Database and Conclusions

Database. El cuadro suplementario S1 enumera 10 características para cada una de las 25 enfermedades «templadas» (15) y «tropicales» (10) importantes (véase la nota suplementaria S3 para más detalles sobre esta distinción). Nuestro objetivo era seleccionar enfermedades bien definidas que causaran la mayor mortalidad y/o morbilidad y, por lo tanto, de la mayor importancia histórica y evolutiva (ver nota complementaria S1 para detalles de nuestros criterios de selección)., De las 25 enfermedades, seleccionamos 17 porque son las evaluadas por López et al. (2005) como imponiendo las cargas mundiales más pesadas hoy en día (tienen las puntuaciones más altas de años de vida ajustados por discapacidad (DALY)). De las 17 enfermedades, 8 son templadas (hepatitis B, influenza A, sarampión, tos ferina, rotavirus A, sífilis, tétanos y tuberculosis) y 9 son tropicales (síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida (SIDA), enfermedad de Chagas, cólera, dengue hemorrágico, enfermedades del sueño de África Oriental y occidental, falciparum y vivax malarias y leishmaniasis visceral).,

seleccionamos otros ocho (difteria templada, paperas, peste, rubéola, viruela, tifoidea y tifus, además de fiebre amarilla tropical) porque impusieron cargas pesadas en el pasado, aunque la medicina moderna y la salud pública las han erradicado (viruela) o reducido su carga. A excepción del SIDA, el dengue y el cólera, que se han extendido y han alcanzado un impacto global en los tiempos modernos, la mayoría de estas 25 enfermedades han sido importantes durante más de dos siglos.

¿nuestras conclusiones son sólidas a las variaciones en estos criterios de selección?, Para alrededor de una docena de enfermedades con las cargas modernas o históricas más altas (por ejemplo, SIDA, malaria, peste, viruela), no puede haber duda de que deben incluirse, pero uno podría debatir algunas de las siguientes opciones. Por lo tanto, elaboramos tres conjuntos alternativos de enfermedades que comparten una primera lista de 16 enfermedades principales indiscutibles, pero que difieren en las siguientes opciones, y realizamos los 10 análisis descritos a continuación en los tres conjuntos., Resultó que, con una pequeña excepción, los tres conjuntos arrojaron cualitativamente las mismas conclusiones para los 10 análisis, aunque diferían en sus niveles de significación estadística (véase la nota complementaria S4). Por lo tanto, nuestras conclusiones parecen ser sólidas.

diferencias templadas / tropicales. Las comparaciones de estas enfermedades templadas y tropicales arrojan las siguientes conclusiones:

  • una mayor proporción de las enfermedades se transmite por insectos vectores en los trópicos (8/10) que en las zonas templadas (2/15) (P < 0.005, χ2-test, grados de libertad, d.,f. = 1). Esta diferencia puede estar en parte relacionada con las cesaciones estacionales o disminuciones de la actividad de los insectos templados.
  • una mayor proporción (P = 0.009) de las enfermedades transmite inmunidad de larga duración (11/15) en las zonas templadas que en los trópicos (2/10).
  • los reservorios de animales son más frecuentes (P < 0.005) en los trópicos (8/10) que en las zonas templadas (3/15). La diferencia está en la dirección inversa (P = 0.,1, NS, no significativo) para reservorios ambientales (1/10 frente a 6/15), pero los reservorios ambientales que existen en general no son de gran importancia, excepto para el suelo de rodamiento de las esporas del tétanos.
  • la mayoría de las enfermedades templadas (12/15) son agudas en lugar de lentas, crónicas o latentes: el paciente muere o se recupera dentro de una o varias semanas. Menos (P = 0.01) de las enfermedades tropicales son agudas: 3/10 duran una o dos semanas, 3/10 duran semanas a meses o años, y 4/10 duran muchos meses a décadas.,
  • una proporción algo mayor de las enfermedades (P = 0.08, NS) pertenece a la Etapa 5 (estrictamente limitada a los humanos) en las zonas templadas (10/15 o 11/15) que en los trópicos (3/10)., La escasez de enfermedades en Estadio 2 y Estadio 3 (un total de solo 5) en nuestra lista de 25 enfermedades humanas principales es notable, porque algunos patógenos en Estadio 2 y Estadio 3 (como el ántrax y el Ébola) son notoriamente virulentos, y porque a menudo se presentan (pero también se niegan) razones teóricas de por qué los microbios en Estadio 5 con largos antecedentes de adaptación a los seres humanos deberían tender a evolucionar con baja morbilidad y mortalidad y no causar enfermedades importantes. Analizamos las explicaciones de este resultado en la nota complementaria S5.,

