Database and Conclusions

Database. In der ergänzenden Tabelle S1 sind 10 Merkmale für jede der 25 wichtigen „gemäßigten“ (15) und „tropischen“ (10) Krankheiten aufgeführt (Einzelheiten zu dieser Unterscheidung finden Sie in der ergänzenden Tabelle S3). Unser Ziel war es, genau definierte Krankheiten auszuwählen, die die höchste Mortalität und/oder Morbidität und damit die höchste historische und evolutionäre Bedeutung haben (siehe ergänzende Anmerkung S1 für Details unserer Auswahlkriterien)., Von den 25 Krankheiten haben wir 17 ausgewählt,weil sie von Lopez et al. (2005) als die schwersten Belastungen der Welt heute auferlegen (sie haben die höchsten behinderungsbereinigten Lebensjahre (DALY) Scores). Von den 17 Krankheiten sind 8 gemäßigt (Hepatitis B, Influenza A, Masern, Pertussis, Rotavirus A, Syphilis, Tetanus und Tuberkulose) und 9 tropisch (erworbenes Immunmangelsyndrom (AIDS), Chagas-Krankheit, Cholera, hämorrhagisches Dengue-Fieber, ost-und westafrikanisches Schlafkrankheiten, Falciparum und Vivax-Malarias und viszerale Leishmaniose).,

Wir haben acht andere ausgewählt (gemäßigte Diphtherie, Mumps, Pest, Röteln, Pocken, Typhus und Typhus sowie tropisches Gelbfieber), weil sie in der Vergangenheit schwere Lasten auferlegt haben, obwohl moderne Medizin und öffentliche Gesundheit sie entweder ausgerottet haben (Pocken) oder ihre Belastung reduziert haben. Mit Ausnahme von AIDS, Dengue-Fieber und Cholera, die sich in der Neuzeit ausgebreitet und globale Auswirkungen erlangt haben, sind die meisten dieser 25 Krankheiten seit mehr als zwei Jahrhunderten wichtig.

Sind unsere Schlussfolgerungen robust gegenüber Variationen dieser Auswahlkriterien?, Für etwa ein Dutzend Krankheiten mit den höchsten modernen oder historischen Belastungen (zum Beispiel AIDS, Malaria, Pest, Pocken) kann es wenig Zweifel geben, dass sie einbezogen werden müssen, aber man könnte einige der nächsten Entscheidungen diskutieren. Daher haben wir drei alternative Sätze von Krankheiten erstellt, die eine erste Liste von 16 unbestreitbaren Hauptkrankheiten teilen, sich aber in den nächsten Entscheidungen unterscheiden, und wir haben alle 10 unten beschriebenen Analysen für alle drei Sätze durchgeführt., Es stellte sich heraus, dass die drei Gruppen mit einer kleinen Ausnahme qualitativ für alle 10 Analysen die gleichen Schlüsse zogen, obwohl sie sich in ihren statistischen Signifikanzniveaus unterschieden (siehe ergänzende Anmerkung S4). Daher scheinen unsere Schlussfolgerungen robust zu sein.

Gemäßigte / tropische Unterschiede. Vergleiche dieser gemäßigten und tropischen Krankheiten ergeben folgende Schlussfolgerungen:

