《Frontiers in Public Health》：The impact of climate change on airborne and droplet-borne diseases and hospital response measures
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摘要
目的：本综述综合了气候变化如何调节空气传播与飞沫传播疾病传播的定量证据，并评估了医院的韧性（resilience）策略。
方法：对2000—2025年的全球数据进行了叙述性综述（narrative review），重点关注病原体动力学和灾后住院负
摘要
目的：本综述综合了气候变化如何调节空气传播与飞沫传播疾病传播的定量证据，并评估了医院的韧性（resilience）策略。
方法：对2000—2025年的全球数据进行了叙述性综述（narrative review），重点关注病原体动力学和灾后住院负担。
结果：气候变化通过延长病原体存活时间并创造持久的传播窗口，改变了疾病动态。洪水暴露使呼吸系统疾病住院风险增加30%，传染性疾病住院风险增加26%，且负担持续60—90天。高温暴露超过热阈值每1°C，慢性阻塞性肺疾病（Chronic Obstructive Pulmonary Disease，COPD）风险增加1.47%。机制上，低湿度有利于持久的空气传播飞沫核（droplet nuclei）形成，而高湿度则通过需密切接触的大飞沫增强传播。当前的医院基础设施在面对这些气候—污染复合危机时仍然脆弱。
结论：传统的急性期灾难模型不足以应对。韧性需要向“气候整合”（climate-integrated）感染控制转变。关键策略包括将气象数据整合到预测性监测系统中，并使用通风、上部房间紫外线杀菌照射（upper-room ultraviolet germicidal irradiation，UVGI）和便携式空气净化设备作为补充工程控制措施。
主体部分总结如下。
气候变化通过多种机制影响空气传播与飞沫传播疾病的传播，这些机制涉及温度、湿度、极端天气事件、生态变化、空气污染及进化压力。温度和湿度直接调节病原体在宿主外的存活能力与呼吸道飞沫的物理性质。对于流感病毒和麻疹病毒等，气溶胶状态下的存活率常与相对湿度呈负相关；例如，甲型流感病毒在相对湿度低于30%时，99%灭活时间（T99）超过5小时，而在中等湿度（40%—60%）下骤降至约15—20分钟。但部分病毒呈现U形存活曲线，在极低和极高湿度下存活率更高。绝对湿度可能比相对湿度更能预测流感的传播。结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis）的气溶胶存活受湿度影响尚不明确，但低湿度加速飞沫蒸发形成小于5 μm的飞沫核，使其悬浮时间延长，扩大传播范围；高湿度则使飞沫保持较大粒径（>5 μm），以弹道轨迹快速沉降，利于密切接触传播。包膜RNA病毒、分枝杆菌和真菌分生孢子的结构差异决定了其对湿度的不同敏感性。此外，极端温度损害宿主防御：多项研究发现，夏季日平均温度每升高10°F，当日呼吸系统急诊住院增加4.3%；慢性阻塞性肺疾病（COPD）住院率在超过局部热阈值（如23.2°C）后每升高1°C增加1.47%。
极端天气事件对传播产生直接和间接影响。洪水导致拥挤避难所、霉菌滋生和卫生设施破坏，一项2025年覆盖八个地区超过3亿住院记录的跨国时间序列研究显示，洪水暴露与呼吸系统疾病住院风险增加30%（RR 1.30；95% CI 1.13–1.49）和传染性疾病住院风险增加26%（RR 1.26）相关，且风险可持续60—90天。热浪通过气道炎症、臭氧相互作用和免疫损害增加入院风险。干旱则通过扬尘、病原体在水源中富集、颗粒物（PM2.5和PM10）升高损害纤毛清除和肺泡巨噬细胞功能、迫使人群拥挤于有限水源周围，以及因农业减产导致营养不良等途径，增加呼吸道感染和结核病活化风险。气候驱动的生态变化虽主要影响媒介生物疾病，但也可通过改变人畜接触间接影响空气传播疾病。空气污染与气候威胁协同作用，颗粒物和臭氧损伤呼吸道上皮、削弱免疫防御，且颗粒物可能充当病原体载体。进化压力方面，真菌“热适应假说”得到支持，例如耳念珠菌（Candida auris）可能因环境变暖获得耐热性；但对呼吸道病毒而言，尚无直接证据表明气候变化选择出更强的内在毒力或加速突变。
地理分布、季节性和严重程度正在改变。地理范围方面，引起球孢子菌病（山谷热）的粗球孢子菌/波萨达斯球孢子菌已出现向北扩张的证据。季节性方面，呼吸道合胞病毒（RSV）和流感的流行时间、持续时间和强度可能发生改变，某些温带地区RSV季节可能缩短，热带地区传播受降雨影响更大。严重程度方面，气候变化可能通过热应激和空气污染加重基础慢性呼吸系统疾病，但直接增加病毒固有毒力的证据有限；现有证据更支持宿主侧机制，即热诱导黏膜免疫抑制、臭氧损害肺泡巨噬细胞功能和气候相关营养不良。
