Más de la mitad de las enfermedades patógenas humanas conocidas pueden verse agravadas por el cambio climático

 

 

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Resumen

Está relativamente bien aceptado que el cambio climático puede afectar a las enfermedades patógenas humanas; sin embargo, el alcance total de este riesgo sigue estando mal cuantificado. Aquí llevamos a cabo una búsqueda sistemática de ejemplos empíricos sobre los impactos de diez peligros climáticos sensibles a las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) en cada enfermedad patógena humana conocida. Encontramos que el 58% (es decir, 218 de 375) de las enfermedades infecciosas que enfrenta la humanidad en todo el mundo se han visto agravadas en algún momento por los peligros climáticos; 16% fueron a veces disminuidos. Los casos empíricos revelaron 1.006 vías únicas en las que los peligros climáticos, a través de diferentes tipos de transmisión, condujeron a enfermedades patógenas. Las enfermedades patógenas humanas y las vías de transmisión agravadas por los peligros climáticos son demasiado numerosas para las adaptaciones sociales integrales,

Principal

La emisión continua de gases de efecto invernadero (GEI) está intensificando numerosos peligros climáticos del sistema climático de la Tierra, lo que a su vez puede exacerbar las enfermedades patógenas humanas 1 . La perturbación social provocada por enfermedades patógenas, como la pandemia de COVID-19 ha revelado claramente, ofrece vislumbres preocupantes de las posibles consecuencias de las crisis de salud que se avecinan provocadas por el cambio climático 2 , 3 , 4 , 5 , 6 . Si bien la conclusión de que el cambio climático puede afectar a las enfermedades patógenas está relativamente bien aceptada 2 , 3 , 4 , 5 , 6, el grado de vulnerabilidad humana a las enfermedades patógenas afectadas por el cambio climático aún no está completamente cuantificado. Por un lado, se reconoce cada vez más que la emisión de GEI tiene consecuencias sobre una multitud de peligros climáticos del sistema terrestre (por ejemplo, calentamiento, olas de calor, sequías, incendios forestales, precipitaciones extremas, inundaciones, aumento del nivel del mar, etc.; Fig. .1 ) 4 , 7 . _ Por otro lado, existe una amplia diversidad taxonómica de enfermedades patógenas humanas (por ejemplo, bacterias, virus, animales, plantas, hongos, protozoos, etc.) y tipos de transmisión (por ejemplo, transmitidas por vectores, por el aire, por contacto directo). y así sucesivamente; glosario en el cuadro de texto 1) que pueden verse afectados por esos peligros. La combinación de numerosos peligros climáticos por numerosos patógenos revela el gran número potencial de interacciones en las que los peligros climáticos podrían agravar las enfermedades patógenas humanas; con el conjunto de interacciones ‘viables’, o interacciones para las que existen datos empíricos, que aproximan el alcance total de la vulnerabilidad humana al cambio climático en relación con las enfermedades patógenas. Sin embargo, con pocas excepciones 2 , 8 , los estudios anteriores sobre el impacto de los peligros climáticos en las enfermedades patógenas humanas se han centrado comúnmente en grupos específicos de patógenos (por ejemplo, bacterias 9 , virus 10 ), peligros (por ejemplo, calentamiento 11 , precipitación 12 , inundaciones13 ) o tipos de transmisión (por ejemplo, vector- 14 , 15 , alimentos- 16 , transmitida por el agua 16 , 17 ). Esta falta de integración de la información disponible impide la cuantificación de la amenaza total que representa para la humanidad el cambio climático en relación con las enfermedades patógenas. En este artículo, intentamos llenar este vacío mediante la aplicación de un enfoque sistemático para examinar la literatura en busca del conjunto de interacciones en las que los peligros climáticos se han relacionado con enfermedades patógenas humanas.

Fig. 1: Amenazas climáticas del sistema terrestre afectado por la emisión continua de GEI.
Figura 1

Consideramos los siguientes diez peligros climáticos. Los GEI median el equilibrio entre la radiación solar entrante y la radiación infrarroja saliente; así, (1) su exceso en la atmósfera provoca el calentamiento. Combinado con una mayor capacidad del aire para retener agua, el calentamiento acelera la evaporación del agua del suelo, lo que lleva a (2) sequía en lugares que comúnmente son secos; exceso de sequía puede conducir a (3) olas de calor cuando cesa la transferencia de calor de la evaporación del agua. La sequía y las olas de calor propician las condiciones para (4) incendios forestales. En lugares húmedos, la rápida reposición de la evaporación fortalece (5) la precipitación, que es propensa a causar (6) inundaciones cuando la lluvia cae sobre lugares húmedos/suelos saturados. El calentamiento de los océanos aumenta la evaporación y la velocidad del viento, intensificando los aguaceros y la fuerza de (7) tormentas, cuyas marejadas pueden verse agravadas por (8) el aumento del nivel del mar, lo que a su vez puede agravar los impactos de las inundaciones. Absorción de CO2 en los océanos provoca la acidificación de los océanos, mientras que los cambios en la circulación oceánica y el calentamiento reducen la concentración de oxígeno en el agua de mar; estos cambios físico-químicos oceánicos combinados se denominan (9) cambio climático oceánico en este documento. Incluimos (10) cambios en la cobertura natural del suelo como una de las amenazas porque puede ser un emisor directo de GEI a través de la deforestación y la respiración, modificar la temperatura a través del albedo y la evapotranspiración y porque puede ser un modificador directo en la transmisión de enfermedades patógenas 59 , 84 . Esta cifra pretende ser una justificación de los peligros utilizados y no una gama completa de interacciones entre los GEI y los peligros y circuitos de retroalimentación entre los peligros.

