随着时间的推移,极端高温的反复损伤似乎是导致肾脏衰竭的一个主要因素。
多年来,奥斯卡在萨尔瓦多家附近的田地里砍甘蔗时,总是用有节奏的砍刀迎接黎明。在一个典型的早晨,这位 33 岁的年轻人早在日出前就开始工作,徒劳地试图逃离令人窒息的炎热和潮湿。但在 12 月的一个早晨,奥斯卡紧紧握着妻子的手,而不是他的钢制砍刀。这对夫妇坐在蒂拉布兰卡小镇一家诊所的候诊室里。奥斯卡(Oscar)使用化名来保护自己的隐私,他和妻子一起去了解自己的肾脏是否衰竭。
从 1990 年代后期开始,一种神秘的慢性肾病流行病开始在萨尔瓦多太平洋沿岸的 Bajo Lempa 地区出现,Tierra Blanca 位于该地区。这种疾病被研究人员称为不明原因慢性肾病 (CKDu),通常影响 20 至 50 岁的人群。许多人是农业工人或没有其他已知肾病风险因素的工人。在 Bajo Lempa,多达四分之一的成年男性患有肾脏疾病,无论是 CKDu 还是其他形式,而全球估计每 10 名男性中就有 1 人患有肾脏疾病。Bajo Lempa 大约 17% 的男性患有肾衰竭.
尽管这种令人困惑的肾脏疾病的流行最早是在该地区发现的,但此后在中美洲和世界各地的其他地方出现了六个以上的热点地区。全球 CKDu 患者人数的硬数据尚未统计。然而,职业医学专家 Emmanuel Jarquín 表示,可能已有数万人死于这种疾病,而且这个数字还在继续增长。
“这是世界上最大的关于肾脏疾病的故事,”站在萨尔瓦多流行病第一线的 Jarquín 说。2007 年,Jarquín 在圣萨尔瓦多创立了发展和农业卫生署 (AGDYSA),这是一个位于圣萨尔瓦多的科学研究组织,旨在保护农业工人免受肾病和其他与工作相关的疾病的侵害。Bajo Lempa 区的肾功能衰竭病例如此之多,以至于 AGDYSA 于 2023 年在 Tierra Blanca 开设了一个卫星办事处。
“这里的人们知道自己的疾病,但当他们寻求治疗时,他们什么也得不到,”Jarquín 说。不是预防,不是透析,什么都不是。结果,人们病得更重,而且更快。“这是一个恶性循环,”他说。
尽管这种流行病的原因尚未明确确定,但大多数科学家都认为,至少在甘蔗工人中,在极端高温下的高强度劳动是导致这种情况的主要驱动因素之一。在其他地方,CKDu 出现在其他工人中,包括稻农、建筑工人和矿工。
许多研究人员预计气候变化的影响会增加慢性肾病的患病率,而慢性肾病已经成为全球日益严重的健康问题。5 月,世界卫生组织管理机构通过了一项决议,承认肾脏疾病是导致死亡和残疾的主要原因,并加强疾病预防工作。
肾脏疾病是长期、持续的高温对身体造成损害的一个例子,澳大利亚悉尼大学的热生理学家奥利·杰伊 (Ollie Jay) 说。对于 CKDu 的流行,Bajo Lempa 的农业工人是一个早期预警信号。
新出现的流行病
二十多年前,当 Bajo Lempa 原本健康的年轻男性开始变得疲劳和贫血时,他们将其归咎于长时间的高强度和疲惫的工作。甘蔗切割机是“马拉松工人”,阿尔伯克基新墨西哥大学的生理学家法比亚诺·阿莫林 (Fabiano Amorim) 说。此外,“他们有时没有合适的食物来做他们正在做的工作。他们没有水可用。
请假休息不是一种选择。这些男人依靠他们的工作为家人提供食物和住所。所以工人们吞下了布洛芬,回到了他们的砍刀上。
但对许多人来说,疲劳加剧,直到他们再也无法下床。由于当地医生无法提供帮助,一些人设法驱车两个小时前往圣萨尔瓦多的罗萨莱斯国家医院。当他们到达时,这些人得知他们的肾脏已经衰竭。他们的身体无法再过滤血液中的某些类型的毒素,例如尿酸或消除多余的水分。发生这种情况时,液体会在体内积聚,直到肺部无法再充满空气,心脏难以跳动。如果没有透析来清洁和过滤血液,死亡是不可避免的。

