综述：中国马尔尼菲篮状菌和马尔尼菲篮状菌病的预测风险分布：一项“同一健康”框架下的生态位模型研究

《One Health》：Estimated prevalence and genetic diversity of Bartonella species in small mammals in Europe: Systematic review and meta-analysis

本综述基于“同一健康”框架，首次利用最大熵模型系统预测了中国马尔尼菲篮状菌及其主要宿主竹鼠的当前与未来分布。研究揭示了温度和降水相关因子是决定宿主分布的关键环境驱动因素，高风险区高度集中于中国南方/西南部省份。通过整合社会经济因素，研究进一步绘制了分层风险地图，并预测在不同气候变化情景下宿主适宜区将呈现动态变化，为这一重要人兽共患真菌病的精准防控提供了高分辨率空间决策支持。

　　

引言

马尔尼菲篮状菌病是一种由双相真菌马尔尼菲篮状菌引起的危及生命的系统性真菌病，对免疫缺陷人群，特别是HIV/AIDS患者、癌症患者或长期接受类固醇治疗者构成严重威胁。这种被忽视的热带病在环境储存库、人兽共患宿主（特别是竹鼠）和人类易感性的交叉点蔓延。其病原体马尔尼菲篮状菌具有独特的热双相性：在凉爽土壤中（< 25?°C）以腐生霉菌形式存在，产生传染性分生孢子；在宿主体内生理温度（37?°C）下转变为致病性酵母形态。在流行区，该病影响4-15%的HIV阳性个体，常标志着艾滋病进入晚期，即使接受抗真菌治疗，病死率仍超过30%。其地理分布具有显著异质性，主要集中于北纬20°至20°之间的热带和亚热带地区，这种空间格局是生态和人为因素协同作用的复杂结果。

竹鼠亚科（特别是白花竹鼠、中华竹鼠和 Sumatra 竹鼠）被明确为马尔尼菲篮状菌的主要环境储存库。这些啮齿类动物在其网状内皮系统中无症状携带该真菌，携带率高达15%至40%。受感染的老鼠通过排泄物以及死亡分解过程，持续将马尔尼菲篮状菌分生孢子排入其地下洞穴系统的土壤中，造成持久的环境感染灶。人类感染几乎完全通过吸入这些受污染土壤中气溶胶化的分生孢子而发生。

材料与方法

本研究采用“同一健康”框架，整合真菌生态学、储存库分布、气候预测和人类脆弱性，首次预测了中国马尔尼菲篮状菌和马尔尼菲篮状菌病的风险分布。研究目标包括：模拟三种关键竹鼠储存库物种在中国的当前栖息地适宜性分布；识别决定其分布的关键环境驱动因素；通过整合模拟的储存库适宜性图层与社会经济因素，生成人类马尔尼菲篮状菌暴露的潜在风险地图；预测在两种代表性气候变化情景下，未来中期和长期适宜性分布的潜在变化。

研究首先从全球生物多样性信息机构、国家动物标本资源平台以及中英文数据库（截至2023年12月）收集了三种竹鼠的地理参考记录，并通过空间过滤以减少空间自相关，最终获得324条有效记录。从WorldClim数据库获取了104个高分辨率环境因子，通过相关性分析筛选出11个关键环境变量用于最终建模，包括海拔、年均温、等温性、年温度变化范围、年降水量、最干月降水量、降水季节性等。

最大熵模型被用于预测三种竹鼠宿主的栖息地适宜性。模型设置采用100次自举重复，75%数据用于训练，25%用于独立测试。模型性能通过受试者工作特征曲线下面积进行评估。栖息地适宜性和感染风险均被分类为低、中、高、极高四个等级。人类感染风险通过整合宿主适宜性与社会经济因素（HIV发病率、人口密度、GDP）进行计算，并针对HIV阳性和阴性人群分别绘制风险地图。未来预测基于CMIP6的BCC-CSM2-MR气候模型，考虑了SSP126（低辐射强迫）和SSP585（极高辐射强迫）两种情景下的四个未来时期。