Recuadro 1 Glosario

Peligro climático : un evento o tendencia relacionada con el clima o su impacto en los sistemas geofísicos (por ejemplo, inundaciones, sequías y aumento del nivel del mar) que está vinculado a las emisiones de GEI (parafraseado por brevedad del informe de síntesis AR5 del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático 7 ; Fig. . 1 ).

Enfermedad : cualquier trastorno de la estructura o función de cualquier órgano del cuerpo humano.

Patógeno: cualquier agente biológico, independientemente de su tamaño o taxa, capaz de causar una enfermedad.

Enfermedad patógena : cualquier trastorno de la estructura o función de cualquier órgano del cuerpo humano causado por un organismo (los métodos proporcionan detalles adicionales).

Transmission pathway: route by which one climatic hazard (for example, drought), via a transmission type (for example, waterborne), leads to the appearance of a pathogenic disease (for example, salmonellosis). Commonly, pathogenic disease emerged through alternative triggers (for example, floods, in the example above with salmonellosis) or transmission type (for example, direct contact). Each of such transmission pathways is referred as a ‘unique pathway’ in the paper. We report the number of unique pathways as they help to reveal the bulk of different adaptations required (for example, education campaigns or improved medical capacity in the pathways outlined above).

Enfermedades agravadas : se refiere a los casos en los que las amenazas climáticas provocaron o aumentaron la gravedad de una enfermedad. El término se usa solo para referirse a la naturaleza de la relación entre un peligro y una enfermedad, no a la fuerza de tal relación.

Enfermedades disminuidas : se refiere a los casos en los que un determinado peligro climático truncó o redujo la gravedad de una enfermedad; el término no pretende implicar ninguna fuerza de tal relación.

Estrategia de búsqueda y criterios de selección

Realizamos tres búsquedas bibliográficas complementarias (Fig. 2 ) para encontrar ejemplos de casos de enfermedades patógenas afectadas por amenazas climáticas. Para la primera búsqueda, realizamos consultas independientes para cada combinación de la palabra clave ‘enfermedad’ con cada uno de los diez peligros climáticos que se sabe que son sensibles a las emisiones de GEI (Fig. 1 ). Para la segunda búsqueda, realizamos consultas independientes de artículos científicos combinando cada nombre de enfermedad enumerado en dos bases de datos autorizadas de enfermedades infecciosas (Tabla complementaria 1) con cada una de las diez amenazas climáticas. Luego, creamos una tabla que enumera todas las enfermedades resultantes de las búsquedas uno y dos como filas y cada peligro climático como columnas; y posteriormente, llevamos a cabo búsquedas adicionales de combinaciones de enfermedades y peligros climáticos en las que las dos primeras búsquedas no arrojaron ningún ejemplo de caso. Para esta tercera búsqueda, utilizamos nombres alternativos de las enfermedades y patógenos. Todas las búsquedas se realizaron en Google Scholar. Analizamos más de 77 000 títulos en total en estas diferentes búsquedas. Para su inclusión, los documentos debían informar un peligro climático explícito (por ejemplo, olas de calor, inundaciones; Fig. 1 ) que afectaba a una enfermedad patógena explícita (por ejemplo, malaria, dengue; Cuadro complementario 1) en un lugar y/o tiempo implícito (Métodos). Un total de 830 referencias contenían ejemplos de casos de enfermedades afectadas por amenazas climáticas (Tabla complementaria 2 ).

Fig. 2: Estrategia de búsqueda de literatura.
Figura 2

Realizamos tres búsquedas bibliográficas complementarias sobre ejemplos de casos de enfermedades afectadas por amenazas climáticas. Busque 1 combinado como palabras clave ‘enfermedad’ por cada uno de los diez peligros climáticos analizados. La Búsqueda 2 combinó cada uno de los diez peligros climáticos analizados por cada nombre de enfermedad enumerados en dos bases de datos autorizadas de enfermedades infecciosas [es decir, GIDEON (Red Global de Enfermedades Infecciosas y Epidemiología) y CDC (Centro para el Control y la Prevención de Enfermedades)]. La Búsqueda 3 fue una confirmación de brecha de datos, y en ella buscamos todas las combinaciones (nombres de enfermedades por peligros climáticos) en las que las dos primeras búsquedas no arrojaron ningún ejemplo de caso, usando nombres alternativos de las enfermedades, patógenos y peligros. Para esta última búsqueda,

Mientras que las enfermedades patógenas se asocian comúnmente con microbios transmisibles (por ejemplo, bacterias y virus 18 ), aquí tomamos una definición más amplia de patógenos para asegurarnos de incluir agentes no microbianos y no transmisibles que causan enfermedades humanas (Métodos, también referencia 18 ). Por ejemplo, reducir el alcance a solo microbios habría excluido los alérgenos de plantas 19 y hongos 20 , que se ven agravados por el calentamiento, las inundaciones y las tormentas y se están convirtiendo en un problema de salud grave para los brotes no transmisibles de asma 19 , piel 21 y respiratorio 20 , 22enfermedad. Encontramos 40 enfermedades que no figuran en las listas autorizadas de enfermedades infecciosas (Tabla complementaria 1 y Fig. 3 ), destacando la cantidad de enfermedades causadas por agentes biológicos y afectadas por el cambio climático que se pasarían por alto al reducir el enfoque solo a los microbios (Métodos) .