当这些人到达罗萨莱斯国家医院时,肾脏科医生里卡多·莱瓦 (Ricardo Leiva) 和他当时的实习生拉蒙·加西亚-特拉巴尼诺 (Ramón García-Trabanino) 对为什么这些看似健康的年轻男性的肾脏突然崩溃感到困惑。这两位医生在医学院仔细阅读的教科书告诉他们,肾衰竭通常是未经治疗的糖尿病和高血压或某些罕见的自身免疫和遗传疾病的结果。来自 Bajo Lempa 的男人没有这些。
“他们太年轻了......我没有答案,“García-Trabanino 说,她现在在圣萨尔瓦多帮助经营一家私人透析诊所。“这是一场大屠杀。”
然而,由于医院里挤满了来自 Bajo Lempa 的人,两人都没有太多时间来解决。“我每天早上 5 点开始工作,”Leiva 说。“直到天黑后我才回家。”
2002 年,当 Leiva、García-Trabanino 和一组研究人员在公共卫生杂志上首次发表了对这种神秘肾病的描述,这种情况似乎是局部肾脏异常——生物学家称之为地方性肾病。但随后论文开始确定 CKDu 的其他热点,包括尼加拉瓜的甘蔗种植区.
“没有人相信我们,我们看到的是一种新的”慢性肾病,来自尼加拉瓜的医生和流行病学家马文·冈萨雷斯·基罗斯(Marvin Gonzalez Quiroz)说,他现在在德克萨斯大学圣安东尼奥分校(University of Texas at San Antonio)工作。“没有人相信我们报告的患病率。”其他研究记录了墨西哥、哥斯达黎加、巴拿马、印度和斯里兰卡的类似问题.
没有一项早期研究可以确定原因,但已经出现了几个主要的假设,包括接触杀虫剂和重金属以及病原体、使用非甾体抗炎药和慢性热应激。研究人员现在表示,CKDu 可能有多种原因,这些原因因人而异,也因地点和时间而异。尽管如此,流行病学和动物研究指出热应激是一个重要因素。
我们如何保持凉爽
内布拉斯加大学奥马哈分校的生物气象学家丹尼尔·韦切利奥 (Daniel Vecellio) 说,人类将核心体温保持在 36-37 °C 的狭窄范围内,并花费大量能量将其保持在该范围内。当我们的身体发热时,四肢和四肢的血管会在一个称为血管舒张的过程中扩张,将血液从主要器官分流到皮肤表面,从而让热量消散。随着核心体温的升高,皮肤中的腺体开始排出汗液,进一步使身体降温。风扇或微风放大了这种冷却;Vecellio 说,高湿度会降低该过程的效率。当血管舒张和出汗不足且体温过高时,肌肉会痉挛、恶心,患者会变得困惑和昏厥。在极端情况下,癫痫发作和死亡可能会随之而来。
随着体温升高,肾脏是最早感受到压力的器官之一。将更多的血液输送到身体表面意味着肾脏和其他主要器官接收到的氧气和营养更少。这通常发生在水分因出汗而流失时,迫使肾脏超速运转以保持身体的液体平衡。这种努力会导致肾功能下降,即使在健康的成年人中也是如此。
马萨诸塞州波士顿哈佛大学的急诊医学医生 Catharina Giudice 说,整个热反应是一首经过精心调整的生理交响乐,几乎没有出错的余地。“肾脏比其他器官更脆弱。它们有非常强烈的新陈代谢需求,因此血流的微小变化往往更有害,“她说。

从事建筑和农业工作的人不仅会因为在户外暴露在阳光下而感到炎热,还会通过体力劳动产生热量。Giudice 说,大量出汗会让他们在工作日结束时出现危险的脱水,即使他们像往常一样喝水。
除了最严重的情况下,研究人员认为肾脏可以从热应激中迅速恢复过来,而不会造成长期损伤。相反,CKDu 的出现暗示着小的、反复的伤害——即使是那些不会导致去医院就诊的伤害——会随着时间的推移而积累。Giudice 说,这些小的侮辱被其他暴露加剧和放大,会导致终末期肾衰竭。
“你日复一日地遭受这种急性肾损伤,”她说。“然后你会发展到细胞无法完全恢复的状态。”
