Dr Afelt: Łagodne zimy i dłuższe lato sprzyjają w Europie wegetacji komarów przenoszących choroby zakaźne

Specjalistka pracuje również w Interdyscyplinarnym Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego, jest członkiem Zespołu ds. COVID-19 przy prezesie PAN. Podkreśla, że burza śnieżna w Warszawie w poniedziałek 17 stycznia potwierdza, że zimą temperatury powietrza w Polsce coraz częściej oscylują wokół 0 st. C.

PAP: Z inicjatywy Krajowego Ośrodka Zmian Klimatu powstał międzynarodowy raport „Związek między zmianą klimatu a chorobami zakaźnymi”. Skąd pomysł takiego opracowania właśnie teraz, skoro pandemia COVID-19 raczej nie ma związku ze zmianą klimatu? Nie ma tylko wątpliwości, że zimy mamy coraz częściej łagodne.

Dr Aneta Afelt: Ten projekt badawczy nie był związany z pandemią - rozpoczął się, zanim ona wybuchła. Badania wiążące zmiany klimatu ze zmianami w środowisku przyrodniczym prowadzone są od co najmniej 20 lat. To oczywiste, że wraz ze zmianą warunków klimatycznych zmienia się delikatna równowaga ekosystemowa i w konsekwencji następuje „wędrówka” różnych gatunków roślin, zwierząt oraz owadów – czyli podążanie organizmów za optymalnymi dla ich wymagań warunkami środowiskowymi.

PAP: W jaki sposób?

Dr A.A.: Zmiana temperatury i wilgotności powietrza, a także nasilenia opadów, a wraz z tym - ogólna zmiana stabilności klimatycznej, np. już obserwowany proces wydłużania się okresu wegetacyjnego wpływa na warunki środowiskowe bytowania mikroorganizmów i przemieszczenia się różnego typu patogenów. Dotyczy to zarówno patogenów typowych roślin, jak i zwierząt oraz ludzi, a także tych, które stale krążą między zwierzętami i ludźmi.

PAP: Koronawirus SARS-CoV-2 mógł przeskoczyć ze zwierząt na ludzi, ale czy można prognozować zagrożenie kolejnymi patogenami?

Dr A.A.: Przed epoką masowego transportu lotniczego i morskiego możliwość przemieszczania się owadów i zwierząt między różnymi obszarami geograficznymi była mocno ograniczona i rozciągnięta w czasie. To się zdarzało często w przeszłości, ale jak dotąd był to długi proces. Dla przykładu przeniesienie dżumy z pogranicza Mongolii i Chin, do Iranu i Europy trwało 200 lat jako konsekwencja szlaku handlowego. Obecnie przemieszczanie zwierząt, a w szczególności przypadkowe przemieszczanie owadów , a wraz nimi chorób, jest stanowczo skrócone. Przykładem są komary pochodzące z Afryki Równikowej, przemieszczone do Ameryki Południowej, Azji, a aktualnie kolonizujące południe Europy.

PAP: Podobnie jest w przypadku Azji?

Dr A.A.: W epidemiologii komary są wektorem, czyli pośrednikiem między zwierzętami a człowiekiem w takich chorobach, jak malaria, japońskie zapalenie mózgu, gorączka denga czy chikungunya. Badania, jakie prowadziliśmy w Wietnamie ze specjalistami z Francji, USA oraz Wietnamu wykazały, że np. komary tygrysie odłowione w czterech prowincjach Wietnamu były blisko spokrewnione z komarami w Azji Południowo-Wschodniej i Australii, ale również niestety z osobnikami tego samego gatunku w Rumunii! Takie powinowactwo „rodzinne” przeprowadza się, porównując profile genetyczne komarów.

PAP: Takie komary niedługo mogą się pojawić nawet na terenie północnej Europy?