Fig. 3: Enfermedades patógenas agravadas por amenazas climáticas.
figura 3

Aquí mostramos las vías en las que los peligros climáticos, a través de tipos de transmisión específicos, resultan en el agravamiento de enfermedades patógenas específicas. El grosor de las líneas es proporcional al número de enfermedades patógenas únicas. El gradiente de color indica la cantidad proporcional de enfermedades, los colores más oscuros representan cantidades más grandes y los colores más claros representan menos. Los números en cada nodo son indicativos de la cantidad de enfermedades patógenas únicas (advertencias en Información complementaria 1 ). Una visualización interactiva de las vías y los datos subyacentes están disponibles en https://camilo-mora.github.io/Diseases/ . Se abreviaron varios nombres de enfermedades para optimizar el uso del espacio en la figura; sus nombres extendidos se proporcionan en la Tabla complementaria 1. Créditos: nubes de palabras, WordArt.com; bacterias, Wikimedia Commons ( www.scientificanimations.com ); otras imágenes, istockphoto.

Resultados y discusión

Encontramos 3.213 ejemplos de casos empíricos en los que los peligros climáticos estaban implicados en enfermedades patógenas. Todos los ejemplos de casos empíricos estaban relacionados con 286 enfermedades patógenas únicas (Tabla complementaria 1 ), de las cuales 277 se agravaron (glosario en el Cuadro de texto 1 ) por al menos un peligro climático (Fig. 3 ). Aunque 63 enfermedades fueron disminuidas (glosario en el cuadro de texto 1 ) por algunos peligros climáticos, 54 de ellas en ocasiones también se vieron agravadas por otros peligros climáticos; solo nueve enfermedades patógenas fueron disminuidas exclusivamente por los peligros climáticos (Fig. 4a y Tabla complementaria 1). A continuación, reportamos enfermedades que fueron agravadas por amenazas climáticas, a menos que se indique lo contrario. La compilación de enfermedades patógenas agravadas por los peligros climáticos representa el 58 % de todas las enfermedades infecciosas que se informó que afectaron a la humanidad en todo el mundo (es decir, de una lista autorizada de 375 enfermedades infecciosas documentadas que afectaron a la humanidad (Métodos), se encontró que 218 se agravaron por peligros climáticos, Fig. 4b y Tabla Suplementaria 1 ). Encontramos 1,006 vías únicas en las que las amenazas climáticas, a través de diferentes tipos de transmisión, resultaron en casos de enfermedades patógenas (una visualización interactiva de las enfermedades está disponible en https://camilo-mora.github.io/Diseases/). Calentamiento (160 enfermedades únicas), precipitación (122), inundaciones (121), sequía (81), tormentas (71), cambio de la cubierta terrestre (61), cambio climático oceánico (43), incendios (21), olas de calor (20) y el nivel del mar (10) influyeron en enfermedades provocadas por virus (76), bacterias (69), animales (45), hongos (24), protozoos (23), plantas (12) y cromistas (9). Las enfermedades patógenas se transmitieron principalmente por vectores (103 enfermedades únicas), aunque también se encontraron ejemplos de casos de vías de transmisión por vía hídrica (78), aérea (60), contacto directo (56) y alimentaria (50 enfermedades únicas) (Fig. 3 ) . Entre todos los ejemplos de casos de enfermedades patógenas impactadas negativamente por los peligros climáticos, había 19 nombres generales de enfermedades (por ejemplo, infecciones gastrointestinales) que carecían de información sobre el patógeno causal (Fig.3 y Tabla Suplementaria 1 ); para 116 enfermedades, no se proporcionó información sobre la vía de transmisión (advertencias en Información complementaria 1 ).

Fig. 4: Enfermedades afectadas por amenazas climáticas.
Figura 4

a , Discriminación de las enfermedades patógenas entre aquellas agravadas y disminuidas por las amenazas climáticas. b , Conjunto de enfermedades agravadas por peligros climáticos en comparación con todas las enfermedades ‘infecciosas’ reportadas que se sabe que han afectado a la humanidad (es decir, una compilación autorizada de enfermedades que se sabe que han afectado a la humanidad en la historia reciente por GIDEON y CDC; Métodos).

Enfermedades patógenas afectadas por amenazas climáticas

Si bien numerosos factores biológicos, ecológicos, ambientales y sociales contribuyen a la aparición exitosa de una enfermedad patógena humana 23, en el nivel más básico, depende de que un patógeno y una persona entren en contacto, y la medida en que la resistencia de las personas disminuya, o el patógeno se fortalezca, por un peligro climático. Esbozamos ejemplos de casos empíricos para revelar cómo las amenazas climáticas pueden afectar estos aspectos en la aparición de enfermedades patógenas. Los ejemplos de casos se agruparon bajo subtítulos dados con el fin de presentar mejor nuestros resultados y no como un intento de delinear un modelo contextual sobre la aparición de enfermedades. Advertimos que, si bien los casos empíricos indican un efecto de los peligros climáticos en la aparición de enfermedades patógenas, su contribución relativa no se cuantificó en este estudio (advertencias en Información complementaria 1). La lista completa de casos, vías de transmisión y documentos asociados se puede explorar en detalle en https://camilo-mora.github.io/Diseases/ . En este sitio web, los usuarios pueden navegar por un gráfico interactivo de Sankey que muestra cómo los riesgos climáticos conducen a enfermedades patógenas a través de modos de transmisión determinados y hacer clic en cualquier enfermedad nombrada en este documento para ver el ejemplo del caso, la cita y una copia del documento. A efectos de transparencia, la herramienta web y los antecedentes son públicos. También proporcionamos un suplemento que enumera los documentos de los que se obtuvieron ejemplos de casos (Tabla complementaria 2 ).