CKDu 患者的活检显示肾脏的特定部分(称为肾小管)受损,这些小管会重新吸收水和其他有用的物质并将其返回血液中。印第安纳大学布卢明顿分校(Indiana University Bloomington)的生理学家扎卡里·施拉德(Zachary Schlader)说,问题在于研究如何在肾功能急剧下降之前检测出这种损害。典型的测试只有在血液中称为肌酐的废物和尿液中的蛋白质水平升高时才能发现问题。
几年前,Schlader 加入了 La Isla Network(一个专注于职业热应激的国际组织)的研究人员,寻找肾功能下降的早期迹象。在一项针对尼加拉瓜甘蔗切割者的研究中,由 La Isla 研究人员领导的一个团队发现,在整个收获季节,随着血肌酐的增加,肾小管损伤的标志物发生了变化.同一批研究人员的另一项研究对收获期间的工人进行了观察,发现尿液中白细胞水平升高(炎症的标志)和红细胞中血红蛋白的减少(红细胞的产生取决于肾脏分泌的促红细胞生成素)可以预测整个收获季节肾功能的下降.
“人越热,脱水的人就越多,这些信号就会上升,”Schlader 说。他说,重要的是,有些生物标志物可以很容易地测量,并且可以在更常用的肾损伤标志物(如肌酐)之前检测到。
“受影响的不仅仅是肾脏;整个身体都是,“Schlader 说。“热应激会导致全身炎症,而 CKDu 可能是肾脏内部发生的事情和全身发生的事情的某种组合。”
研究表明,肾脏损伤的积累速度比任何人想象的都要快得多。
“它证实了我们从轶事中听到的很多事情,即人们在年轻时开始工作,他们很健康。他们的肾功能很好,然后砰的一声,他们患有四期肾病,很快就需要透析,“马萨诸塞州波士顿大学研究 CKDu 的环境健康科学家 Madeleine Scammell 说。
墨西哥城国家心脏病研究所伊格纳西奥·查韦斯 (Ignacio Chávez) 的生理学家劳拉·桑切斯-洛萨达 (Laura Sánchez-Lozada) 研究了其他因素(例如饮用含果糖饮料和使用布洛芬等抗炎药)如何加速 CKDu 患者的肾脏损伤。中美洲的许多农业工人在工作时无法获得足量的安全饮用水,而是转向运动饮料和苏打水来补充水分。这些饮料中的糖分少量提供能量并帮助身体吸收电解质。但是大量的果糖会引发炎症反应,因为肾细胞会努力代谢糖分。
当 Sánchez-Lozada 和她的同事给大鼠喂食含果糖的饮料而不是白开水进行补液时,大鼠经历了更大的脱水和更严重的肾损伤7.Sánchez-Lozada 说,为热应激工人提供安全、纯净的饮用水和低糖电解质饮料将是防止进一步损害的关键。
与此同时,研究人员正在研究 CKDu 的其他影响因素。在 Bajo Lempa,科学家们很早就提出,杀虫剂和天然存在的重金属可能是罪魁祸首,而这些因素仍在调查中。斯里兰卡是一个研究了近二十年的热点地区,对 CKDu 的进一步研究将接触杀虫剂(如草甘膦)与患肾病的风险增加联系起来.啮齿动物研究表明,草甘膦对肾脏有毒。斯里兰卡部分地区富含矿物质的地下水减缓了农药的自然降解,导致它们在饮用水供应中停留的时间比其他地区更长。北卡罗来纳州达勒姆杜克大学的肾脏病学家 Anna Strasma 说,CKDu 可能不是一种单一的疾病,而是一组原因略有不同的类似疾病。
尼泊尔的流行病学家发现,在马来西亚和中东海外工作的男性肾衰竭率很高,他们经常在建筑工地和油田受雇从事体力劳动,使他们暴露在极端高温和潜在毒素中.其他科学家正在调查 CKDu 可能存在的地方。今年下半年,Strasma 和她在杜克大学的同事将开始对肯尼亚的农民和其他工人进行筛查,以寻找那里的病例。美国的研究人员已经发现了 CKDu 可能存在于加利福尼亚农业工人中的潜在信号。3 月,Strasma 和一组科学家在德克萨斯州休斯顿的透析诊所记录了 CKDu 病例.
