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一种预测全球变暖对疾病影响的方法

2019-04-25 09:54:46 • 来源：

科学家已经设计出一种方法来预测全球气温上升可能如何影响寄生虫介导的疾病的严重程度。他们的方法可广泛应用于不同的宿主 - 病原体组合和变暖情景，并应有助于确定哪些传染病会随着温度升高而恶化或减弱。

一种预测全球变暖对疾病影响的方法

概念验证方法，使用水蚤(Daphnia magna)及其病原体(Ordospora colligata)作为模型系统进行道路测试，使用一种长期的生物学概念，称为生态代谢理论来预测如何各种各样的过程 - 所有这些都影响宿主 -寄生虫的动态 - 受到温度的影响。

由都柏林三一学院寄生虫生物学William C. Campbell讲师，Pepijn Luijckx教授和多伦多大学研究生Devin Kirk领导的科学家们刚刚在国际领先的PLOS Biology杂志上发表了他们的研究成果。

Luijckx教授说：“由于全球变暖导致的温度升高会改变传染病的扩散和严重程度，这对保护和粮食安全具有广泛的影响。因此，我们理解和识别将会对其造成更大危害的疾病非常重要。温度上升，以减轻其影响。“

不幸的是，这一直非常困难 - 因为温度以不同的方式影响宿主和病原体中的许多过程，很难预测温度升高(或下降)的累积效应。例如，虽然随着温度升高宿主免疫功能和病原体感染性可能更高，但病原体寿命可能更低。此外，为了预测疾病的严重程度，我们需要的数据并不总是存在于所有相关过程的温度敏感性上，特别是对于新出现的疾病。

解决方案 - 生态代谢理论

生态代谢理论可用于预测各种生物过程如何响应温度。它基于这样的想法：每个过程都由酶控制，并且这些酶的活性和温度依赖性可以使用简单的方程来描述。即使数据有限，该理论也可以预测宿主和病原体过程的温度依赖性。

Luijckx教授说：“通过使用生态代谢理论，我们可以逐步估计每个过程的热依赖性，并计算不同温度变化时疾病严重程度的最终预测。到目前为止，还没有研究表明适用于在宿主体内生长的简单 - 单细胞 - 病原体，但我们已经能够证明该方法在我们使用的模型系统中非常有效。“

在他们的研究中，科学家使用水蚤及其病原体，并测量了宿主死亡率，衰老，寄生虫生长和对宿主造成的损害等过程如何在很宽的温度范围内发生变化。他们使用这些测量来使用代谢理论确定每个过程的热依赖性。

结果表明，不同的过程与温度有着独特的关系。例如，虽然每种病原体对宿主造成的损害似乎与温度无关，但宿主死亡率和病原体生长速率都是强烈依赖性的 - 但方式相反。

Luijckx教授补充说：“令人兴奋的是，这些结果表明，将代谢理论与宿主 - 病原体相互作用的数学模型联系起来并将其整合，可以有效地描述疾病相互作用如何以及为何与全球变暖一起变化。”

“由于其简单性和通用性，我们开发的方法可广泛应用于了解全球变暖对各种疾病的可能影响，包括影响水产养殖的疾病，如胰腺疾病如胰腺疾病，蜜蜂传粉者的病原体等。作为Nosema，以及疟疾和莱姆病等无脊椎动物宿主中媒介传播和蜱传疾病的增长。“

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