Amenazas climáticas que acercan los patógenos a las personas

Los cambios en el rango geográfico de las especies son uno de los indicadores ecológicos más comunes del cambio climático 24 . El calentamiento 25 y los cambios en las precipitaciones 25 , por ejemplo, se asociaron con la expansión del rango de vectores como mosquitos 25 , garrapatas 26 , pulgas 27 , aves 28 y varios mamíferos 29 implicados en brotes de virus 25 , bacterias 25 , animales 25 y protozoos 25 , incluyendo dengue 25 , chikungunya 25 , peste 29 , enfermedad de Lyme 25, virus del Nilo Occidental 28 , Zika 25 , tripanosomiasis 30 , equinococosis 31 y malaria 25 por nombrar algunos. También se observaron expansiones impulsadas por el clima en los sistemas acuáticos, incluidos casos de especies de Vibrio (por ejemplo, cólera 32 ), anisakiasis 33 y envenenamiento por medusas 34 . El calentamiento en latitudes más altas permitió que los vectores y patógenos sobrevivieran al invierno, lo que agravó los brotes de varios virus (por ejemplo, Zika, dengue) 35. Las alteraciones del hábitat causadas por el calentamiento, la sequía, las olas de calor, los incendios forestales, las tormentas, las inundaciones y el cambio de la cubierta terrestre también se asociaron con el acercamiento de los patógenos a las personas. Los efectos secundarios de los virus (por ejemplo, el virus Nipah 36 y el Ébola 37 ), por ejemplo, se asociaron con la vida silvestre (por ejemplo, murciélagos 38 , roedores 39 y primates 38 ) que se desplazan por áreas más grandes en busca de recursos alimentarios limitados causados ​​por la sequía o que encuentran nuevos hábitats después de los incendios forestales. Asimismo, la reducción de la capa de nieve provocada por el calentamiento obligó a los campañoles a buscar refugio en viviendas humanas, lo que provocó brotes de hantavirus 40. La sequía también provocó la congregación de mosquitos y pájaros alrededor de las fuentes de agua restantes, lo que facilitó la transmisión del virus del Nilo Occidental 41 . Las inundaciones y tormentas se asociaron comúnmente con el desbordamiento de aguas residuales, lo que condujo a la transmisión directa y a través de los alimentos de norovirus 16 , hantavirus 42 , hepatitis 43 y Cryptosporidium 44 . El calentamiento también se relacionó con el derretimiento del hielo y el derretimiento del permafrost, lo que expuso patógenos que alguna vez estuvieron congelados 45 . Por ejemplo, los análisis genéticos de un brote de ántrax en el círculo polar ártico sugieren que la cepa bacteriana pudo haber sido antigua y surgió de un cadáver de animal desenterrado cuando el suelo congelado se descongeló .. La aparición exitosa de patógenos congelados en el tiempo podría considerarse como una ‘caja de Pandora’, dada la cantidad potencialmente grande de patógenos acumulados con el tiempo y la medida en que estos patógenos pueden ser nuevos para las personas 45 .

Amenazas climáticas que acercan a las personas a los patógenos

Los peligros climáticos también facilitaron el contacto entre las personas y los patógenos al acercar a las personas a los patógenos. Las olas de calor, por ejemplo, al aumentar las actividades recreativas relacionadas con el agua, se han asociado con el aumento de casos de varias enfermedades transmitidas por el agua, como las infecciones asociadas con Vibrio 47 , la meningoencefalitis amebiana primaria 48 y la gastroenteritis 49 . Tormentas, inundaciones y aumento del nivel del mar provocaron desplazamientos humanos implicados en casos de leptospirosis 50 , criptosporidiosis 51 , fiebre de Lassa 52 , giardiasis 53 , gastroenteritis 54 , legionelosis 53 , cólera 55, salmonelosis 56 , shigellosis 56 , neumonía 57 , tifoidea 58 , hepatitis 58 , enfermedad respiratoria 50 y enfermedades de la piel 50 entre otras. Los cambios en el uso de la tierra facilitaron la invasión humana en áreas silvestres y crearon nuevos ecotonos que acercaron a las personas a los vectores y patógenos 59 , lo que provocó numerosos brotes de enfermedades como el ébola 60 , el tifus de los matorrales 61 , el tifus por garrapatas de Queensland 61 , la enfermedad de Lyme 62 , la malaria 63y así. La sequía y las fuertes precipitaciones intervinieron en el traslado del ganado a áreas adecuadas, lo que a su vez condujo a la exposición a patógenos y brotes de enfermedades (por ejemplo, ántrax 64 , fiebre hemorrágica 29 ). También se observó que los cambios en la precipitación y la temperatura afectan las reuniones sociales humanas y la transmisibilidad de virus como la influenza 65 y el COVID-19 66 . Kappor et al 66 . sugirió que las fuertes lluvias podrían inducir exógenamente el aislamiento social, lo que ayudaría a explicar los casos más bajos de COVID-19 después de fuertes lluvias; sin embargo, el aumento de casos de COVID-19 se asoció con aumentos en las precipitaciones en Indonesia 67, tal vez reflejando diferentes respuestas de comportamiento a la lluvia extrema. Las temperaturas más altas se han asociado con un aumento de los casos de COVID-19 en algunos casos 67 y, aunque no se describió un mecanismo, es posible que el calor extremo obligue a las personas a permanecer en el interior, lo que puede aumentar el riesgo de transmisión del virus, especialmente cuando se combina con una temperatura deficiente o reducida. ventilación; en un mecanismo relacionado, el aumento de la transmisión de coronavirus durante los períodos fríos puede estar relacionado con el aumento de las reuniones sociales, entre otros factores 68 .

