**章环境生物安全导论
**节“大健康”框架下的环境生物安全
一、大健康、全球健康和星球健康
随着全球化进程的推进和全球范围内传染病的肆虐,全球健康( global health)理念日益受到关注。全球健康是全人类的健康,旨在促进改善全人类健康、保障健康卫生公平。全球健康理念重视跨国界和地域的健康卫生问题,故应积极探寻相关卫生问题的决定因素及其解决方法。
由于全球公共健康体系和社会公共设施的不断完善,生活在贫穷线以下的人口比例不断降低,平均预期寿命大幅提高— —全球健康水平得到极大提升。然而,社会发展伴随着人类对环境的过度开发利用,由此引起的全球范围的生态环境的改变导致了前所未有的环境和生态后果。目前,科学家提出的地球的九个相互关联的“行星边界”,人类已经突破了其中六个,分别是气候变化、生物圈完整性的丧失、土地系统变化、生物地球化学循环改变(如氮磷循环等)、化学品和塑料等新污染物的不断引入及淡水资源过度开采。
针对人类未来可持续发展的问题,《柳叶刀》期刊于 2015年组织全球专家进行探讨,并发布了关于星球健康( planetary health)的专题报告。星球健康主要探讨人类健康与自然生态环境之间的相互关系。星球健康的理念是:人类的健康和福祉与星球系统有着密不可分的联系,人类需要保护自然生态环境的完整性,以确保人类的长期健康与繁荣。星球健康把人类健康置于人和自然系统中,一方面,人类面临的诸多健康风险来自可改变的环境本身,而这些环境因素很大程度上是由人类自身导致的;另一方面,星球健康理念也关注人类赖以生存的自然系统、系统中的生物物种和它们之间的相互作用。
自古以来,生物因素带来的安全问题是人类面临的巨大挑战。历史上由细菌和病毒引起的传染性疾病大暴发,造成了全球大量人口死亡。 21世纪以来,随着全球一体化进程的推进,快速城市化、集约化养殖、全球贸易和旅行等因素加剧了健康问题的复杂性。人类和动物中抗生素不加节制的使用,造成了抗生素耐药细菌和抗生素耐药基因在环境中不断扩散,严重威胁着公共卫生安全。例如,2010年印度新德里报道的“超级细菌”就是由抗生素对携带有耐药基因的致病菌无效而引发的。
新发传染病的不断暴发使人们意识到未知病原体可能在任何时间、地点,从任何动物源中暴露、感染、传播和扩散,威胁地球上所有个体和群体的健康、福祉以至社会稳定。单方面管理和控制这些新发传染病带来的健康风险是不可能的,需要动物卫生、人类卫生和环境卫生部门的充分合作,制定全球战略,针对病原体进行有效的早期预警和快速反应,并迅速、高效、透明地共享相关信息,才能应对新发传染病带来的重大的、广泛的健康威胁,如微生物耐药性。由此,“大健康”(One Health)理念应运而生。
二、“大健康”的内涵
“大健康”理念关注生态系统、生物多样性与人类健康和福祉之间的联系,强调人类健康、动物健康和环境健康紧密相连。2009~2019年,世界卫生组织( World Health Organization,WHO)宣布过 5次“国际关注的突发公共卫生事件”,分别为 2009年的甲型 H1N1流感疫情、2014年的野生型脊髓灰质炎疫情、 2014年西非的埃博拉疫情、2015~2016年的寨卡疫情和 2018年刚果(金)的埃博拉疫情。这些由潜在动物源性病毒引发的人类公共卫生危机凸显了“大健康”理念在解释和应对全球卫生风险方面的重要性。回顾人类在医学和公共卫生领域取得的一些重大进步,如疫苗接种、食品安全等,大多基于“人类-动物-环境”的整体健康理念。