  • Ein höherer Anteil der Krankheiten wird durch Insektenvektoren in den Tropen übertragen (8/10) als in den gemäßigten Zonen (2/15) (P < 0.005, χ2-test, Freiheitsgrade, d.,f. = 1). Dieser Unterschied kann teilweise auf die saisonale Einstellung oder den Rückgang der gemäßigten Insektenaktivität zurückzuführen sein.
  • Ein höherer Anteil (P = 0,009) der Erkrankungen vermittelt in den gemäßigten Zonen eine lang anhaltende Immunität (11/15) als in den Tropen (2/10).
  • Tierreservoirs sind häufiger (P < 0.005) in den Tropen (8/10) als in den gemäßigten Zonen (3/15). Der Unterschied liegt in umgekehrter Richtung (P = 0.,1, NS, nicht signifikant) für Umweltreservoirs (1/10 versus 6/15), aber diese Umweltreservoirs, die existieren, sind im Allgemeinen nicht von großer Bedeutung, außer für Boden, der Tetanus-Sporen trägt.
  • Die meisten gemäßigten Erkrankungen (12/15) sind eher akut als langsam, chronisch oder latent: Der Patient stirbt oder erholt sich innerhalb von ein bis mehreren Wochen. Weniger (P = 0,01) der Tropenkrankheiten sind akut: 3/10 dauern ein oder zwei Wochen, 3/10 dauern Wochen bis Monate oder Jahre und 4/10 dauern viele Monate bis Jahrzehnte.,
  • Ein etwas höherer Anteil der Krankheiten (P = 0,08, NS) gehört in den gemäßigten Zonen (10/15 oder 11/15) zum Stadium 5 (streng auf den Menschen beschränkt) als in den Tropen (3/10)., Der Mangel an Krankheiten im Stadium 2 und im Stadium 3 (insgesamt nur 5 solcher Krankheiten) auf unserer Liste der 25 wichtigsten menschlichen Krankheiten ist bemerkenswert, da einige Krankheitserreger im Stadium 2 und im Stadium 3 (wie Milzbrand und Ebola) notorisch virulent sind und weil theoretische Gründe häufig fortgeschritten sind (aber auch bestritten), warum Mikroben im Stadium 5 mit langen Anpassungsgeschichten an den Menschen dazu neigen sollten, eine geringe Morbidität und Mortalität zu entwickeln und keine schweren Krankheiten zu verursachen. Wir diskutieren Erklärungen zu diesem Ergebnis in ergänzender Anmerkung S5.,

Die meisten (10/15) der gemäßigten Krankheiten, aber keine der Tropenkrankheiten (P < 0.005), sind sogenannte „crowd epidemic diseases“ (Sternchen in ergänzender Tabelle S1), definiert als solche, die lokal als kurze Epidemie auftreten und regional nur in großen menschlichen Populationen bestehen können. Dieser Unterschied ist eine unmittelbare Folge der in den vorhergehenden fünf Absätzen aufgezählten Unterschiede., Wenn eine Krankheit akut ist, effizient übertragen wird und ihr Opfer schnell tot zurücklässt oder sich erholt und immun gegen eine erneute Infektion ist, erschöpft die Epidemie bald den lokalen Pool anfälliger potenzieller Opfer. Wenn die Krankheit zusätzlich auf den Menschen beschränkt ist und keine signifikanten Tier-und Umweltreservoirs vorhanden sind, führt die Erschöpfung des lokalen Pools potenzieller Opfer in einer kleinen, spärlichen menschlichen Bevölkerung zur lokalen Beendigung der Epidemie., Wenn jedoch die menschliche Bevölkerung groß und dicht ist, kann die Krankheit fortbestehen, indem sie sich ausbreitet, um Menschen in angrenzenden Gebieten zu infizieren, und dann in einem späteren Jahr in das ursprüngliche Gebiet zurückkehren, wenn Geburten und Wachstum eine neue Ernte von zuvor nicht exponierten nicht immun potenziellen Opfern regeneriert haben., Empirische epidemiologische Studien zur Persistenz oder zum Verschwinden von Krankheiten in isolierten menschlichen Populationen verschiedener Größen haben Schätzungen der Bevölkerung ergeben, die zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Krankheit erforderlich ist: mindestens mehrere hunderttausend Menschen bei Masern, Röteln und Keuchhusten (Anderson und May, 1991; Dobson und Carper, 1996). Aber menschliche Populationen dieser Größe existierten nirgendwo auf der Welt bis zu dem steilen Anstieg der menschlichen Zahlen, der vor etwa 11.000 Jahren mit der Entwicklung der Landwirtschaft begann (Bellwood, 2005; Diamond, 1997)., Daher müssen sich die massenepidemischen Erkrankungen der gemäßigten Zonen seitdem entwickelt haben.

Dies bedeutet natürlich nicht, dass es den menschlichen Jäger/Sammlergemeinschaften an Infektionskrankheiten mangelte. Stattdessen litten sie wie die spärlichen Populationen unserer Primatenverwandten an Infektionskrankheiten mit Merkmalen, die es ihnen ermöglichten, in kleinen Populationen zu bestehen, im Gegensatz zu anderen epidemischen Krankheiten., Zu diesen Merkmalen gehören: Vorkommen in Tierreservoirs sowie beim Menschen (wie Gelbfieber); unvollständige und/oder nicht dauerhafte Immunität, die es wiederhergestellten Patienten ermöglicht, im Pool potenzieller Opfer (wie Malaria) zu bleiben; und ein langsamer oder chronischer Verlauf, der es einzelnen Patienten ermöglicht, über Jahre hinweg weiterhin neue Opfer zu infizieren, anstatt nur für ein oder zwei Wochen (wie Chagas-Krankheit).