Patógenos reforzados por amenazas climáticas

Además de facilitar los contactos entre las personas y los patógenos, los peligros climáticos también mejoraron aspectos específicos de los patógenos, incluida la mejora de la idoneidad del clima para la reproducción, la aceleración del ciclo de vida, el aumento de las temporadas/duración de la exposición probable, la mejora de las interacciones entre patógenos y vectores (por ejemplo, al acortar incubaciones) y aumento de la virulencia. El calentamiento, por ejemplo, tuvo efectos positivos en el desarrollo de la población de mosquitos, la supervivencia, las tasas de picaduras y la replicación viral, aumentando la eficiencia de transmisión del virus del Nilo Occidental 69 . El calentamiento de los océanos aceleró el crecimiento de floraciones de algas nocivas y enfermedades causadas por Pseudonitzschia sp 70 ., cianobacterias azul-verdes 70 y dinoflagelados 70. El calentamiento de los océanos y las fuertes precipitaciones, que reducen la salinidad de las aguas costeras, parecen brindar condiciones fértiles para Vibrio vulnificus 32 y Vibrio cholerae 71 , siendo esta una de las principales explicaciones de los brotes de vibriosis en áreas donde esta enfermedad es rara 72 . En otros casos, el calentamiento y las precipitaciones intensas aumentaron los recursos alimentarios y de hábitat, lo que provocó aumentos repentinos en las poblaciones de roedores asociados a casos de peste 73 y hantavirus 74 . Las tormentas, las fuertes lluvias y las inundaciones crearon agua estancada, aumentando los criaderos y los criaderos de mosquitos y la variedad de patógenos que transmiten (por ejemplo, leishmaniasis 75 , malaria 75, fiebre del Valle del Rift 73 , fiebre amarilla 15 , encefalitis de San Luis 54 , dengue 75 y fiebre del Nilo Occidental 76 ). Los peligros climáticos también estuvieron implicados en la creciente capacidad de los patógenos para causar enfermedades más graves (es decir, virulencia). El calor, por ejemplo, se relacionó con la expresión génica regulada al alza de proteínas que afectan a la transmisión, la adhesión, la penetración, la supervivencia y la lesión del huésped por parte de Vibrio spp 77 , 78 . Las olas de calor también se sugirieron como una presión selectiva natural hacia los virus ‘resistentes al calor’, cuyo contagio a las poblaciones humanas da como resultado una mayor virulencia, ya que los virus pueden hacer frente mejor a la principal defensa del cuerpo humano (es decir, la fiebre)79 , 80 . La escasez de alimentos debido a la sequía estuvo implicada en la reducción de las defensas autoinmunes de los murciélagos, lo que aumentó la eliminación del virus, lo que favoreció los brotes por el virus Hendra 81 , 82 .

Personas afectadas por amenazas climáticas

Los peligros climáticos también han disminuido la capacidad humana para hacer frente a los patógenos al alterar la condición corporal; añadir estrés por la exposición a condiciones peligrosas; obligar a las personas a vivir en condiciones inseguras; dañando la infraestructura, forzando la exposición a patógenos y/o reduciendo el acceso a la atención médica. La desnutrición y la condición corporal, por ejemplo, afectan la inmunocompetencia frente a la enfermedad 83 . Como tal, los amplios efectos de los peligros climáticos en el suministro de alimentos terrestres 84 y marinos 85 4 , 86 , y la concentración reducida de nutrientes en los cultivos en condiciones de alto CO 87 , pueden causar directamente la desnutrición humana, lo que ayuda a explicar el mayor riesgo de desnutrición alimentaria. poblaciones desfavorecidas a brotes de enfermedades (por ejemplo,Cryptosporidium 88 , sarampión 89 y cólera 90 ). También se encontraron casos de reducción de la resistencia a diversas enfermedades en relación con la rápida variabilidad climática que se sabe que se ve agravada por las emisiones de GEI 65 . Por ejemplo, la incapacidad del sistema inmunitario humano para adaptarse a los grandes cambios de temperatura se sugirió como un mecanismo probable para explicar los brotes de gripe 65 . Asimismo, el estrés, a través de cambios en el cortisol y la regulación a la baja de la respuesta inflamatoria, puede reducir la capacidad del cuerpo para hacer frente a las enfermedades 91 . Exposición a condiciones que ponen en peligro la vida, como inundaciones y huracanes, condiciones externas durante las olas de calor y depresión por la pérdida de medios de subsistencia debido a la sequía 4son algunos ejemplos en los que los peligros climáticos inducen al estrés y las variaciones de cortisol y un mecanismo probable por el cual los peligros climáticos reducen la capacidad del cuerpo para hacer frente a los patógenos. Los peligros climáticos también obligaron a las personas a vivir en situaciones inseguras que facilitaron el riesgo de brotes de enfermedades. En algunos casos, la sequía, al reducir la disponibilidad de agua, obligó al uso de agua potable insalubre, provocando brotes de diarrea, cólera y disentería 92 . La reducción de los recursos hídricos también condujo a un saneamiento deficiente responsable de casos de tracoma 42 , clamidia 42 , cólera 93 , conjuntivitis 42 , Cryptosporidium 26 , enfermedades diarreicas 42 , disentería94 , Escherichia coli 93 , Giardia 95 , Salmonella 93 , sarna 42 y fiebre tifoidea 94 . Los peligros climáticos también afectaron el riesgo de enfermedades al dañar la infraestructura crítica. Por ejemplo, las inundaciones, lluvias torrenciales y tormentas se relacionaron con daños en los sistemas de alcantarillado y agua potable interrumpida involucrada en brotes de cólera 96 ​​, diarrea 96 , hepatitis A 96 , hepatitis E 96 , leptospirosis 96 , acanthamoebiasis 96 , criptosporidiosis 96 , ciclosporiasis 96 , giardiasis 96, rotavirus 96 , shigellosis 96 y fiebre tifoidea 96 . Al reducir el acceso a la salud médica, los suministros básicos o reducir los ingresos, estos peligros se asociaron con brotes de gonorrea 97 y otras enfermedades venéreas 98 .

