生态特征分析用于识别美洲地区沙粒病毒和肝炎病毒的啮齿动物宿主

《Biotropica》：Ecologic Traits Analysis for Identifying Rodent Hosts for Arenavirus and Hepacivirus in the Americas

本研究的中文摘要：本研究通过整合美洲啮齿动物的生态和病毒感染数据，利用增强回归树模型识别出与arenavirus和hepacivirus感染相关的生态特征，包括物种所属的鼠科、刺鼠科等，并发现46种潜在未采样宿主，为优化病毒监测提供依据。

　　在自然界中，许多对人类健康产生重大影响的新兴或再发性病原体都来源于野生动物。在这些病原体中，啮齿类动物作为重要的中间宿主，因其独特的生命周期特征和丰富的物种多样性，被广泛认为是病毒传播的重要载体。然而，由于生态复杂性和资源限制，啮齿类动物相关的病原体监测工作在一些地区面临严峻挑战，尤其是在墨西哥和多个美洲热带国家。因此，通过生态特征驱动的模型来识别潜在的未采样宿主，有助于优化野生动物采样策略，提高监测效率，并进一步预测和管理新发传染病的风险。

本研究重点分析了美洲啮齿类动物中与安氏病毒（Arenavirus）和肝病毒（Hepacivirus）相关的生态特征，并通过增强回归树（Boosted Regression Trees, BRT）方法探索了这些特征对病毒阳性预测的贡献。研究团队整合了多个数据库中的信息，包括啮齿类动物的病毒感染记录、生态特征以及分类学信息，构建了一个全面的数据集。随后，使用BRT方法对这些数据进行建模，评估了不同生态特征对病毒阳性率的预测能力。结果显示，模型在预测安氏病毒和肝病毒时表现出较高的准确度，AUC值分别达到0.92至0.96，表明该方法在识别潜在宿主方面具有较高的可靠性。

生态特征与病毒阳性之间的关系被揭示为关键因素。在北美地区，与安氏病毒阳性相关的特征包括物种的分类归属，如Muridae和Cricetidae科，以及一些具体的生态指标，如体质量、繁殖次数和寿命。研究发现，体质量较小、繁殖次数较多和寿命较短的啮齿类动物更可能成为安氏病毒的宿主。而在美洲热带地区，与安氏病毒阳性相关的主要特征还包括体质量较小，以及归属于Muridae、Dipodidae和Sciuridae科的物种。对于肝病毒，模型显示出较高的预测能力，其阳性与物种的分类归属、寿命较短、繁殖次数较多以及栖息地的生态特征有关。这些发现表明，生态特征在预测病毒宿主方面具有重要作用，并为未来病毒监测提供了新的方向。

此外，研究还发现，人工栖息地和某些特定的啮齿类动物属，如Oecomys、Calomys、Hylaemys、Necromys和Proechimys，是影响病毒阳性率的重要因素。这些物种在北美和美洲热带地区均有分布，并且具有较高的生态适应性和广泛的栖息地范围，使其成为潜在的宿主。例如，Oecomys mamorae是一种小型树栖啮齿类动物，主要分布在巴西、玻利维亚和巴拉圭之间，可能在这些区域中扮演重要角色。同样，Reithrodontomys megalotis这种啮齿类动物在北美和美洲热带地区均有分布，且常与重要的病原体宿主共存，如Peromyscus maniculatus和Mus musculus，这可能增加了病毒传播的风险。

在预测未采样的宿主方面，研究团队通过BRT模型识别出46种可能成为安氏病毒和肝病毒宿主的啮齿类动物。这些物种的分布主要集中在北美地区的美国东部和西部沿海、墨西哥北部以及美洲热带地区的巴西、巴拉圭和亚马逊雨林区域。研究还指出，许多预测的宿主物种分布于跨国界区域，这些区域由于共享的生态和地理特征，可能成为病毒传播的关键枢纽。这提示我们在制定监测策略时，应特别关注这些地区的啮齿类动物，以减少病毒溢出和传播的风险。

通过分析生态特征和宿主分布，本研究揭示了不同区域中啮齿类动物对病毒传播的潜在影响。例如，某些啮齿类动物因其广泛分布和高度适应性，更可能成为病毒的宿主。这些物种往往在农业、畜牧业和人类活动频繁的地区生存，增加了与人类的接触机会，从而可能引发新的疫情。此外，一些物种的分布范围广泛，且在不同栖息地之间频繁迁移，这可能使它们成为病毒传播的媒介。

本研究的另一个重要发现是，不同地区的病毒阳性率受到不同的生态特征影响。例如，在北美地区，安氏病毒阳性主要与小体型、高繁殖率和短寿命相关，而在美洲热带地区，小体型和某些特定的分类归属则成为主要预测因子。这种差异可能反映了不同生态环境对病毒传播的不同驱动机制，也为未来的研究提供了新的视角。此外，研究还指出，一些物种如Peromyscus leucopus，不仅在北美地区分布广泛，而且可能同时成为安氏病毒和肝病毒的宿主，这进一步强调了其在病毒传播中的重要性。

尽管本研究在识别潜在宿主方面取得了重要进展，但仍然存在一些局限性。首先，数据收集过程中可能存在一定的偏倚，例如在某些地区或物种上的采样不足，这可能导致模型预测的偏差。其次，一些关键的生态特征数据缺失，影响了模型的准确性。因此，未来的研究需要进一步加强数据收集，尤其是在生态特征和宿主分类方面的系统性调查。此外，虽然模型提供了可靠的预测，但需要通过实地研究或自然感染实验来验证这些预测结果，以确保其在实际应用中的有效性。

总的来说，本研究通过生态特征驱动的模型，揭示了啮齿类动物在安氏病毒和肝病毒传播中的关键作用。这一发现不仅有助于优化野生动物采样策略，还能为未来监测和管理新发传染病提供科学依据。随着全球气候变化和人类活动的加剧，啮齿类动物作为病原体宿主的重要性将愈发凸显。因此，持续的生态和病毒学研究对于理解和应对这些潜在的公共卫生威胁至关重要。通过深入分析这些物种的生态特征，我们可以更好地预测病毒传播路径，制定有效的防控措施，从而降低对人类健康的威胁。