регионы после тропического шторма «Имельда» в Техасе в 2019 году увидели на 10% больше посещений отделений неотложной помощи по поводу астмы, чем незатопленные регионы.

Более того, угроза жизни и средствам к существованию от этих катастроф может вызывать психические расстройства, такие как посттравматическое стрессовое расстройство, сказала Романелло. Проблемы наслаиваются друг на друга, сказала она; уже сейчас она слышала сообщения из Африки о вспышках малярии, питаемых потеплением, и медицинских работниках, struggling добраться до пострадавших регионов, потому что наводнения, также усугубленные потеплением, размыли дороги.

«Что наиболее тревожно, так это то, что все это происходит вместе, поэтому мы видим, как весь этот риск усугубляется одновременно», — сказала она.

Рост устойчивости к антибиотикам

Как показывают работы Ньюман и Шань, поскольку места по всей территории США сталкиваются с новыми рисками инфекций, существующие методы лечения могут стать менее эффективными. Их работа показала, что засуха концентрировала естественные антибиотики, которые бактерии производят в почве, делая harder для чувствительных к этим соединениям бактерий выживать. В результате микробы с генами устойчивости к антибиотикам процветали. Проблема для здоровья человека в том, что бактерии очень хорошо обмениваются генами, поэтому эти почвенные микробы могут легко передавать свои суперспособности устойчивости к антибиотикам бактериям, заражающим людей, показало их исследование.

«Садоводство, вдыхание пыли — вот как это происходит», — сказала Ньюман о контакте человеческих и почвенных бактерий. «Мы постоянно сталкиваемся с бактериями в окружающей среде».

Исследователи обнаружили связь между засухой и устойчивостью к антибиотикам, о которой сообщают больницы.

Они не единственные. Недавнее исследование Salmonella — бактерии, вызывающей около 1,35 миллиона случаев пищевого отравления ежегодно только в США, — обнаружило, что температура и осадки способствуют устойчивости к антибиотикам у этого микроба. «В глобальном масштабе изменение климата было связано с примерно 10%-ным увеличением abundance генов устойчивости Salmonella», — сказал первый автор исследования Чжэнь-Чао Чжоу, исследователь экологии Китайской академии наук в Пекине. Другие микробы показывают similar эффекты.

Тем временем более теплые условия помогают бактериям расти быстрее, адаптироваться к стрессу и обмениваться генами устойчивости, сказал Чжоу, в то время как засуха концентрирует их в ограниченных источниках воды, где они свободно смешиваются. Вызванные изменением климата наводнения могут затем, теоретически, распространять гены устойчивости далеко и широко.

Борьба с этими накладывающимися рисками требует как подходов общественного здравоохранения, так и смягчения изменения климата, говорят эксперты. Миру нужно не только сократить выбросы парниковых газов, но и людям нужно более осторожно использовать антибиотики, сказал Чжоу; улучшить санитарные практики, такие как управление сточными водами, по всему миру, чтобы устойчивые к антибиотикам штаммы не распространялись так легко; укрепить безопасность пищевых продуктов; и расширить надзор за заболеваниями. Общественность также должна понимать, что изменение климата — это вопрос здоровья, сказала Романелло.

«Когда мы говорим о борьбе с выбросами парниковых газов, — сказала она, — мы говорим об устойчивом, пригодном для жизни будущем со здоровыми экономиками».

Климат как усилитель болезней

Изменение климата не создает новые болезни. Оно меняет условия, в которых они распространяются. И эти изменения накладываются друг на друга.

Засуха концентрирует бактерии и антибиотики в почве, ускоряя эволюцию устойчивости. Потепление расширяет ареалы клещей и комаров, принося болезни в новые регионы. Наводнения распространяют редкие инфекции и разрушают инфраструктуру здравоохранения.

Для общественного здравоохранения это означает необходимость адаптации. Системы надзора должны быть готовы к новым болезням. Вакцины должны быть доступны шире. Антибиотики должны использоваться осторожнее.

Но главное — это признание связи. Климат и здоровье не отдельные проблемы. Это одна проблема. И решать ее нужно комплексно.

Источники: Caltech, CDC, Университет Джорджии, Университетский колледж Лондона, Китайская академия наук, заявления Дайан Ньюман, Марины Романелло, Джона Дрейка и Чжэнь-Чао Чжоу.