Enfermedades disminuidas por los peligros climáticos

Mientras que se encontró que la gran mayoría de las enfermedades se veían agravadas por los peligros climáticos, se encontró que algunas disminuían (63 de 286 enfermedades; Fig. 4a ). El calentamiento, por ejemplo, parece haber reducido la propagación de enfermedades virales probablemente relacionadas con condiciones inadecuadas para el virus o debido a un sistema inmunitario más fuerte en condiciones más cálidas (por ejemplo, influenza 65 , SARS 99 , COVID-19 100 , rotaviral y noroviral enteritis 101). Sin embargo, también encontramos que la mayoría de las enfermedades que se vieron disminuidas por al menos un peligro a veces se vieron agravadas por otro y, a veces, incluso por el mismo peligro. Por ejemplo, en algunos casos, las inundaciones redujeron las infecciones por esquistosomiasis, lo que limitó la idoneidad del hábitat del caracol huésped 102 . Sin embargo, en otros casos, las inundaciones aumentaron la exposición humana y ampliaron la dispersión del huésped 103 . Las sequías también redujeron la prevalencia de malaria y chikungunya a través de la reducción de los criaderos 104 , pero en otros, la sequía provocó un aumento de la densidad de mosquitos en charcos de agua reducidos 74 , 105 .

Observaciones finales

La angustia global causada por la aparición de COVID-19 reveló claramente la considerable vulnerabilidad humana a las enfermedades patógenas. Tales tipos de enfermedades tienen la capacidad no solo de causar enfermedad y muerte en un gran número de personas, sino que también pueden desencadenar consecuencias socioeconómicas más amplias (por ejemplo, los costos financieros acumulativos de la pandemia de COVID-19 podrían ascender a US $ 16 billones para los Estados Unidos solo 106 ). Cabe señalar que este no fue un hecho aislado; la carga de enfermedades como el virus de inmunodeficiencia humana, Zika, malaria, dengue, chikungunya, influenza, Ébola, MERS y SARS causan millones de muertes cada año 107y una cantidad inexplicable de sufrimiento humano. Como se demuestra en esta revisión, 277 enfermedades patógenas humanas pueden verse agravadas por la amplia gama de peligros climáticos desencadenados por nuestra emisión continua de GEI e incluyen el 58% de todas las enfermedades infecciosas que se sabe que han afectado a la humanidad en la historia registrada. Además, encontramos más de 1000 vías diferentes en las que la variedad de peligros climáticos, a través de diferentes tipos de transmisión, dio lugar a brotes de enfermedades por una diversidad taxonómica de patógenos. La gran cantidad de enfermedades patógenas y vías de transmisión agravadas por los peligros climáticos revela la magnitud de la amenaza para la salud humana que plantea el cambio climático y la necesidad urgente de tomar medidas agresivas para mitigar las emisiones de GEI.

Métodos

Enfermedades analizadas

Para proporcionar una evaluación integral de las enfermedades, definimos ‘enfermedades patógenas’ en términos generales como cualquier trastorno de la estructura o función en cualquier órgano del cuerpo humano causado por un organismo, independientemente de su tamaño o taxones. Usamos ‘patógeno’ en la definición más amplia del término (es decir, del griego pathos , que significa ‘sufrimiento’ e implica enfermedad, y gen , que significa ‘productor de’. Patógeno: productor de una enfermedad 18 ). Cunliffe 18 revisó el origen y las raíces del término ‘patógeno’ y concluyó que técnicamente el término ‘patógeno’ se refiere a cualquier agente, independientemente de su naturaleza, que causa una enfermedad; pero este significado original a menudo se ‘distorsiona’ para referirse solo a microorganismos (por ejemplo, virus y bacterias) 18; ese no fue el caso en este estudio. Aquí adoptamos la definición original de patógeno como cualquier organismo que puede dañar el cuerpo humano (evitamos el uso del término enfermedad ‘infecciosa’ porque tal definición comúnmente implica microorganismos). Esto se hizo para garantizar que incluyéramos agentes no microbianos y no transmisibles que son causantes de enfermedades humanas. Por ejemplo, reducir el alcance a solo microbios podría haber llevado a la exclusión de alérgenos de plantas y hongos, que se ven agravados por el calentamiento, las inundaciones y las tormentas y que se están convirtiendo en un problema de salud grave para los brotes no transmisibles de asma y alergias cutáneas y respiratorias. . Estos alérgenos incluyen no solo el polen y las esporas, sino también los gases. Por ejemplo, bajo temperaturas crecientes, ciertas especies de árboles pueden aumentar la producción de isoprenos biogénicos,22 , lo que a su vez puede agravar las alergias respiratorias. También encontramos numerosos informes de daños causados ​​por animales, como un aumento de los envenenamientos por serpientes 75 e insectos 108 después de inundaciones 75 , sequías 109 y olas de calor 108 , ya que estas perturbaciones pueden reducir, expandir o cambiar los hábitats adecuados, obligando a estos animales a tener un contacto más cercano con las personas. . Estos casos se incluyeron en nuestra revisión en aras de la exhaustividad. Encontramos 40 enfermedades que no figuran en la base de datos de enfermedades infecciosas de la Red Global de Enfermedades Infecciosas y Epidemiología (GIDEON) o de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) de EE. UU. (Tabla complementaria 1), destacando la cantidad de enfermedades causadas por agentes biológicos y afectadas por el cambio climático que se pasarían por alto al reducir el enfoque a los microbios únicamente.