人们早就知道高温可以致死,但人们认为死亡很少见,或者最近与极端温度事件有关。“关于人类可以承受的最大热量,有这么多很好的研究,”Vecellio 说。“但高温在我们达到这些阈值之前就已经致命了。”
劳累、脱水和湿度以及年龄、体型、对当地气候的适应和其他生理差异的综合影响意味着任何人的阈值都可能更低。在夜间温度不足以缓解疼痛的地方,高温可能尤其成问题。Vecellio 说,有更多迹象表明,长期暴露在高温下会增加人们患病的风险,甚至导致疾病。
预防措施
CKDu 病例的涌入使萨尔瓦多的卫生系统无法应对。在圣佩德罗 (San Pedro) 的 Bajo Lempa 镇有一个小型透析室,但需求量如此之大,以至于获得透析点的人每周只能参加两天(每周 3 次被认为是标准)。Leiva 说,Rosales 国家医院的情况类似。
Jarquín 说,在任何给定时间,医院每 1,000 名需要透析的人可能有 5 个可用名额。等待治疗的人在接受透析的人去世之前无法获得位置。
这使得 Jarquín 和 García-Trabanino 正在进行的预防工作变得更加重要。一些肾脏正在挣扎但尚未衰竭的人可以从控制可能与 CKDu 一起发生的血压和糖尿病中受益,以及改变饮食并在可能的情况下寻找其他工作。García-Trabanino 在圣萨尔瓦多的一家私人血液透析中心看病,他看到来自 Bajo Lempa 的人,他说,通过降压药、改善营养和水合作用,有些人已经避免了二十多年来发展为肾衰竭。“预防有效。它真的很有效,“他说。
Jarquín 与当地非营利组织合作,致力于为社区成员提供定期健康检测。虽然这些测试不寻找 CKDu 特异性生物标志物,但它们仍然可以在需要透析之前发现肾功能下降。正是其中一项测试的结果将 Oscar 带到了 Tierra Blanca 的 AGDYSA 诊所,与 Jarquín 进行了进一步的咨询。
坐在候诊室里,奥斯卡的妻子一边用拇指抚摸着他的指关节,一边喃喃自语地安慰道。奥斯卡担心的不仅仅是他的健康,还有他家人的未来。没有他的收入,他们怎么生存?他们是否需要卖掉他们为数不多的牛、猪和鸡来维持生计并支付他的透析费用?
对奥斯卡来说,有个好消息。Jarquín 告诉 Oscar,虽然他患有肾脏疾病,但很轻微。奥斯卡松了一口气。他不需要透析,现在不需要,希望永远不需要。他可以继续工作,但他必须想办法在白天多喝水,并在可能的情况下寻找休息和阴凉处。这是一个生死攸关的问题,Jarquín 说。
奥斯卡迅速摇头表示同意。在剩下的约会中,他一直保持着微笑。“谢谢你,”他低声说。“感谢迪奥斯。”
自然 642, 22-25 (2025)
doi: https://doi.org/10.1038/d41586-025-01689-6
更新和更正
- 2025 年 6 月 10 日更正:这个故事的早期版本忽略了 La Isla Network 在研究中的作用。它还错误地引用了 Madeleine Scammell 关于研究时间的评论,并省略了参考文献 5 中的其他作者。