寨卡病毒病傳播風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)研究.pdf

1、背景：寨卡病毒（ZIKV）是一種單股正鏈RNA病毒，屬于黃病毒科黃病毒屬。媒介傳播是其主要的傳播途徑，埃及伊蚊（Aedes aegypti, Ae. Aegypti）和白紋伊蚊（Aedes albopictus,Ae. Albopictus）是寨卡病毒最主要的傳播媒介。近年來，非媒介傳播途徑如性傳播和垂直傳播的作用受到關(guān)注。研究表明，母嬰垂直傳播是新生兒發(fā)生小頭癥的重要危險(xiǎn)因素。人感染寨卡病毒后多數(shù)成為隱性感染者，僅有約20％的感染者經(jīng)

2、過2–12天的潛伏期，表現(xiàn)出發(fā)熱、皮疹和關(guān)節(jié)疼痛等臨床癥狀。已有研究證實(shí)，該病毒感染也是誘發(fā)成人發(fā)生格林–巴利綜合征（GBS）的危險(xiǎn)因素之一。寨卡病毒?。╖ika）患者于1953年首次在尼日利亞被診斷后，該病在非洲和亞洲等局部地區(qū)散在發(fā)生，期間發(fā)生過幾次小范圍的暴發(fā)，2015–2016年起于南美洲的全球寨卡病毒病疫情是迄今為止波及范圍最廣、發(fā)病人數(shù)最多的一次寨卡病毒病疫情，截至2016年底，南美洲部分國(guó)家仍有新發(fā)病例報(bào)告，東南亞的越南、

3、泰國(guó)等國(guó)家的發(fā)病率呈上升趨勢(shì)。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的發(fā)展，國(guó)際貿(mào)易和交流往來頻繁，加劇了跨區(qū)域的人口移動(dòng)，使全球較多區(qū)域面臨寨卡病毒病輸入風(fēng)險(xiǎn)，甚至發(fā)生本地傳播流行。因此，開展全球寨卡病毒病的分布與傳播風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)研究，分析影響寨卡病毒病傳播流行的環(huán)境因素，評(píng)估各區(qū)域輸入與傳播風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于針對(duì)性防控策略的制定、促進(jìn)寨卡病毒病疫情的防控提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和科學(xué)依據(jù)。
　　目的及內(nèi)容：本研究主要包括三個(gè)方面的研究：
　　（1）全球埃及伊蚊和白

4、紋伊蚊分布預(yù)測(cè)研究：針對(duì)寨卡病毒病的主要傳播媒介埃及伊蚊和白紋伊蚊，建立全球埃及伊蚊和白紋伊蚊報(bào)告地區(qū)空間數(shù)據(jù)庫(kù)，構(gòu)建生態(tài)學(xué)模型預(yù)測(cè)全球埃及伊蚊和白紋伊蚊的季節(jié)性分布，為以這兩種伊蚊為主要傳播媒介的傳染病防控提供媒介分布數(shù)據(jù)，也為伊蚊監(jiān)測(cè)重點(diǎn)區(qū)域的選擇提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
　?。?）全球寨卡病毒病分布預(yù)測(cè)研究：建立2015年–2016年全球寨卡病毒病疫情數(shù)據(jù)庫(kù)，明確寨卡病毒病疫情的時(shí)空分布特征和動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)。通過構(gòu)建寨卡病毒病傳播風(fēng)險(xiǎn)增

5、強(qiáng)回歸樹模型（BRT），探索影響寨卡病毒病傳播流行的主要危險(xiǎn)因素，預(yù)測(cè)全球寨卡病毒病傳播風(fēng)險(xiǎn)的季節(jié)性分布，評(píng)估各區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)面積和人口，為寨卡病毒病針對(duì)性的區(qū)域防控提供數(shù)據(jù)支持。
　?。?）中國(guó)寨卡病毒病輸入傳播風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究：基于我國(guó)2016年寨卡病毒病輸入病例的時(shí)空分布數(shù)據(jù)、全球航空客運(yùn)數(shù)據(jù)和西南陸運(yùn)口岸分布信息，評(píng)估我國(guó)經(jīng)航空客運(yùn)途徑入境城市和西南陸運(yùn)口岸入境城市輸入寨卡病毒病的風(fēng)險(xiǎn)。在此基礎(chǔ)上，定量評(píng)估蚊媒傳播引起本地寨卡病毒

6、病傳播流行的風(fēng)險(xiǎn)，為確定寨卡病毒病和蚊媒的重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域、衛(wèi)生資源的合理配置、針對(duì)性防控策略的制定提供科學(xué)依據(jù)。
　　方法：
　?。?）全球埃及伊蚊和白紋伊蚊分布預(yù)測(cè)研究：通過文獻(xiàn)檢索，搜集全球埃及伊蚊和白紋伊蚊報(bào)告地區(qū)的空間分布數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)精度統(tǒng)一至縣區(qū)尺度。收集全球氣候生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)分辨率統(tǒng)一至0.1°×0.1°（赤道附近約為11公里×11公里）并整理為ASCII格式備用。借助MAXENT環(huán)境分別構(gòu)建埃及伊蚊、白紋伊