Busqueda de literatura

Ninguna búsqueda única de la literatura probablemente arrojaría la gama completa de casos en los que los peligros climáticos han afectado a las enfermedades patógenas. Por ejemplo, los autores podrían nombrar las enfermedades por sus (i) nombres genéricos o (ii) los nombres de los patógenos y, por lo tanto, el uso de un nombre u otro podría conducir a una evaluación sesgada de la literatura. Para garantizar una evaluación integral de la literatura científica, llevamos a cabo un mapeo sistemático de la literatura. Específicamente, llevamos a cabo tres búsquedas sistemáticas diferentes para capturar la multitud de formas en que las enfermedades pueden haber sido utilizadas/nombradas en artículos científicos (Fig. 2). Comenzamos con una búsqueda general combinando como palabras clave ‘enfermedad’ por cada una de las diez amenazas climáticas analizadas. Revisamos las primeras 200 referencias de cada búsqueda (es decir, 200 referencias × 10 pares de búsquedas de palabras clave = 2000 referencias). Luego, llevamos a cabo una segunda búsqueda más específica combinando como palabras clave cada nombre de enfermedad de una lista autorizada de nombres de enfermedades por cada uno de los diez peligros climáticos analizados. La lista de nombres de enfermedades se obtuvo de GIDEON y los CDC, que combinados tienen 375 nombres de enfermedades. Revisamos las primeras 20 referencias de cada búsqueda (es decir, 375 enfermedades × 10 peligros × 20 referencias = 75 000 referencias). En la tercera búsqueda bibliográfica, utilizamos nombres alternativos de enfermedades y patógenos para los casos en los que no se recopilaron datos en la primera y segunda búsqueda; también usamos ‘huracanes’ y ‘tifones’ como nombres alternativos para las tormentas. En esta tercera búsqueda, para cada celda en nuestra matriz de peligros por enfermedades para las que no pudimos encontrar ejemplos de casos, usamos todos los nombres alternativos para las enfermedades y nombres de especies de los patógenos que causan la enfermedad como se enumeran en GIDEON y CDC. bases de datos En términos prácticos, esta tercera búsqueda aseguró que las brechas de datos fueran reales y no relacionadas con una limitación con el uso de palabras clave. Para esta tercera búsqueda que verifica las lagunas de datos, revisamos las primeras 200 referencias devueltas o hasta que se encontró un ejemplo de caso, lo que ocurriera primero (advertencias en Información complementaria usamos todos los nombres alternativos para las enfermedades y los nombres de las especies de los patógenos que causan la enfermedad que figuran en las bases de datos GIDEON y CDC. En términos prácticos, esta tercera búsqueda aseguró que las brechas de datos fueran reales y no relacionadas con una limitación con el uso de palabras clave. Para esta tercera búsqueda que verifica las lagunas de datos, revisamos las primeras 200 referencias devueltas o hasta que se encontró un ejemplo de caso, lo que ocurriera primero (advertencias en Información complementaria usamos todos los nombres alternativos para las enfermedades y los nombres de las especies de los patógenos que causan la enfermedad que figuran en las bases de datos GIDEON y CDC. En términos prácticos, esta tercera búsqueda aseguró que las brechas de datos fueran reales y no relacionadas con una limitación con el uso de palabras clave. Para esta tercera búsqueda que verifica las lagunas de datos, revisamos las primeras 200 referencias devueltas o hasta que se encontró un ejemplo de caso, lo que ocurriera primero (advertencias en Información complementaria1 ). Todas las búsquedas se realizaron en Google Scholar entre enero de 2020 y mayo de 2020. Las búsquedas no se filtraron por fecha de publicación de los artículos; sin embargo, más del 90 % de los artículos con ejemplos de casos se publicaron después de 2000 (Tabla complementaria 2). Analizamos más de 77 000 títulos en total en estas diferentes búsquedas. Para su inclusión, los documentos debían informar ejemplos de casos de enfermedades afectadas por amenazas climáticas. Nuestra definición de un ejemplo de caso fue cualquier extracto de un artículo científico en el que se afirmó que un peligro climático explícito afectaba a una enfermedad explícita en un lugar y tiempo implícitos. El propósito de estos criterios era garantizar que recolectáramos ejemplos con evidencia rastreable. Por ejemplo, no se incluyó una afirmación como ‘el calentamiento podría afectar la propagación de la malaria’ ya que carece de evidencia sobre el lugar y la hora de dónde y cuándo ocurrió el incidente. A su vez, se incluyó una afirmación como ‘los veranos más cálidos de lo normal han resultado en un aumento de los casos de malaria en Kenia’, ya que esta afirmación proporciona evidencia rastreable de que un peligro climático explícito (es decir, calentamiento) impactó una enfermedad humana explícita (es decir, la malaria) en un lugar determinado (es decir, Kenia). Excluimos los artículos basados ​​en opiniones que afirmaban que existía una relación entre una enfermedad y un peligro, pero no incluían un ejemplo de caso. Por ejemplo, no se incluyó un artículo que afirmaba que ‘la malaria se ve muy afectada por las precipitaciones’; si bien puede ser cierto, no proporciona ejemplos de casos de dónde y cuándo está la evidencia. Seleccionamos solo artículos empíricos basados ​​en evidencia (advertencias en Información complementaria no proporciona ejemplos de casos de dónde y cuándo se encuentran las pruebas. Seleccionamos solo artículos empíricos basados ​​en evidencia (advertencias en Información complementaria no proporciona ejemplos de casos de dónde y cuándo se encuentran las pruebas. Seleccionamos solo artículos empíricos basados ​​en evidencia (advertencias en Información complementaria1 ). La búsqueda de artículos relevantes fue realizada una sola vez y de forma manual por 11 personas, incluidos profesores, becarios posdoctorales, estudiantes de posgrado y un estudiante de pregrado. A los participantes se les asignó por igual y de forma aleatoria la lista de palabras clave a utilizar en Google Scholar. Según la búsqueda (Fig. 2), cada usuario escudriñó un número determinado de títulos y resúmenes devueltos, y cualquier referencia considerada relevante de tener datos empíricos se agregó a una base de datos web de referencias relevantes. La base de datos de referencias relevantes se mantuvo en línea para evitar ingresar referencias duplicadas, que pueden aparecer durante búsquedas de palabras clave alternativas. Se recopiló un total de 3.200 referencias relevantes. Se aseguraron formatos de documentos portátiles (PDF) para cada referencia relevante. Los trabajos con PDF se asignaron aleatoriamente a cada participante, quien se encargó de leer el trabajo entregado e ingresar en una base de datos en línea en caso de datos empíricos y/o si el trabajo carecía de ellos. Una vez que se leyeron todos los archivos PDF y se recopilaron los datos empíricos, al menos un participante alternativo leyó cada entrada de forma independiente para garantizar que la entrada cumpliera con los criterios implementados (es decir, cada entrada fue leída por al menos dos personas, la persona que ingresó y un participante adicional). Los artículos provenían principalmente de revistas revisadas por pares y libros científicos; un total de 830 referencias contenían ejemplos de casos de enfermedades afectadas por amenazas climáticas (la lista completa de referencias utilizadas se muestra en la Tabla complementaria2 ). No todos los artículos informaron cómo se transmitieron determinados patógenos, pero cuando se proporcionó dicha información, también la recopilamos. Seguimos la lista de verificación para los protocolos de revisión sistemática sugerida en Elementos de informe preferidos para los protocolos de revisión sistemática y metanálisis (PRISMA-P) (Tabla complementaria 3 ).