Dr A.A.: To przede wszystkim ludzie rozprowadzają komary (jako larwy lub jaja). A gdy zostaną one przeniesione do nisz ekosystemowych, w których mają warunki do tego, by się rozmnożyć, mogą zdobyć nową lokalizację. Pomaga w tym zmiana klimatu - wydłużenie okresu temperatury sprzyjającej cyklowi rozrodczemu owadów, czyli minimum dziewięć dni z temperaturą średnią nie niższą niż 19 st. C. W tym czasie może nastąpić przejście z jaja do larwy. Okres larwalny to jest też okres przetrwalnikowy. Jeśli zatem nie ma zbyt ostrej zimy i skraca się czas jej trwania, a jednocześnie wydłuża się lato, są wtedy warunki klimatyczne sprzyjające pełnemu cyklowi rozrodczemu takiego komara, czyli przejścia również od larwy do osobnika dorosłego.

PAP: Same komary, które mogą przenosić różne gatunki patogenów, nie wystarczą jednak do rozprzestrzenienia chorób zakaźnych.

Dr A.A.: Wystarczy jednak, że w tej samej niszy ekosystemowej pojawią się zwierzęta będące gatunkami wędrownymi, jak choćby ptaki. A dla komarów, żywiących się krwią, żywicielem mogą być zarówno zwierzęta, jak i człowiek. Jeśli zatem komar zostanie zakażony po ukąszeniu chorego zwierzęcia, a potem ukąsi człowieka, pojawia się możliwość przeniesienia infekcji na ludzi. Jeśli są to jedynie pojedyncze przypadki, ryzyko rozprzestrzenienia się choroby jest niskie. Jeśli jednak tych komarów w niszach ekosystemowych jest więcej, to wzrasta również ryzyko rozwoju zakażeń w warunkach i miejscach geograficznych, w których one dotąd nie występowały.

PAP: Jeszcze na początku XX w. malaria występowała w Europie, nawet w Polsce i Niemczech, jednak udało się ją wytępić. W raporcie „Związek między zmianą klimatu a chorobami zakaźnymi” zwraca się uwagę, że w Niemczech nadal występują komary zdolne do wywoływania malarii, choć na szczęście endemicznie jej nie ma. Pasożyty malarii są zawlekane jedynie przez turystów, w tym także do Polski.

Dr A.A.: Komary będące wektorami malarii są już na południu Europy i coraz częściej dochodzi do endemicznych, czyli lokalnych zakażeń.

PAP: W Polsce też mogą się pojawić?

Dr A.A.: Nie od razu, ale na dłuższą metę istnieje takie ryzyko, szczególnie wtedy, gdy nastąpi sprzyjająca im zmiana warunków klimatycznych. Zauważamy już przesunięcie chorób powodowanych pasożytami, na razie głównie wśród zwierząt dzikich i domowych. Psy zaczynają chorować na choroby pasożytnicze, które do niedawna nie występowały w naszej strefie klimatycznej. Zmiana klimatu powoduje jednak przesunięcie optymalnych warunków w ramach niszy ekosystemowej, korzystnej np. dla owadów, będących wektorami dla nieznanych nam wcześniej chorób, jak i dla niektórych pasożytów.

PAP: Możemy się też spodziewać innych chorób tropikalnych, takich jak gorączka denga - będąca odmianą gorączki krwotocznej, choroba wirusowa chikungunya czy gorączka Zachodniego Nilu?

Dr A.A.: Tak, jeśli tylko się pojawią u nas organizmy będące ich pośrednikami. W raporcie przypominamy, że gorączka denga występowała już na południu Europy i w 1928 r. zachorowało na nią około 650 tys. mieszkańców Aten i Pireusu. Obecnie klimat w Europie Środkowej nie sprzyja wirusowi, który ją wywołuje, jednak wzrost temperatury i większa mobilność populacji może to zmienić. Komary A. albopictus przenoszące chorobę chikungunya są już obecne w południowej i środkowej Unii Europejskiej i wciąż się rozprzestrzeniają. Z kolei gorączką Zachodniego Nilu w latach 1996-1997 zaraziło się około 400 osób w okolicach Bukaresztu.