结果

模型对三种竹鼠宿主的栖息地适宜性分布预测表现出极高的准确性和稳健性，测试数据集的AUC值介于0.958至0.999之间，显著优于随机预测。空间分析显示，三种宿主的高适宜区均显著集中于北纬20°至35°之间的历史流行区，与中国已知的马尔尼菲篮状菌病地方性流行区高度吻合。

白花竹鼠的潜在分布最广，其核心高适宜区广泛覆盖云南、贵州、广西、广东、湖南、江西、福建和海南等省份。中华竹鼠的分布更为受限和集中，核心高适宜区主要位于四川和贵州。Sumatra 竹鼠的分布最为有限，适宜区主要零散分布于云南西南部。

对环境驱动因素的分析表明，降水和温度相关因子是决定宿主栖息地适宜性的主要环境驱动因素，但不同物种存在特异性响应。对于白花竹鼠和中华竹鼠，年降水量和最干月降水量是主要驱动因素，但它们的最佳范围存在显著差异。而对于 Sumatra 竹鼠，等温性成为塑造其分布的主导因素，凸显了温度稳定性对该物种的重要性。

整合宿主栖息地适宜性与社会经济因素，生成了中国马尔尼菲篮状菌病传播风险热点区的空间细化地图。总体而言，传播风险的空间分布与宿主栖息地适宜区高度一致，高度集中于中国南方和西南部地区。对于HIV阳性人群，高风险区高度集中于云南、广西、四川、贵州、湖南和重庆，这与报道的高临床发病率地区高度吻合。对于HIV阴性人群，风险分布范围更广，但依然集中，覆盖了云南、广西、四川、贵州、湖南、广东、江西、福建和重庆等地。

对未来气候变化情景的预测表明，宿主栖息地适宜性对未来气候变化的响应呈现差异，具体取决于宿主物种和排放强度。在低排放情景下，三种宿主的总体复合适宜面积呈下降趋势。而在高排放情景下，适宜面积则呈现增加趋势。

讨论

本研究首次提供了三种关键马尔尼菲篮状菌宿主物种的高分辨率、统计稳健的栖息地适宜性预测，揭示了其分布高度集中于中国南方和西南部地区。物种特异性的方法揭示了以往被忽视的生态位分化，表明白花竹鼠、中华竹鼠和 Sumatra 竹鼠具有不同的水文和温度最适范围，这对理解病原体维持和传播机制具有重要意义。

将高保真度的宿主适宜性地图与空间明确的社会经济驱动因素相结合，代表了马尔尼菲篮状菌病风险制图范式的转变。生成的风险地图不仅与宿主核心区高度一致，而且通过整合社会经济数据，实现了比单纯宿主适宜性模型更高的空间分辨率和准确性。按HIV状态进行风险分层具有重要的实际操作意义，可为不同风险区域制定精准的公共卫生干预策略。

未来预测结果强调，马尔尼菲篮状菌宿主适宜性（进而疾病风险）的未来并非一成不变，而是关键取决于排放路径和宿主物种特性。低排放情景下的适宜区收缩与高排放情景下的适宜区扩张，量化了气候政策对疾病负担的影响。这要求监测网络必须具有动态性，纳入实时气候数据和预测模型，以追踪宿主分布范围的变化。

结论

本研究在“同一健康”框架下，首次提供了中国马尔尼菲篮状菌和马尔尼菲篮状菌病的高分辨率预测风险地图。研究明确了决定宿主分布的关键环境驱动因素，绘制了针对不同人群的精细化风险分布图，并预测了未来气候变化下的动态变化模式。这些发现为针对这一重要人兽共患真菌病的靶向公共卫生干预措施提供了宝贵的科学依据，所提出的方法框架也有助于未来气候变化下其他“真菌-动物宿主-人类”疾病的预防和管理。