针对特定疾病，COVID-19大流行显示气候信号与行为学和免疫学混淆因素难以分离，无法定论温度和湿度对早期传播的相对贡献，但突显了室内通风的重要性。流感在寒冷干燥条件下传播最有效，维持室内相对湿度40%—60%可能降低病毒存活。RSV在温带冬季达峰，绝对湿度是温带地区关键驱动因素，而热带地区降雨因素更重要。结核病主要受社会经济因素驱动，气候变化通过营养不良、贫困、人口流离失所和空气污染加剧其负担。麻疹的季节性在不同地区表现不同，有研究显示低相对湿度与麻疹发病率增加相关，而气候相关中断可严重损害疫苗接种活动。
医院应对措施面临独特挑战。医院集中了脆弱患者和医护人员，是空气传播和飞沫传播疾病的高风险环境。现代建筑管理系统可衰减室外极端气候信号，但依赖自然通风的医院室内环境与室外气候密切相关，因此需直接监测病房环境。现有应急准备计划通常未充分纳入气候变化考虑，如疾病季节性改变、新地理分布、复合危机（如热浪与呼吸道暴发同时发生）以及极端天气对基础设施的直接影响。针对复合危机，作者提出了四层级优先级框架：第一层级保障生命安全和依赖电力护理的连续性；第二层级维护感染控制完整性（含预先储备的个人防护装备和隔离室压差）；第三层级启动扩容能力；第四层级确保运营和通信连续性。亚洲地区尤其台湾在SARS、H1N1流感和COVID-19应对中积累了经验，台湾的传染病防治医疗网（CDCMN）由六个区域指挥中心组成，可在局部疫情时独立启动扩容能力，2009年H1N1大流行时死亡率仅为OECD国家中第三低。增强医院准备需加强监测和早期预警系统，将气候与环境数据（温度、湿度、空气质量、极端天气预报）与传统流行病学监测整合；需遵循HL7 FHIR标准实现数据互操作，包括患者地理位置坐标、时间戳关联的ICD-10诊断编码以及环境测量值。感染控制措施包括优化通风系统、正确使用个人防护装备（PPE）并维持库存、在急诊科和隔离病房等高危区域安装上部房间紫外线杀菌照射（UVGI）和便携式空气净化器。受控条件下，上部房间UVGI可减少高达96%的空气病毒浓度，实际性能取决于房间几何结构、空气混合和安装维护；便携式HEPA过滤器的等效换气次数（eACH）可由洁净空气输出率（CADR）除以房间体积估算。维持室内相对湿度约40%—60%可作为辅助措施。基础设施韧性需投资可靠备用电源，以维持照明、通风和生命支持设备运转。
先进建模与预测方面，目前仅有少数气候信息预测模型转化为实用的数字预警工具。EpiClim等数据集提供地理粒度的流行病和气候数据，集成神经网络（如XEWNet）通过纳入气候变量提高了预测精度。这些工具可帮助医院预测患者激增并提前配置资源。跨部门合作要求医院与公共卫生机构、环保部门、气象服务、城市规划者、应急管理组织和学术研究人员共享数据平台、联合风险评估和协调响应计划。
讨论部分指出机制理解仍存在空白，需研究病原体存活动态、宿主易感性变化以及气候—污染—感染复合相互作用。监测和建模需投资标准化整合系统，提高时空分辨率，并纳入社会人口因素和干预措施。当前预测架构存在操作局限，如综合征监测的诊断准确性受限于环境，提出采用环境触发加实验室确认的两阶段确认方法，并需克服数据孤岛障碍。卫生系统韧性和适应研究应评估基础设施改造的成本效益、劳动力培训、复合气候事件下扩容管理最佳实践以及气候预警系统的实际效果。实施策略需适应不同资源条件：高资源设施可优先配置建筑管理系统集成传感器和FHIR兼容电子健康记录，低资源环境可依靠社区卫生工作者哨点监测网络、移动端综合征报告平台和太阳能便携式HEPA过滤。政策和治理研究需识别将健康纳入气候政策的成功模式，促进卫生公平。健康公平方面，低收入社区、少数族裔、流离失所者、老年人、已有呼吸系统疾病患者和医疗可及性有限者承受不成比例的负担，极端天气进一步扩大差距；韧性规划应纳入社会脆弱性指数，确保防护装备和感染控制资源的公平分配，并优先覆盖历史上被排除在准备计划之外的社区。区域差异明显：撒哈拉以南非洲的干旱和人口流离失所加剧结核病负担；南亚季风相关RSV高峰和城市热岛效应形成复合季节性负担；拉丁美洲球孢子菌病向北扩张是气候驱动病原体地理分布最明确的案例；欧洲和北美则以热浪相关呼吸系统死亡和流感季节性紊乱为主要信号。温度驱动的地理扩张和热—COPD关系是全球最一致的发现，而病原体特异性季节性效应存在显著地区差异。最后，局限性方面，本综述未遵循正式系统综述方法，未进行双人独立筛选、未使用ROBIS工具或GRADE分级，仅以PubMed为主要数据库，且仅纳入英文文献，研究设计以生态学为主，无法建立个体层面因果关系。结论强调气候变化正在重塑并加剧空气传播和飞沫传播疾病威胁，需要将气候数据纳入监测、增强基础设施韧性、优化感染控制并使用预测模型，同时促进跨部门协作、持续投资和健康公平。基于本综述提出的优先事项包括：在选定的高风险区域经工程评估后考虑上部房间UVGI；在技术可行处维持约40%—60%的室内相对湿度；根据当地工程评估结合通风、UVGI和便携式HEPA过滤；以及在医院应急计划中考虑作者提出的四层级复合危机框架。
