突破传统局限:全球登革热、基孔肯雅热、寨卡和黄热病重叠分布的创新研究及深远意义

《Nature Communications》:The overlapping global distribution of dengue, chikungunya, Zika and yellow fever

【字体: 时间:2025年04月11日 来源:Nature Communications

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  在全球范围内,由埃及伊蚊(Ae. aegypti)和白纹伊蚊(Ae. albopictus)传播的虫媒病毒威胁不断升级。现有风险地图存在监测偏差等问题,无法准确反映疾病分布。研究人员开展 “全球登革热、基孔肯雅热、寨卡和黄热病重叠分布” 的研究,绘制了新地图,估算了风险人群,为防控提供依据123

  在全球范围内,虫媒病毒引发的疾病正成为日益严峻的健康挑战。登革热、基孔肯雅热、寨卡和黄热病病毒,主要由埃及伊蚊和白纹伊蚊传播,近年来它们在全球的传播范围不断扩大,导致的发病率和死亡率也持续上升。像 2023 - 2024 年,巴西、秘鲁和孟加拉国等登革热流行国家的病例数急剧增加;基孔肯雅热和寨卡病毒也突破了以往的热带和亚热带界限,传播到欧洲地中海地区和美国南部等地;而黄热病的实际负担可能被低估,这给疫苗接种计划的规划、资源分配和效果评估带来了困难。
与此同时,气候变化、人口结构变化以及全球人员流动的增加,进一步加剧了这些病毒的传播风险。然而,传统的全球疾病风险地图存在诸多缺陷。一方面,由于全球不同地区在疾病检测、诊断和报告方面的能力参差不齐,导致数据存在偏差,这些地图往往更多地反映了监测工作的差异,而非真实的疾病风险;另一方面,以往的研究多针对单一疾病,忽视了这些由伊蚊传播的疾病在流行病学上的相似性。因此,为了更有效地应对这些疾病的威胁,迫切需要对它们的地理分布有更准确的了解,并找到新的方法来优化防控策略。

伦敦卫生与热带医学院(London School of Hygiene & Tropical Medicine)等机构的研究人员开展了一项关于 “全球登革热、基孔肯雅热、寨卡和黄热病重叠分布” 的研究。研究成果发表在《Nature Communications》上,为相关疾病的防控提供了重要的科学依据。

研究人员主要运用了以下关键技术方法:

  1. 数据收集:整合了以往研究中的疾病发生数据,还通过 ProMED mail、ECDC、WHO 区域疫情更新以及 HealthMap 平台等渠道收集补充数据,确保数据的全面性和时效性。
  2. 模型构建:采用生态位模型(ENM)框架,构建了监测模型和虫媒病毒模型。监测模型用于评估不同地区报告病毒感染的概率差异;虫媒病毒模型则结合多种环境和社会经济协变量,预测疾病在不同地区发生的可能性。
  3. 模型验证:运用空间块 100 倍交叉验证方法,评估模型的预测性能,并通过计算受试者工作特征曲线下面积(AUC)等指标,来衡量模型对存在和背景点的区分能力。

研究结果如下:

  1. 疾病发生数据的全球分布:研究人员收集了 1927 年至 2024 年 3 月期间的 58,361 条登革热、基孔肯雅热、寨卡和黄热病的发生记录,经过去重处理后得到 13,127 个独特地点的数据。这些数据显示,登革热、基孔肯雅热和寨卡的发生点在地理上有很大重叠,分别有 78.3% 的基孔肯雅热和 83.7% 的寨卡发生点落在距离登革热发生点 50 公里范围内,表明它们在环境适宜性上高度相似。同时,数据还覆盖了全球大部分人口密集地区,高收入国家以及一些南半球国家的数据点密度较高456
  2. 全球病毒监测能力地图:预测的病毒监测能力地图显示,高收入国家以及巴西、乌干达、菲律宾、越南和印度等监测系统完善的南半球国家,监测能力值较高。城市地区的监测能力普遍高于农村地区。通过分析监测模型变量的相对重要性,发现到医疗机构的旅行时间越短、GDP 越高,报告病毒感染的概率就越高。而且,该模型的预测不确定性在全球大部分地区都很低,整体 AUC 值达到 0.96,表明模型具有良好的预测性能78
  3. 虫媒病毒疾病的全球地图:研究模型表明,登革热、基孔肯雅热和寨卡具有相似的全球分布。因此,研究人员将这三种疾病的地图合并为统一地图,该地图显示在许多热带和亚热带地区,这三种疾病的环境适宜性较高,其中南美洲和亚洲的适宜性强度普遍较高,而非洲的分布则较为零散。对于黄热病,地图显示在巴西中部和东部的大片地区、南美洲北部沿海地区以及西非等地的适宜性较高。研究人员还估算出全球约有 56.6 亿(95% 置信区间 56.4 - 56.8 亿)人生活在登革热、基孔肯雅热和寨卡的风险区域,约 15.4 亿(1.53 - 1.54 亿)人生活在黄热病的风险区域910
  4. 与以往地图的比较:与以往的地图相比,此次联合模型预测的登革热、基孔肯雅热和寨卡的分布更为集中,在这些疾病全球分布的边缘地区,风险预测显著降低,这与实际观察到的分布更加吻合。同时,新地图也揭示了这些疾病在历史地理范围之外的显著扩张,尤其是在墨西哥、欧洲和中东等高纬度地区1112

研究结论和讨论部分指出,该研究绘制的新地图有效地解决了以往地图存在的监测偏差和未考虑疾病相似性的问题,更准确地反映了这些疾病的全球适宜性。地图显示,基孔肯雅热和寨卡的传播范围完全在登革热适宜的区域内,这意味着有登革热的地区都可能面临基孔肯雅热或寨卡病毒传播的风险。此外,研究还量化了空间不确定性,为进一步的数据收集和风险评估提供了方向。然而,研究也存在一定的局限性,例如地图仅显示了疾病传播的适宜区域,而非病毒当前的实际传播范围;模型未考虑气候、城市化等因素的动态变化;监测模型可能受到训练数据中病毒疾病空间分布的影响等。尽管如此,这些新地图为国家和地方层面的短期到中期风险评估提供了重要的起点,有助于更有针对性地开展干预措施和监测工作。未来,结合当地的风险地图研究和新产生的数据,可以不断更新这些地图,提高其时效性和实用性,为全球疾病防控做出更大的贡献。

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