Krankheitserreger Herkunft. (Siehe Einzelheiten für jede Krankheit in ergänzender Anmerkung S10)., Aktuelle Informationen deuten darauf hin, dass 8 der 15 gemäßigten Krankheiten wahrscheinlich oder möglicherweise Menschen von Haustieren (Diphtherie, Influenza A, Masern, Mumps, Keuchhusten, Rotavirus, Pocken, Tuberkulose) erreichten.drei weitere erreichten uns wahrscheinlich von Affen (Hepatitis B) oder Nagetieren (Pest, Typhus); und die anderen vier (Röteln, Syphilis, Tetanus, Typhus) kamen aus noch unbekannten Quellen (siehe ergänzende Anmerkung S6). So spielte der Aufstieg der Landwirtschaft, der vor 11.000 Jahren begann, mehrere Rollen bei der Entwicklung tierischer Krankheitserreger zu menschlichen Krankheitserregern (Diamond, 1997; Diamond, 2002; McNeill, 1976)., Diese Rollen umfassten sowohl die Erzeugung der großen menschlichen Populationen, die für die Entwicklung und Persistenz menschlicher Hauskrankheiten notwendig sind, als auch die Erzeugung großer Populationen von Haustieren, mit denen die Landwirte viel näher und häufiger in Kontakt kamen als Jäger/Sammler mit wilden Tieren. Darüber hinaus dienten diese Haustierherden, wie durch Influenza A veranschaulicht, als effiziente Leitungen für die Übertragung von Krankheitserregern von Wildtieren auf den Menschen und haben sich dabei möglicherweise zu spezialisierten Hauterkrankungen entwickelt.,

Es ist interessant, dass weniger tropische als gemäßigte Krankheitserreger von Haustieren stammen: nicht mehr als drei der zehn Tropenkrankheiten der ergänzenden Tabelle S1 und möglicherweise keine (siehe ergänzende Anmerkung S7). Warum unterscheiden sich gemäßigte und tropische menschliche Krankheiten so stark in ihrer tierischen Herkunft? Viele (4/10) Tropenkrankheiten (AIDS, Dengue-Fieber, Vivax-Malaria, Gelbfieber), aber nur 1/15 gemäßigte Krankheiten (Hepatitis B) haben wilden nicht-menschlichen Primaten Ursprung (P < 0.04)., Dies liegt daran, dass, obwohl nichtmenschliche Primaten die Tiere sind, die am engsten mit Menschen verwandt sind und daher die schwächsten Artenbarrieren für den Transfer von Krankheitserregern darstellen, Die überwiegende Mehrheit der Primatenarten eher tropisch als gemäßigt ist. Umgekehrt entstanden nur wenige tropische, aber viele gemäßigte Krankheiten von Haustieren, und dies liegt daran, dass Haustiere hauptsächlich in den gemäßigten Zonen leben, und ihre Konzentration dort war früher noch mehr lop-seitig (siehe ergänzende Anmerkung S8).,

Ein letzter bemerkenswerter Punkt über tierische menschliche Krankheitserreger ist, dass praktisch alle aus Krankheitserregern anderer warmblütiger Wirbeltiere, vor allem Säugetiere, sowie in zwei Fällen (Influenza A und letztlich Falciparum malaria) entstanden sind Vögel. Dies ist angesichts der Artbarriere für den Pathogentransfer durch phylogenetische Distanz (Kasten A16-2) keine Überraschung. Ein Ausdruck dieser Barriere ist, dass Primaten nur 0,5% aller Wirbeltierarten ausmachen, aber etwa 20% unserer wichtigsten menschlichen Krankheiten beigetragen haben., Auf andere Weise ausgedrückt, beträgt die Zahl der schweren menschlichen Krankheiten, geteilt durch die Anzahl der Tierarten in der taxonomischen Gruppe, die diese Krankheiten verursachen, ungefähr 0,2 für Affen, 0,017 für andere nichtmenschliche Primaten als Affen, 0,003 für andere Säugetiere als Primaten, 0,00006 für andere Wirbeltiere als Säugetiere und entweder 0 oder 0,000003 (wenn Cholera wirklich von wirbellosen Wassertieren stammt) für andere Tiere als Wirbeltiere (siehe ergänzende Anmerkung S9).