PAP: Raport ostrzega też przed bakteriami Vibrio w Bałtyku; mogą one powodować zapalenie żołądka i jelit, a także zakażenia ran i posocznicę. W 2018 r. było aż 107 dni na wybrzeżu Bałtyku odpowiednich dla rozwoju Vibrio.

Dr A.A.: Jeśli wzrośnie średnia temperatura powietrza w danym regionie, to następuje też ocieplanie się wód powierzchniowych. Gdy mamy zatem kilka lub kilkanaście dni z bardzo wysoką temperaturą powietrza, wzrasta temperatura wody. W takiej wodzie mogą się pojawić bakterie i wirusy bardziej dostosowane do warunków cieplejszych. I odwrotnie, obserwujemy istotne zaburzenie zlodowacenia wód zimą. W Polsce środkowej temperatury powietrza coraz częściej, tak jak w tym roku, oscylują zimą wokół 0 st. C, prognozy zmian klimatu sugerują, że z końcem XXI wieku nasza zima będzie bezśnieżna – będzie za ciepło na utrzymanie się pokrywy śnieżnej. Burza śnieżna w Warszawie w poniedziałek 17 stycznia jest znakomitym przykładem: w środku zimy mieliśmy gradobicie, intensywne opady śniegi i… wyładowania atmosferyczne, typowe dotychczas dla okresu wiosenno-letniego. Kilka godzin później śnieg się stopił.

PAP: Pojawienie się pandemii COVID-19 było przypadkowe czy w jakim stopniu jest jednak związane ze zmianą klimatu?

Dr A.A.: Musimy przede wszystkim odróżnić czas skolonizowania ludzi przez wirusa odzwierzęcego, jakim jest SARS-CoV-2, od jego rozpowszechnienia się między ludźmi. Etap pierwszy odbył się w warunkach naturalnych, przynajmniej jak na razie wszystko na to wskazuje. Tu czynnikiem ryzyka nie była zmiana klimatu, ale agresywne przekształcanie środowiska przyrodniczego i skracanie dystansu między zwierzętami dzikimi, domowymi i ludźmi. Publikowane wyniki badań genetycznych struktury wirusa SARS-CoV-2 na razie nie wskazują na to, aby słuszna była koncepcja laboratoryjnej fazy w ewolucji wirusa.

PAP: Chodzi o to, czy ludzie nie majstrowali w DNA tego patogenu?

Dr A.A.: Nie jestem specjalistą w tej dziedzinie, jednak gdyby w cyklu ewolucyjnym tego wirusa był etap laboratoryjny, to widoczne byłoby to w jego strukturze genetycznej jako "przerwa reprodukcyjna", czyli stabilność struktury genetycznej wirusa. A takiego dowodu oczywiście jak na razie nie mamy. Niezależnie od tego nie ulega wątpliwości, że jest to wirus pochodzenia odzwierzęcego, wywodzący się z natury.

PAP: Badania to potwierdzają?

Dr A.A: W latach 2014-2018 brałam udział w badaniach w Azji Południowo-Wschodniej, w Kambodży i Losie, podczas których były odławiane nietoperze i przeprowadzono analizy genetyczne wykrywanych u nich patogenów. Te z nich, które były nosicielami koronawirusów, przemieszczały się w swej aktywności życiowej bliżej człowieka. Ludzie zwykle tak zmieniają środowisko, że sprzyja ono sąsiedztwu nietoperzy różnych gatunków, które w warunkach naturalnych nie mają ze sobą kontaktu. Dla przykładu rozwój elektryczności przyciąga owady będące pożywieniem dla nietoperzy, zatem nietoperze owadożerne adaptują się do warunków życia w sąsiedztwie ludzi. Z kolei nietoperze owocożerne wędrują za sadami owocowymi. Proces transferu nietoperzy do socjo-ekosystemów jest epidemiologicznie niebezpieczny. Ale to nie znaczy, że to nietoperze są niebezpieczne. To nasze zarządzanie zasobami środowiska przyrodniczego jest daleko niewystarczające i niedostosowane do nieoczywistych zagrożeń.