7、蚊生態(tài)位模型（ENM），預(yù)測(cè)適宜埃及伊蚊和白紋伊蚊分布的區(qū)域。以伊蚊適宜孳生繁殖的溫度閾值，劃分埃及伊蚊和白紋伊蚊的季節(jié)性分布區(qū)域。
　?。?）全球寨卡病毒病分布預(yù)測(cè)研究：收集并整理2015年–2016年全球寨卡病毒病疫情數(shù)據(jù)，構(gòu)建疫情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，并與全球數(shù)字地圖的行政區(qū)劃代碼關(guān)聯(lián)，應(yīng)用空間分析方法分析寨卡病毒病疫情的時(shí)空分布特征。在R語言（version3.1.1;R Core Team2014）環(huán)境中，將2015年10月–20

8、16年2月報(bào)告本地寨卡病毒病病例的美洲城市作為陽性點(diǎn)，同一時(shí)間段未報(bào)告寨卡病毒病本地病例且位于15℃–36℃溫度范圍內(nèi)的美洲城市作為陰性點(diǎn)，結(jié)合2015年9月–2016年2月的月平均氣溫和降水、人口密度、海拔和土地利用等生境與環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)，在城市空間尺度上構(gòu)建BRT模型，分析影響經(jīng)蚊媒傳播導(dǎo)致的寨卡病毒病本地傳播的危險(xiǎn)因素，并根據(jù)模型估算的寨卡病毒病本地傳播風(fēng)險(xiǎn)的概率，計(jì)算臨界值，繪制全球寨卡病毒病高傳播風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域預(yù)測(cè)地圖及其季節(jié)變化動(dòng)態(tài)

9、分布圖?；赪HO劃定的傳染病監(jiān)測(cè)與防控分區(qū)，統(tǒng)計(jì)各區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)面積、人口數(shù)，評(píng)估各區(qū)域寨卡病毒病傳播流行的風(fēng)險(xiǎn)。
　?。?）中國(guó)內(nèi)地寨卡病毒病輸入傳播風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)研究：收集2016年中國(guó)寨卡病毒病輸入病例分布數(shù)據(jù)，分析輸入性寨卡病毒病的流行病學(xué)特征。收集疫源國(guó)家來華國(guó)際航班客流量數(shù)據(jù)和西南陸運(yùn)口岸分布信息，計(jì)算西南地區(qū)邊境城市與邊境陸運(yùn)口岸距離數(shù)據(jù)，評(píng)估各城市寨卡病毒病輸入風(fēng)險(xiǎn)。在此基礎(chǔ)上結(jié)合人口密度數(shù)據(jù)、我國(guó)國(guó)內(nèi)埃及伊蚊或白紋伊蚊分

10、布概率和城市月平均氣象數(shù)據(jù)，建立風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型估算我國(guó)國(guó)內(nèi)輸入寨卡病毒病例后，由蚊媒傳播的寨卡病毒病本地傳播風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)劃分風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，繪制城市寨卡病毒病本地傳播風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)圖。
　　結(jié)果：
　　（1）全球埃及伊蚊和白紋伊蚊分布研究：①影響埃及伊蚊分布的主要?dú)庀笠蛩厥菤鉁?，且低溫指?biāo)（最冷月份的最低氣溫和最冷季度的最低氣溫）對(duì)埃及伊蚊生存分布的影響作用大于高溫指標(biāo)。②白紋伊蚊生存分布同時(shí)受到降水和氣溫的影響，白紋伊蚊對(duì)于氣

11、溫的依賴性低于埃及伊蚊。③全球埃及伊蚊分布范圍集中在南北緯35°區(qū)間內(nèi)的部分國(guó)家和地區(qū)。④白紋伊蚊分布范圍較埃及伊蚊廣泛，分布在北緯60°和南緯40°區(qū)間范圍內(nèi)的部分國(guó)家和地區(qū)，歐洲的南部、美國(guó)的中東部和中國(guó)黃河以南大部分地區(qū)適宜白紋伊蚊的分布。⑤北半球進(jìn)入3月后埃及伊蚊的適宜分布區(qū)域逐漸向北擴(kuò)展，相反，南半球從10月份開始，分布區(qū)域逐漸向南擴(kuò)展。⑥北半球白紋伊蚊季節(jié)性分布變化趨勢(shì)明顯，南半球季節(jié)變化不顯著。白紋伊蚊在北半球的分布區(qū)域從

12、3月–9月逐漸往北擴(kuò)展，10月–次年2月，白紋伊蚊在北半球的分布區(qū)域出現(xiàn)向赤道方向縮小的變化趨勢(shì)
　　（2）全球寨卡病毒病分布與預(yù)測(cè)研究：①兩個(gè)BRT模型預(yù)測(cè)效能優(yōu)良,模型預(yù)測(cè)AUC均大于93%。②氣溫和降水與寨卡病毒病本地傳播風(fēng)險(xiǎn)非線性相關(guān)。影響寨卡病毒病本地傳播的適宜月平均氣溫范圍是22℃–27℃；低于22℃時(shí)，溫度對(duì)于寨卡病毒病本地傳播風(fēng)險(xiǎn)影響不大；高于27℃時(shí)，隨溫度升高，發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)呈下降趨勢(shì)。月降水量在20毫米–60毫米范