尽管关于“大健康”的描述和定义在各种表述中不尽相同,但其本质上都是希望通过跨学科、跨部门和跨国家(地区)的协作交流及行动实现人类、动物和环境的协调发展与共同健康。目前,国际上“大健康”理念在应对、管理和预防人兽共患病暴发等方面已被广泛接受。例如,埃塞俄比亚公共卫生研究所在美国疾病控制和预防中心的援助下,于 2016年 4月成立了技术工作组,从而加强了动物卫生、人类卫生和环境卫生部门的合作,在“大健康”理念的引导下,埃塞俄比亚制定了危害国家生物安全的病原体和毒素清单。越南在与联合国粮食及农业组织(Food and Agriculture Organization of the United Nations,FAO,简称联合国粮农组织)、世界卫生组织( WHO)、世界动物卫生组织( World Organization for Animal Health,WOAH)、世界银行( World Bank)等国际机构合作的基础上,建立了由农业和农村发展部、卫生部和财政部组成的领导小组,运用“大健康”理念,形成了针对甲型 H5N1流感病毒多管齐下的疾病控制方法,在预防和应对新发传染病和促进区域生物安全方面取得显著成效。新西兰于 2007年发布了《保护新西兰:新西兰生物安全战略》报告,指出适应和改变以应对新威胁是必要的,良好的生物安全成果依赖于运用“大健康”理念和负责生物安全的不同政府机构之间的合作。“大健康”理念在公共卫生和动物卫生领域的实践已有数十年历史,并得到了高度广泛的认可。2022年 10月,联合国粮农组织、联合国环境规划署(United Nations Environment Programme,UNEP)、世界卫生组织和世界动物卫生组织共同发起了一项新的“大健康”联合行动计划,旨在创建一个整合系统和能力的“大健康”框架,以便更好地预防、预测、监测和应对健康威胁。
三、生物安全的定义
国际上尚无广泛认可的生物安全的统一定义,其内涵有狭义和广义之分。狭义的生物安全包括两个方面:①以病原微生物为主的安全防护与管理措施,保护实验室人员免受感染,防止病原微生物等实验材料的意外泄漏,保证病原微生物不被有意窃取或滥用等,从而避免其所带来的危害;②对现代生物技术的研究、开发和应用的管理措施,以及转基因生物体的利用与转移,使其符合科学伦理规范,防止转基因生物体滥用带来的食品安全和生态安全等问题。
广义的生物安全是指与生物有关的人为或非人为因素对国家和区域社会、经济、人群健康及生态环境所产生的危害或潜在风险,以及对这些危害或风险进行防范与管理的战略性和综合性措施。相关生物因素包括自然界中天然的生物因子、转基因生物和现代生物技术。广义的生物安全涵盖了传染性疾病、生物武器和生物恐怖、食品安全、微生物实验室安全、现代生物技术安全,以及转基因生物生态安全的部分内容,以满足当前国家安全、人群健康、现代生物技术管理和生态环境压力应对等多个方面对生物安全的需求。
第二节环境生物安全的内容
一、环境生物安全的研究范畴
健康是促进人类全面发展的必然要求,是经济社会发展的基础条件。 1948年 WHO指出,健康不仅是没有疾病和不虚弱,而且是身体上、心理上和社会上的完好状态和完全安宁。联合国也将“良好健康与福祉”作为 17个可持续发展目标之一,明确提出“确保健康的生活方式,促进各年龄段所有人的福祉对可持续发展至关重要”。影响人类健康的因素有很多,包括生物、环境、个人遗传、卫生服务等,近年来持续暴发的传染病和疫情不断警示人类重新审视与环境的关系。生态环境是人类赖以生存与可持续发展的前提和基础,是人类及其周围各种自然因素的总和。良好的自然环境是人类健康与福祉的先决条件和基石,生态系统服务可为人类提供清洁空气、水源和食物。然而,随着人类活动的加剧,从森林破坏、高密度污染型农业实践到不安全的野生动物管理和消费,人类的不当活动、对自然的过度和不合理利用破坏了这些服务功能,增加了新发传染病的风险,昀终使得人类健康受到严重威胁。人类健康系统是一个包括人、其他生物和环境健康相互关联的概念,即人的卫生健康与动物、植物、真菌、细菌、病毒及气候环境都是相互关联的。这一关联性*先表现为生物与环境对人类卫生健康的影响,其次表现为人类活动加剧了疾病的传播。人类近年来的多种传染性疾病,如莱姆病、艾滋病、寨卡病毒病、疟疾、埃博拉病毒病、严重急性呼吸综合征(severe acute respiratory syndrome, SARS)等,都是人类与环境之间相互作用的结果。因此,构建人类卫生健康共同体的前提是正确认识和处理人类、生物、环境的平衡与共存关系,保障环境生物安全。
