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为解决高致病性禽流感（HPAI）预警问题，研究人员分析日韩 H5 HPAI 病毒数据，构建模型预测其发生，为防控提供依据。
高致病性禽流感（Highly Pathogenic Avian Influenza，HPAI）就像一场笼罩在禽类世界的阴霾，对动物福利和公共卫生构成了巨大威胁。近年来，高致病性禽流感疫情频繁爆发，大量家禽被扑杀，给养殖业带来了沉重打击。不仅如此，禽流感病毒还能跨物种传播，感染哺乳动物，甚至威胁到人类的生命安全。在全球范围内，禽流感的传播范围不断扩大，从欧洲到美洲，再到南极洲，它的踪迹无处不在。日本和韩国地处东亚 - 澳大利亚候鸟迁徙路线的关键位置，每年都有大量候鸟途经此地，这使得两国成为禽流感的高风险地区。过去十年间，日韩两国都报告了大量禽流感疫情，然而，现有的防控手段需要更精准的预测模型来支持，以实现对禽流感的有效防控，这也正是开展这项研究的重要原因。
来自相关研究机构的研究人员为了攻克这一难题，开展了一项关于利用时空模型预测日本和韩国 H5 高致病性禽流感病毒（HPAIV）发生的研究。该研究成果对于及时采取防控措施、保障禽类健康和人类安全具有重要意义，相关论文发表在Scientific Reports期刊上。
研究人员在开展此项研究时，主要运用了以下关键技术方法：首先，从世界动物卫生组织（WOAH）的世界动物卫生信息系统（WAHIS）和联合国粮食及农业组织（FAO）的紧急预防系统（EMPRES-i）获取 2020 年第 43 周至 2024 年第 21 周东亚地区的禽流感病毒（AIV）发生数据，经处理后用于后续分析；其次，运用 R 语言中的 spectrum 函数分析数据的季节性特征；最后，应用多元时间序列模型对 HPAIV 的时空动态进行分析，该模型将数据分解为地方病（endemic）和流行病（epidemic）成分，以探究病毒的传播规律。
研究结果
- 数据情况：研究最终纳入 1310 个 HPAIV 检测数据，其中 827 个来自野生鸟类，483 个来自家禽。检测到的病毒主要为 H5 亚型，以 H5N1（55.3%）和 H5N8（35.0%）为主。日本的检测数量多于韩国，但韩国部分地区单位面积的检测数量更高。检测主要集中在 10 月至次年 5 月，且野生和家禽鸟类检测呈现相似季节性模式。通过对检测数据的季节性分析，发现存在 48 周的主导周期，表明有近一年的季节性规律。
- 地方病 - 流行病时间序列模型：通过比较不同模型，最终确定的模型包含在地方病和流行病（区域内效应）成分中各一个季节性波动，将水 ways/wetlands 面积和海岸线长度作为地方病成分的偏移量和流行病区域内成分的协变量，采用幂律模型表示长距离传播，并包含相关随机效应。该模型显示，地方病成分在深秋 / 冬季达到峰值，区域内流行病季节性在夏末 / 初秋达到峰值，区域间流行病传播主要发生在部分地区。模型还表明，大多数 HPAIV 检测为流行病（80.8%），包括区域内（53.2%）和区域间（27.6%）传播，19.1% 为地方病。最终模型预测效果略好于基线模型，但在高检测期存在低估现象，不过能较好预测检测峰值时间。长期预测显示，每年秋季 / 春季会有大量检测，模拟检测中位数略低于实际观察值。
研究结论与讨论
研究表明，日本和韩国的 HPAIV 流行模式与欧洲存在差异，欧洲近年来检测季节性发生变化，而日韩呈现持续季节性，主要集中在秋季 / 春季。该模型虽有一定预测能力，但存在局限性，如合并 H5 亚型、混合野生和家禽鸟类数据以及数据报告不完整等问题。尽管如此，模型仍能较好拟合观测数据，对政策制定者识别日韩地区 HPAI 时空风险具有实用价值，可帮助其及时采取措施预防病毒传播到家禽养殖场，在禽流感防控工作中发挥重要作用。