13、圍內(nèi)時(shí)，寨卡病毒病本地傳播風(fēng)險(xiǎn)隨降水量增加而增加，低于20毫米或者高于60毫米時(shí)，月降水量與寨卡病毒病本地傳播風(fēng)險(xiǎn)呈負(fù)相關(guān)。③若僅考慮埃及伊蚊在寨卡病毒病傳播過程中發(fā)揮作用，BRT模型顯示全球范圍內(nèi)，寨卡病毒病本地傳播風(fēng)險(xiǎn)范圍與埃及伊蚊分布范圍較為一致，僅局部地區(qū)顯示埃及伊蚊的分布概率較高，寨卡病毒病本地傳播風(fēng)險(xiǎn)卻較低，如巴西的東南部地區(qū)。④根據(jù)BRT模型預(yù)測(cè)結(jié)果，寨卡病毒病季節(jié)變化趨勢(shì)與埃及伊蚊的季節(jié)變化趨勢(shì)一致，南北半球呈現(xiàn)出春夏季

14、風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域向北向南擴(kuò)展，秋冬季向赤道回縮的季節(jié)變化趨勢(shì)。⑤如考慮白紋伊蚊在寨卡病毒病的傳播中發(fā)揮作用（將預(yù)測(cè)的白紋伊蚊分布概率與埃及伊蚊分布概率同時(shí)納入模型），則預(yù)測(cè)的全球寨卡病毒病本地傳播的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域顯著向高緯度地區(qū)擴(kuò)展，美國(guó)的中東部地區(qū)、中國(guó)黃河以南的大部分地區(qū)和歐洲的南部地區(qū)在夏季具有寨卡病毒病本地傳播風(fēng)險(xiǎn)。⑥僅考慮埃及伊蚊在寨卡病毒病傳播過程中的作用，全球91%的風(fēng)險(xiǎn)人口分布在東南亞、非洲和西太平地區(qū)，71%的風(fēng)險(xiǎn)人口出現(xiàn)在7月–1

15、1月。印度風(fēng)險(xiǎn)人口最多。全球累計(jì)風(fēng)險(xiǎn)人口數(shù)排名前十的國(guó)家里，東南亞國(guó)家有四個(gè)，中國(guó)的年累計(jì)風(fēng)險(xiǎn)人口數(shù)排名第五。美洲國(guó)家風(fēng)險(xiǎn)人口數(shù)未排進(jìn)前十，但巴西、哥倫比亞和委內(nèi)瑞拉的風(fēng)險(xiǎn)面積在全球排第一、第六和第七。
　　（3）中國(guó)內(nèi)地寨卡病毒病輸入風(fēng)險(xiǎn)研究：①我國(guó)2016年共輸入26例寨卡病毒病病例，其中62%的病例由委內(nèi)瑞拉輸入?；颊叩闹饕Y狀為發(fā)熱和皮疹，個(gè)別患者表現(xiàn)出頭痛、瘙癢、關(guān)節(jié)痛、紅眼病和腹瀉等非典型癥狀。②中國(guó)經(jīng)國(guó)際航班輸入寨卡

16、病毒病的高風(fēng)險(xiǎn)城市主要包括北京、上海和廣州；經(jīng)邊境陸運(yùn)口岸輸入寨卡病毒病高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域?yàn)榈潞曛荨⒎莱歉凼泻捅焙Ｊ?。③廣東省湛江市、海口和三亞在2月、8月和11月存在寨卡病毒病本地傳播的中高風(fēng)險(xiǎn)；除了1月和12月，德宏州和臨滄市均存在寨卡病毒病輸入傳播的中等風(fēng)險(xiǎn)。④如考慮白紋伊蚊在寨卡病毒病的傳播流行中發(fā)揮作用，廣州市在3月、4月和11月具有本地傳播的高風(fēng)險(xiǎn)。
　　結(jié)論：本研究綜合利用空間信息技術(shù)和數(shù)學(xué)建模方法，在全球尺度上對(duì)寨卡病毒病

17、本地傳播風(fēng)險(xiǎn)分布進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)估，研究結(jié)果表明：①溫度和降水是影響寨卡病毒病本地傳播風(fēng)險(xiǎn)的重要影響因素，若全球氣候驟然變化，如發(fā)生明顯的厄爾尼諾現(xiàn)象、干旱等，都會(huì)影響到寨卡病毒病本地傳播風(fēng)險(xiǎn)分布區(qū)域的變化。②全球寨卡病毒病本地傳播風(fēng)險(xiǎn)的季節(jié)性分布預(yù)測(cè)與評(píng)估，提示東南亞地區(qū)、西非、南美洲東北部和加勒比海流域的部分國(guó)家和地區(qū)具有寨卡病毒病本地傳播高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)，在北半球7月份是寨卡病毒病傳播高風(fēng)險(xiǎn)時(shí)段，可以針對(duì)這些重點(diǎn)區(qū)域和時(shí)段開展寨卡病人和蚊媒