东南亚手足口病爆发流行对未来强震的指示意义

地震前疾病的流行古有记载[1]。20世纪以来全球6次流感大流行之后不久出现强震活动高潮, 流感之外的另一个例子是SAR S流行 (2003年) 后的印度洋地震海啸 (2004年底) 。寻找震前疾病流行与大地震间在时空上的对应关系, 分析两者之间可能的机制联系, 无疑会对地震预测有所裨益。

1 东南亚手足口病爆发流行与未来强震的对应

近10余年东南亚国家报道手足口病流行的主要有马来西亚、新加坡、越南和泰国。表1和表2分别给出新马和越泰手足口病流行与随后大地震的情况。表1中包括了1997年至2008年印尼全部7.5级及更大的浅源地震[3];除加以说明的之外, 均为矩震级 (Mw) 。表1中2009年至2011年大地震取自《中国地震网-地震目录》, 它们包括在此期间东南亚发生的全部7.5级以上大震。表1中手足口病流行情况除注明者外, 主要来自《世界疫症情报网》及相关报道。

由表1和表2可见, 在东南亚手足口病暴发流行后不久 (最多1年半左右) , 都会有大地震发生。新加坡、马来西亚的手足口病流行主要与邻国印度尼西亚的大震对应;而中南半岛 (越南、泰国) 的手足口病爆发流行之后, 除印尼大震, 也发生过中国汶川大地震和去年的缅甸大震。

2 手足口病与地震气溶胶的联系机制

手足口病是由肠道病毒引起的传染病, 最常见的引发重症的病原体为肠道病毒71型 (EV71) 。手足口病主要经粪一口和 (或) 呼吸道飞沫途径传播。EV 71在咽喉拭子标本 (93%) 中的分离率明显比从直肠拭子或粪便标本中 (30%) 的高, 提示在EV71传播中口一口传播或飞沫 (核) 传播也许比粪一口途径更重要[3]。

2.1 气溶胶在空气传播疾病中的作用

空气传播疾病中气溶胶的作用日益为学界所认识和重视[6~7]。气溶胶是指固体或和液体微粒稳定地悬浮于气体介质中形成的分散体系。一般固体或和液体微粒半径在10-3μm~102μm之间。宏观可见的气溶胶包括雾、霾、烟、霭等。火山喷发、沙尘暴、浪花碎裂、工业排放、植物挥发等都是气溶胶粒子的来源。

气溶胶中含有微生物或生物大分子等生物物质的, 称为微生物气溶胶, 包括病毒、细菌、放线菌、支原体、衣原体、真菌等。它们甚至可以作为水汽凝结核影响成云降水。传播疾病的病原微生物缺少载体难以生存和移动, 气溶胶就成了它们的“飞行器”。对紫外线及干燥敏感的肠道病毒以气溶胶的形式存在时, 抵抗干燥避免脱水的能力增强, 同时雾屏蔽了紫外线对病原微生物的灭活作用, 从而保证了病毒的活力维持更长的时间。就禽流感、猪流感等呼吸传播疾病而言, 极少量的病原微生物就可以直接导致发病, 高浓度的非病原微生物也会导致机体免疫负荷过重, 抵抗力降低, 易感性升高。野外条件下, 空气流动可以把病毒携带到很远的距离。如源于波浪破碎和飞沫的海洋气溶胶也含有微生物等活性物质 (1μm~20μm) , 可以从源地被传输到甚至几万公里以外[8]。

气溶胶浓度大的空气中, 所含病原和非病原微生物的种类和数量也就越多[9];而病原微生物种类繁多, 意味着不同型的病毒感染同一细胞并发生基因重配产生新病毒, 即病毒变异的可能性增大。由于病毒变异使人群原有的特异性免疫力消失, 因此可以引起包括手足口病这样的疾病爆发流行。