PAP: Podczas tych badań wykryto koronawirusa spokrewnionego z SARS-CoV-2?

Dr A.A.: Nie, w naszym projekcie nie wykazaliśmy obecności koronawirusów, będących bezpośrednimi krewnymi SARS-CoV-2 - a zatem tego, który skolonizował ludność w Wuhan w Chinach. Jednak w styczniu 2019 r. zaczęto przeszukiwać bazę danych dotyczących koronawirusów odzwierzęcych. Moi koledzy, z którymi prowadziłam badania w Kambodży i Laosie, w 2020 r. opublikowali wyniki analiz z tych krajów i okazało się, że wśród nietoperzy lokalnie krążył koronawirus bardzo mocno spowinowacony z tym z Wuhan. Zatem w regionie Azji Południowo-Wschodniej na skutek naturalnej ewolucji były warunki do prób takiej kolonizacji. To był naturalny i długi proces dopasowania wirusa do kolejnego żywiciela.

PAP: Aż został zaatakowany człowiek lub grupa ludzi, u których SARS-CoV-2 mógł się namnożyć, a potem rozprzestrzenić?

Dr A.A.: Wszyscy w ciągu swego życia doświadczamy prób skolonizowania naszego organizmu przez różnego rodzaju bakterie, wirusy i pasożyty. Jednak tylko niektóre z nich kończą się sukcesem, zdecydowanej większości się to nie udaje.

PAP: Nie było to związane ze zmianą klimatu?

Dr A.A.: Nie. Miało to raczej związek z szybkim, wręcz rabunkowym wejściem człowieka do środowiska naturalnego i skróceniem dystansu między człowiekiem i dzikimi zwierzętami.

PAP: Co zatem najbardziej sprzyjało szybkiej kolonizacji człowieka przez SARS-CoV-2?

Dr A.A.: Już po sześciu miesiącach od wybuchu epidemii w Chinach koronawirus ten był obecny w każdym kraju. Główną tego przyczyną był transport, ponieważ od zakażenia do pojawienia się objawów najczęściej mijało aż pięć, sześć dni. W tym czasie można było się przemieścić na dużą odległość i przenieść infekcję w dowolny zakątek świata.

PAP: Jakie kolejne zakażenia mogą nam jeszcze zagrażać?

Dr A.A.: Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) wymienia dziesięć takich zagrożeń, koronawirusy od początku były wysoko na tej liście. Artykuł z naszych badań ostrzegający przez tymi patogenami ukazał się w 2018 r., a już jesienią 2019 r. pojawiła się epidemia w Wuhan. Dla nas nie było to zaskoczeniem.

PAP: A jakie nowe owady mogą być wektorami chorób zakaźnych?

Dr A.A.: W Europie pojawił się pochodzący z Chin szerszeń azjatycki (Vespa velutina), przeniesiony do Europy około 2004 r., prawdopodobnie wraz z transportem porcelany. Świetnie się odnalazł w Europie Zachodniej, jest już obecny we Francji, Włoszech oraz w Niemczech i zbliża się do Polski. Nie drażniony nie robi ludziom nic złego, ale zaczyna być dominującym owadem w niszach ekosystemów, w których się pojawia, i tym samym obniża bioróżnorodność owadów typową dla europejskiego ekosystemu. Nasze europejskie biedronki, tak dobrze w Polsce znane z naszego dzieciństwa, też są zastępowane/wypierane przez owady z Azji.

Źródło informacji: Nauka w Polsce