La mayoría (10/15) de las enfermedades templadas, pero ninguna de las enfermedades tropicales (P < 0.005), son las llamadas «enfermedades epidémicas de masas» (marcadas con un asterisco en la tabla suplementaria S1), definidas como las que ocurren localmente como una epidemia breve y capaces de persistir regionalmente solo en grandes poblaciones humanas. Esta diferencia es una consecuencia inmediata de las diferencias enumeradas en los cinco párrafos anteriores., Si una enfermedad es aguda, se transmite de manera eficiente y rápidamente deja a su víctima muerta o recuperándose e inmune a la reinfección, la epidemia pronto agota el grupo local de víctimas potenciales susceptibles. Si además la enfermedad se limita a los seres humanos y carece de importantes reservas animales y ambientales, el agotamiento de la reserva local de víctimas potenciales en una población humana pequeña y dispersa resulta en la terminación local de la epidemia., Sin embargo, si la población humana es grande y densa, la enfermedad puede persistir al propagarse para infectar a las personas en áreas adyacentes, y luego regresar al área original en un año posterior, cuando los nacimientos y el crecimiento han regenerado un nuevo cultivo de víctimas potenciales no inmunes no expuestas previamente., Los estudios epidemiológicos empíricos de la persistencia o desaparición de la enfermedad en poblaciones humanas aisladas de diversos tamaños han arrojado estimaciones de la población necesaria para mantener una enfermedad de masas: por lo menos varios cientos de miles de personas en los casos de sarampión, rubéola y tos ferina (Anderson y May, 1991; Dobson y Carper, 1996). Pero las poblaciones humanas de ese tamaño no existían en ninguna parte del mundo hasta el fuerte aumento en el número de seres humanos que comenzó hace unos 11.000 años con el desarrollo de la agricultura (Bellwood, 2005; Diamond, 1997)., Por lo tanto, las enfermedades epidémicas de masas de las zonas templadas deben haber evolucionado desde entonces.

Por supuesto, esto no significa que las comunidades de cazadores/recolectores humanos carecieran de enfermedades infecciosas. En cambio, al igual que las escasas poblaciones de nuestros parientes primates, sufrían de enfermedades infecciosas con características que les permitían persistir en poblaciones pequeñas, a diferencia de las enfermedades epidémicas masivas., Estas características incluyen: presencia en reservorios de animales así como en humanos (como la fiebre amarilla); inmunidad incompleta y/o no duradera, lo que permite a los pacientes recuperados permanecer en el grupo de víctimas potenciales (como la malaria); y un curso lento o crónico, lo que permite a los pacientes individuales continuar infectando a nuevas víctimas durante años, en lugar de solo una semana o dos (como la enfermedad de Chagas).

orígenes del patógeno. (Véanse los detalles de cada enfermedad en la nota complementaria S10)., La información actual sugiere que 8 de las 15 enfermedades templadas probablemente o posiblemente llegaron a los seres humanos de animales domésticos (difteria, gripe A, sarampión, paperas, tos ferina, rotavirus, viruela, tuberculosis); tres más probablemente nos llegaron de simios (hepatitis B) o roedores (peste, tifus); y las otras cuatro (rubéola, sífilis, tétanos, tifoidea) provenían de fuentes aún desconocidas (véase la nota complementaria S6). Así, el auge de la agricultura a partir de hace 11.000 años jugó múltiples papeles en la evolución de los patógenos animales en patógenos humanos (Diamond, 1997; Diamond, 2002; McNeill, 1976)., Esas funciones incluían tanto la generación de las grandes poblaciones humanas necesarias para la evolución y persistencia de las enfermedades humanas, como la generación de grandes poblaciones de animales domésticos, con los que los agricultores tenían un contacto mucho más cercano y frecuente que el que tenían los cazadores/recolectores con los animales salvajes. Además, como lo ilustra la gripe A, estos rebaños de animales domésticos sirvieron como conductos eficientes para la transferencia de patógenos de los animales salvajes a los seres humanos, y en el proceso pueden haber desarrollado enfermedades de masas especializadas propias.,

es interesante que menos patógenos tropicales que templados se originaron de animales domésticos: no más de tres de las diez enfermedades tropicales de la tabla suplementaria S1, y posiblemente ninguna (Ver Nota suplementaria S7). ¿Por qué las enfermedades humanas templadas y tropicales difieren tan marcadamente en sus orígenes animales? Muchas (4/10) enfermedades tropicales (SIDA, dengue, malaria vivax, fiebre amarilla) pero solo 1/15 enfermedades templadas (hepatitis B) tienen orígenes silvestres de primates no humanos (p < 0.04)., Esto se debe a que aunque los primates no humanos son los animales más estrechamente relacionados con los humanos y, por lo tanto, representan las barreras más débiles para la transferencia de patógenos, la gran mayoría de las especies de primates son tropicales en lugar de templadas. Por el contrario, pocas enfermedades tropicales pero muchas enfermedades templadas surgieron de animales domésticos, y esto se debe a que los animales domésticos viven principalmente en las zonas templadas, y su concentración allí era anteriormente aún más irregular (véase la nota suplementaria S8).,

