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 jest zastępowana/wypierana przez owady z Azji. (PAP)

Zbigniew Wojtasiński

zbw/ zan/