世间万物的兴盛与衰亡都有其自身的规律。探索事物潜在的周期性是深入认识客观规律的重要切入点。为此,自然界各领域的周期性一直受到科学界的高度重视。探索病毒自身的规律性对于优化疫情防控措施和治疗对策大有裨益;然而,关于病毒的发展是否存在周期性的研究十分困难,因为这需要充足、持续、长期的记录。到目前为止,历史上记录的病毒传播事件通常由于感染人数较少、传播区域有限或持续时间较短而无法满足周期性分析的基本要求。
新冠病毒至今已经持续近两年,一波接一波的疫情提供了迄今为止最广泛、最连续的病毒感染数据,这使得分析病毒自身的周期性成为可能。
图1 新冠病毒单日感染记录的处理(A)及周期性分析(B)
研究人员针对新冠病毒感染人数的连续记录开展研究,利用古气候和古地磁等领域常用的软件进行周期性分析,结果表明:新冠每日新增病例数存在约4个月周期(图1)。虽然不同区域和国家的周期性略有差异(约3.5-6个月),但是均与通常认为的季节性周期不符。此外,研究人员还对一百年前的西班牙大流感记录进行了同样的分析,发现其病亡人数存在约5个月周期(图2),这远非季节性周期能够解释。当前的新冠感染人数受到隔离措施和疫苗的影响,但抗生素和疫苗在一百年前尚未出现;然而,两次病毒大流行的周期性表现出惊人的相似性。这表明,隔离措施和疫苗虽然会降低感染数量,但并未显著影响病毒自身兴衰的周期性规律。据此,研究人员认为:新冠病毒存在自身的周期性,且该周期性可能与病毒自身的生物学属性、病毒与宿主之间的相互作用、人群生活习惯乃至地域环境差异等因素有关,具体原因尚待研究。此外,本研究获得的周期性显示,新冠病毒在长远趋势下已达到峰值,但这不能作为预测未来疫情发展趋势的物理判据,也不能作为放松隔离或延缓接种疫苗的理由。
图2 一百年前西班牙大流感病亡人数记录的分析结果
发现病毒存在周期性具有重要意义,但这仅仅是更加深入认识和应对病毒的新起点。病毒在演变过程中会产生许多新的变种,而这些变种可能具有更大的危险性及更高的传染性。当前发现的周期性是以往病毒感染记录所呈现出来的规律,今后的病毒变种是否遵循该规律仍须密切关注和研究,这对于设计防控措施和研发特效药物具有潜在价值。
总结与展望
基于迄今为止最完备的病毒感染记录,使用周期分析的常用方法,发现病毒自身存在兴衰的周期性。充分发掘控制该周期的主导因素,需要生物学及社会学等多学科的共同努力,只有这样才能更好地认识并利用病毒的本质属性和演化规律,为未来应对其它流行病毒积累经验。