与生物安全研究内容类似,环境生物安全侧重环境生物带来的对人类健康、经济和生态环境的潜在风险和危害,以及相应的防控措施,相关生物因素包括自然界中天然的生物污染物、转基因生物和现代生物技术,但更聚焦环境方面的内容,包括人为和非人为因素导致的生物污染向环境的释放,人群通过多种环境介质(包括空气、土壤、水体及食品等)暴露于生物污染物的健康风险,以及对生物污染物的监测、减排和灭活等综合性管理措施。环境生物安全涵盖了人、其他生物、环境之间的相互联系与相互作用,因此,急需在“大健康”框架下深入认识自然与人类健康方方面面的各种联系,统筹管理人类健康、动物健康和生态环境健康,以应对生物多样性丧失、疾病风险和不良健康的共同驱动因素。
人类发展进程带来的生态退化、环境污染、气候变化,以及密切接触野生动物等行为,使得环境中动物、植物和微生物等的组成及其多样性发生剧烈变化,因此,环境是生物 -人群相互作用昀为强烈、昀为复杂的场所。从生态系统健康角度出发,对环境生物开展系统研究将有利于环境生物安全风险防控和治理体系建设,从而提前预防人群传染性疾病的暴发。围绕环境生物安全,其研究范畴可扩展为:①制定标准化的环境生物样本采集和分析流程,搭建生物安全实验操作平台,建立基于复杂样本前处理、遗传信息无偏差收集、集合新技术新方法分析手段、大数据处理与挖掘、高效智能甄别遗传信息的集成化技术方案;整合组学数据和大数据分析技术,构建环境生物遗传信息图谱和公共数据库。②围绕水 -土-气环境圈层,针对不同环境介质及环境生物污染,明确环境中生物污染的来源、分布规律、传播途径,探明不同环境介质生物污染的共性与个性特征及其对人为活动的响应。③从环境与人为活动相互作用的宏观层面解析微生物污染在环境空间和载体的复杂网络传输路径,明确传输节点生物污染的赋存、传输方向和传输通量,明确关键传输点和传输路径,揭示生物污染传输流动的机制。④识别环境病原生物的人群暴露途径,构建病原生物传播预警模型,评估生物污染健康风险,并提出防控对策,形成系统完备的“实验 -监测-大数据”的综合平台,为国家生物安全防控提供科技支撑。未来还应加强环境生物污染研究与疾病控制和临床队伍的合作,在早期监测、诊断、预防、控制、治疗全链条联合攻关,构建环境生物安全风险防控和治理体系。
二、环境生物污染的特点
与物理、化学污染不同,引发环境生物安全问题的生物污染具有以下鲜明的特点。
1. 环境生物污染来源复杂,影响因素多
生物污染来源复杂,可能来自环境本身存在的生物污染、转基因生物在环境中的释放、生物技术本身有缺陷及传染病传播。环境中存在的生物污染主要包括动物污染
(有害昆虫、寄生虫、原生动物、水生动物等)、植物污染(杂草是昀常见的污染植物,还有某些树和海藻等)、微生物污染(病毒、细菌、真菌等)、生物毒素及其他生物活性物质。随着人类活动加剧,环境污染也日趋加剧,未经处理的生活污水、医院污水、屠宰污水、工厂废水、未经无害化处理的垃圾和人畜粪便,排入水体或土壤,使得水、土环境中的虫卵、细菌和病原菌数量增加,威胁人体健康;同时,大气中的飘浮物和气溶胶等也可导致空气污浊,病菌、病毒大增,进而影响人体健康。在近年报道的新发和烈性传染性疾病中,多数为人兽共患病,已知有 200多种动物传染病和寄生虫病可以传染给人类,而家养动物与野生动物均可为人兽共患病病原生物提供宿主、媒介和生态环境。
随着分子生物学技术的不断发展,遗传工程技术广泛应用于环境生物体遗传物质的加工、敲除、屏蔽或外源基因导入,从而改变生
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