un último punto digno de mención sobre los patógenos humanos derivados de animales es que prácticamente todos surgieron de patógenos de otros vertebrados de sangre caliente, principalmente mamíferos y en dos casos (influenza A y finalmente malaria falciparum) aves. Esto no es una sorpresa, teniendo en cuenta la barrera de la especie a la transferencia de patógenos planteada por la distancia filogenética (recuadro A16-2). Una expresión de esta barrera es que los primates constituyen solo el 0,5% de todas las especies de vertebrados, pero han contribuido alrededor del 20% de nuestras principales enfermedades humanas., Expresado de otra manera, el número de principales enfermedades humanas que contribuyen, dividido por el número de especies animales en el grupo taxonómico que contribuyen a esas enfermedades, es aproximadamente 0,2 para los simios, 0,017 para los primates no humanos distintos de los simios, 0,003 para los mamíferos distintos de los primates, 0,00006 para los vertebrados distintos de los mamíferos, y 0 o 0,000003 (si el cólera realmente proviene de invertebrados acuáticos) para los animales distintos de los vertebrados (véase la nota complementaria S9).

orígenes geográficos. En un grado abrumador, los 25 principales patógenos humanos analizados aquí se originaron en el Viejo Mundo., Eso resultó ser de gran importancia histórica, porque facilitó la conquista europea del Nuevo Mundo (Las Américas). Muchos más Nativos Americanos que resistían a los colonos europeos murieron de enfermedades del Viejo Mundo recién introducidas que de heridas de espada y bala., Esos agentes invisibles de la conquista del Nuevo Mundo eran microbios del viejo mundo a los que los europeos tenían cierta inmunidad adquirida basada en la exposición individual y cierta resistencia genética basada en la exposición de la población a lo largo del tiempo, pero a los que las poblaciones indígenas americanas no expuestas anteriormente no tenían inmunidad o resistencia (Crosby, 1986; Diamond, 1997; McNeill, 1976; Ramenofsky, 1987). Por el contrario, ninguna enfermedad devastadora comparable esperaba a los europeos en el nuevo mundo, que demostró ser un entorno relativamente saludable para los europeos hasta que llegaron la fiebre amarilla y la malaria de orígenes del Viejo Mundo (McNeill, 2006).,

¿Por qué el intercambio de patógenos entre el Viejo Y el nuevo mundo era tan desigual? De las 25 principales enfermedades humanas analizadas, la enfermedad de Chagas es la única que se originó claramente en el nuevo mundo. Para otros dos, la sífilis y la tuberculosis, el debate no está resuelto: sigue siendo incierto en qué hemisferio se originó la sífilis, y si la tuberculosis se originó de forma independiente en ambos hemisferios o si fue traída a las Américas por los europeos. No se sabe nada sobre los orígenes geográficos del rotavirus, la rubéola, el tétanos y el tifus., Para todos los otros 18 patógenos principales, los orígenes del Viejo Mundo son ciertos o probables.

nuestra discusión anterior sobre el origen animal de los patógenos humanos puede ayudar a explicar esta asimetría. Más enfermedades templadas surgieron en el viejo mundo que en el nuevo mundo porque muchos más animales que podían proveer patógenos ancestrales fueron domesticados en el Viejo Mundo. De las 14 principales especies de mamíferos domésticos del mundo, 13, incluidas las cinco especies más abundantes con las que entramos en contacto más cercano (vaca, oveja, cabra, cerdo y caballo), se originaron en el Viejo Mundo (Diamond, 1997)., La única especie ganadera domesticada en el nuevo mundo era la llama, pero no se sabe que nos haya infectado con ningún patógeno (Diamond, 1997; Dobson, 1996), tal vez porque su distribución geográfica tradicional estaba confinada a los Andes, no era ordeñada ni montada ni enganchada a arados, y no era abrazada ni mantenida en interiores (como lo son algunos terneros, corderos y lechones)., Entre las razones por las que surgieron muchas más enfermedades tropicales (nueve versus una) en el viejo mundo que en el nuevo mundo, se encuentran que la distancia genética entre los humanos y los monos del nuevo mundo es casi el doble que entre los humanos y los monos del Viejo Mundo, y es muchas veces mayor que entre los humanos y los Simios del Viejo Mundo; y que en el Viejo Mundo había mucho más tiempo evolutivo disponible para las transferencias de animales a los humanos (unos 5 millones de años) que en el nuevo mundo (unos 14.000 años).