2.2 地震气溶胶

与火山喷发、大风扬沙相类似, 强震前广大区域的空气中气溶胶浓度会大增;这种增大起于震前地内气体的大量排出。

地球内部存在着成分不同的大量气体, 地气外逸像地球内热外逸一样在不停地进行着, 但逸气的多寡还要受构造 (气体上升通道) 条件, 应力强弱 (受挤压程度) 等因素控制。大震前地壳中微破裂会大量地产生和发生贯通, 并向未来的主破裂面集中[10]。震前地下微裂的产生与规模的扩大, 使地壳中上升气流的通道被打开和拓宽, 地气逸出加速, 携带原处于地表浅层的大量气溶胶微粒进入大气, 形成“地震气溶胶”。大震前后和震时的宏观排气现象在古今中外多次强震的野外观察中被见到[1,11,12]。需要强调的是, 宏观排气造成的震前气溶胶浓度增大仍是次要的。强震前造成空气中气溶胶浓度增大的主因, 是大面积、长时间的微观地气逸出, 也就是震前震中区及附近的地内气体沿着疏松介质 (构造破碎带) 持续或断续地释放, 因为微观逸气比宏观逸气的时空规模不知要大多少倍。从空间范围上讲, 用前兆范围估计震前放气范围 (基于前兆中有气体前兆或与气体相关的前兆) 的一个计算公式为[13]:lgL=0.48MS—0.57。其中MS为面波震级, L是相应的放气范围的线度, 单位:km。则一个7级地震的逸气面积达数十万平方公里。在逸气时间上, 若以震前水中放射性氡气浓度开始增大的时间来代表震前地表放气及地下气溶胶物质进入大气的时间的话, 根据总结出来的水氡异常持续时间[14];地震气溶胶的逸出会持续一两年时间。这种大面积、长时间的微观地气逸出, 会携带大量气溶胶微粒进入大气, 使震区附近或其下风向地区空气中气溶胶浓度大大增强。在我国地震多发地区, 许多强烈地震前, 在近震源区乃至远源区都观测到湿热地气逸出和地表附近气溶胶含量增加[15]。

强震前震区海底 (特别是浅海海底) 的逸气, 将携带海洋表层、微表层的固态或液态微粒进入大气。海底逸气逸出的主要是甲烷 (CH4) [16]。中国南海临地震前, 陆架和陆坡区经常出现大面积的卫星热红外图像增温异常。一般认为是由地球排气作用导致的油气渗漏和甲烷扩散所致[17]。

把气溶胶浓度监测作为地震预测手段之一的日本曾多次检测到大震之前的气溶胶浓度异常突增。如1995年阪神大地震之前, 大阪大学侦测地震的气溶胶 (Aerosol) 仪器的大气离子 (荷电气溶胶粒子及荷电分子) 浓度暴增200倍, 达20~30万个/cm3[18]。2000年10月鸟取县7.3级地震、2004年的新潟县中越6.8级地震时也有类似特征。1999年台湾集集9.21大震之前一周, 日本冈山大学可侦测半径三百公里的气溶胶仪器的离子浓度也升高。台湾、日本跨海相距1.2千公里, 上述观测似乎指示震前孕震区产生的气溶胶在空中起码飘了上千公里。

地震气溶胶中, 有大量原本存在于土壤或浅海表层中的微生物, 因为地表浅层富含有机质。而且由于震前地气这种上升气流同火山喷发时的气流或扬沙天气时的空气对流的强度根本无法相比, 地震气溶胶可以长时间停留在对流层近地表的低层大气中与易感人群 (如幼儿) 发生接触;其中携带的微生物、病毒容易对人 (特别是幼儿) 、畜产生影响。

3 一点讨论与展望

表1中所列, 只有2006年马来群岛 (马来群岛包括印尼) 手足口病流行与印尼有关。造成这种现象的原因之一可能与新提出的疫苗接种问题有关 (叶新新, 2011) :幼龄儿童免疫系统尚在发育-完善中, 频繁的免疫接种多至十多种不同疫苗的现代疫苗进程, 致使超过10%的少数儿童群体对包括肠道病毒EV71型等在内的弱病原体感染产生弱免疫应答甚至无免疫应答;不能快速、有效清除体内肠道病毒EV71型感染复制, 便造成显性致病。原本极易在最不发达国家广泛传播的弱病毒EV71等各种肠道病毒能够表现出显性感染致病, 而且是首先在发达国家 (新西兰、美国、澳大利亚、瑞典、保加利亚、匈牙利、英国、加拿大、德国、日本、新加坡) 出现, 继后在环境逐渐趋好的发展中国家-地区 (马来西亚、中国台湾、中国、越南) 陆续出现, 应与现代疫苗/计划免疫首先在发达地区、继后在发展中国家-地区普及有关。印尼、菲律宾属欠发达国家, 在医疗卫生保健上有资金缺乏、专业人才不足等问题困扰, 岛国居民居住分散, 免疫接种不普及, 可能由此反而尚未见手足口病爆发流行。

东南亚的手足口病流行对于大地震的来临具有很好的指示意义。2011年以来越南、泰国等地手足口病的爆发流行所引起的对未来强震的关注由于刚 (4月11日) 发生的印尼8.6级大震而有所缓释;但来自缅甸等地的地震威胁仍不能完全排除。

摘要：东南亚地区 (马来西亚、新加坡、越南、泰国) 手足口病爆发流行后往往跟随着大地震的发生。大震前区域应力增强、地壳微破裂增多造成的地内气体逸出, 携带大量本处于地球浅表的微生物进入大气。低层大气中微生物气溶胶浓度增大, 大大增加了幼儿患病的可能。

关键词：手足口病,地震,微生物气溶胶,地壳破裂

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