La lista de enfermedades utilizadas como criterio de búsqueda provino de la base de datos GIDEON ( www.gideononline.com ), que complementamos con el Sistema Nacional de Vigilancia de Enfermedades Notificables de los CDC ( https://www.cdc.gov/nndss/ ). Las dos bases de datos tienen 375 nombres de enfermedades combinados (Tabla complementaria 1). GIDEON afirma ser una compilación de casos de enfermedades infecciosas que se remontan al año 1348 d. C., aunque afirma ser particularmente precisa de los casos de enfermedades infecciosas informados en todo el mundo después de 1920. GIDEON se desarrolló en consulta con la Organización Mundial de la Salud y ha estado en funcionamiento durante 25 años. recopilar casos de enfermedades humanas a través de búsquedas dedicadas en una amplia gama de fuentes de datos públicas y gubernamentales. Los ejemplos de casos de enfermedades afectadas por peligros climáticos se almacenaron en una base de datos en línea, que incluía los extractos copiados directamente del documento, el peligro dado, el tipo de transmisión y la enfermedad. Creamos una página web interactiva que permite a cualquier persona visualizar las numerosas vías de transmisión y los datos subyacentes ( https://camilo-mora.github.io/Diseases/ ).

Para cuantificar la fracción de enfermedades humanas infecciosas agravadas por el cambio climático, emparejamos la lista de enfermedades patógenas agravadas por los peligros climáticos con la lista autorizada de enfermedades infecciosas compilada en las bases de datos GIDEON y CDC. En la mayoría de los casos, las enfermedades podrían emparejarse mediante una coincidencia directa en el nombre de la enfermedad; pero en otros casos, emparejamos enfermedades usando sinónimos de enfermedades y/o el nombre científico del patógeno (el emparejamiento resultante de enfermedades agravadas por el clima con las bases de datos GIDEON y CDC se proporciona en la Tabla complementaria 1). En este documento, informamos de manera conservadora el porcentaje de enfermedades agravadas por el cambio climático (58 %) en función de la coincidencia de especies directas y/o patógenas únicamente. Cuando se realizaron coincidencias para incluir el nombre del género del patógeno, se encontró que el cambio climático agravaba el 74 % de las enfermedades en las bases de datos GIDEON y CDC (Tabla complementaria 1 ). Esto indica que las cifras que informamos probablemente subestiman el impacto total de los peligros climáticos en las enfermedades patógenas.

Disponibilidad de datos

Todos los datos recopilados como parte de la búsqueda bibliográfica están disponibles públicamente en: https://github.com/Camilo-Mora/Diseases . La lista de enfermedades afectadas por los peligros climáticos se proporciona en la Tabla complementaria 1 . La lista de referencias con casos empíricos se proporciona en la Tabla complementaria 2 .

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Agradecimientos

Agradecemos a M. Kantar por su ayuda en la búsqueda bibliográfica inicial. También estamos muy agradecidos con las bases de datos GIDEON y CDC por su extenso trabajo recopilando casos de enfermedades. El documento se desarrolló como parte del curso de posgrado sobre «Métodos para análisis a gran escala» en el Departamento de Geografía de la Universidad de Hawai’i en Manoa.

Información del autor

Autores y Afiliaciones

Contribuciones

Todos los autores concibieron el artículo. CM, TM, IMG, JMD, HvH, TAK, ROS, CZS, KMW y ECF realizaron las búsquedas bibliográficas y la lectura de artículos. CM y TM analizaron los datos. CM, TM e IMG hicieron las figuras. CM escribió el primer borrador del documento; todos los autores ayudaron a revisar la versión final del artículo y fueron responsables de la decisión de enviar el artículo. Todos los autores han verificado los datos y confirman tener pleno acceso a todos los datos del estudio y aceptan la responsabilidad de esta publicación.

Autor correspondiente

Correspondencia a Camilo Mora .

Declaraciones de ética

Conflicto de intereses

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

revisión por pares

Información de revisión por pares

Nature Climate Change agradece a Sotiris Vardoulakis y a los otros revisores anónimos por su contribución a la revisión por pares de este trabajo.

Información Adicional

Nota del editor Springer Nature se mantiene neutral con respecto a los reclamos jurisdiccionales en mapas publicados y afiliaciones institucionales.

Información suplementaria

Información suplementaria

Suplemento 1.

Cuadros complementarios S1 a S3

En este archivo se combinaron tres libros de trabajo para las tablas S1, S2 y S3.

Para acceder al original, cliquear aquí

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