Geographische Herkunft. Die 25 wichtigsten menschlichen Krankheitserreger, die hier analysiert wurden, stammen in überwältigendem Maße aus der Alten Welt., Dies erwies sich als von großer historischer Bedeutung, da es die europäische Eroberung der Neuen Welt (Amerikas) erleichterte. Weit mehr Indianer, die europäischen Kolonisten widerstanden, starben an neu eingeführten Krankheiten der Alten Welt als an Schwert-und Schusswunden., Diese unsichtbaren Agenten der Eroberung der Neuen Welt waren Mikroben der Alten Welt, bei denen die Europäer sowohl eine Immunität aufgrund individueller Exposition als auch eine genetische Resistenz aufgrund der Exposition der Bevölkerung im Laufe der Zeit erworben hatten, bei denen zuvor nicht exponierte indianische Populationen jedoch keine Immunität oder Resistenz hatten (Crosby, 1986; Diamant, 1997; McNeill, 1976; Ramenofsky, 1987). Im Gegensatz dazu erwarteten die Europäer in der Neuen Welt keine vergleichsweise verheerenden Krankheiten, was sich als relativ gesundes Umfeld für die Europäer erwies, bis Gelbfieber und Malaria Alter Welt eintrafen (McNeill, 2006).,

Warum war der Pathogenaustausch zwischen Alten und Neuen Welten so ungleich? Von den 25 untersuchten großen menschlichen Krankheiten ist die Chagas-Krankheit die einzige, die eindeutig ihren Ursprung in der Neuen Welt hat. Für zwei andere, Syphilis und Tuberkulose, ist die Debatte ungelöst: Es bleibt ungewiss, in welcher Hemisphäre Syphilis entstanden ist und ob Tuberkulose unabhängig in beiden Hemisphären entstanden ist oder von Europäern nach Amerika gebracht wurde. Über die geografischen Ursprünge von Rotavirus, Röteln, Tetanus und Typhus ist nichts bekannt., Für alle anderen 18 Hauptpathogene sind die Ursprünge der Alten Welt sicher oder wahrscheinlich.

Unsere vorherige Diskussion über die tierischen Ursprünge menschlicher Krankheitserreger kann helfen, diese Asymmetrie zu erklären. In der Alten Welt traten mehr gemäßigte Krankheiten auf als in der Neuen Welt, da in der Alten Welt weit mehr Tiere domestiziert wurden, die Krankheitserreger der Vorfahren liefern konnten. Von den 14 wichtigsten Säugetierarten der Welt stammen 13, darunter die fünf am häufigsten vorkommenden Arten, mit denen wir in engsten Kontakt kommen (Kuh, Schaf, Ziege, Schwein und Pferd), aus der Alten Welt (Diamond, 1997)., Die einzige Tierart, die in der Neuen Welt domestiziert wurde, war das Lama, aber es ist nicht bekannt, dass es uns mit irgendwelchen Krankheitserregern infiziert hat (Diamond, 1997; Dobson, 1996) – vielleicht, weil seine traditionelle geografische Reichweite auf die Anden beschränkt war, es wurde nicht gemolken oder geritten oder an Pflüge gehängt, und es wurde nicht gekuschelt oder drinnen gehalten (wie einige Kälber, Lämmer und Ferkel)., Zu den Gründen, warum in der Alten Welt weitaus mehr Tropenkrankheiten (neun gegen eins) als in der Neuen Welt auftraten, gehört, dass der genetische Abstand zwischen Menschen und Affen der Neuen Welt fast doppelt so groß ist wie zwischen Menschen und Affen der Alten Welt und dass in der Alten Welt (etwa 5 Millionen Jahre) viel mehr Evolutionszeit für den Transfer von Tieren auf Menschen zur Verfügung stand als in der Neuen Welt (etwa 14.000 Jahre).