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CCHFV感染呈全球分布,累及30余国,以出血症状和30%-40%高死亡率为特征,人工智能在疫情预测与防控中展现潜力。
Neha Kaushal|Sahil Jain|Dimple Davray|Albert Rizvanov|Ming-Hsien Chiang|Olesia Ohlopkova|Svetlana Khaiboullina|Ze Chen|Manoj Baranwal
印度旁遮普邦帕蒂亚拉Thapar工程与技术学院生物技术系,邮编147004
摘要
克里米亚-刚果出血热病毒(CCHFV)在亚洲、欧洲、中东和非洲的30多个国家中流行。该病毒导致克里米亚-刚果出血热(CCHF),其特征为出血和咯血。自1944年首次确诊以来,全球每年报告的CCHF病例数量在10,000至15,000例之间。约有30亿人面临CCHFV感染的风险。由于该病毒对医疗体系的广泛威胁,世界卫生组织(WHO)于2015年将其列为优先关注的病原体。在本综述中,我们追踪了疫情的爆发情况,探讨了其起源,并分析了CCHFV的地理传播范围。同时,我们还讨论了病毒的宿主、传播方式以及影响CCHFV感染的因素。文章重点介绍了预防措施,并强调了人工智能在疫情预测和疾病监测方面的潜力。
引言
克里米亚-刚果出血热(CCHF)是一种由克里米亚-刚果出血热病毒(CCHFV)引起的蜱传疾病(Fillatre等人,2019年)。CCHFV是一种具有包膜的球形病毒,属于Nairoviridae科、Orthonairovirus属(Papa等人,2017年)。图1展示了CCHFV的分类学结构。该病毒的遗传物质为三段负链RNA,包括大段(L)、中段(M)和小段(S)(Kuehnert等人,2021年)。L段编码RNA依赖性RNA聚合酶(RdRp),而S段编码核蛋白(NP)。RdRp和NP共同参与病毒的复制过程(Carter等人,2012年)。S段还编码一种非结构蛋白(NS),该蛋白通过激活caspase参与细胞凋亡(Barnwal等人,2016年)。M段编码一种糖蛋白(GP),该蛋白对病毒的附着和组装至关重要(Carter等人,2012年;Freitas等人,2020年)。
CCHFV主要通过蜱虫叮咬传播,尤其是Hyalomma属的蜱虫(Shrivastava等人,2019年)。该病毒也可能通过院内传播途径传播(Serretiello等人,2020年)。根据传播途径的不同,潜伏期可能在1-9天(蜱虫叮咬)或5-13天(院内传播)之间(Serretiello等人,2020年)。潜伏期之后是前出血期,持续4-5天,表现为发热、腹泻、头晕和头痛(Appannanavar & Mishra,2011年;Pratap等人,2012年;Smith等人,2019年)。随后进入出血期,出现瘀点、出血和呕血等症状,持续2-3天(Appannanavar & Mishra,2011年;Pratap等人,2012年;Smith等人,2019年)。最终,在症状出现后的10-20天进入恢复期,表现为心动过速、听力丧失、记忆力减退、脉搏微弱和细胞因子水平升高(Appannanavar & Mishra,2011年;Pratap等人,2012年;Smith等人,2019年)。
CCHF的病死率因地区和疫情情况而异,范围在5%至30%之间(ü?er等人,2024年)。一些报告显示,某些毒株的死亡率可超过30%(CDC,2024a)。CCHF的死亡率受宿主免疫反应、感染时的病毒载量以及合并症的影响(Hawman & Feldmann,2023年;Simo Tchetgna等人,2023年)。
CCHF在全球范围内普遍存在,非洲、中东、东南亚以及欧洲南部和东部均有病例报告(Frank等人,2024年)。最近的研究在巴尔干半岛和西班牙也发现了CCHF病例(Eslava等人,2024年)。1960年至2016年间,全球每年报告的CCHF病例平均约为57例,每年约有10人死亡,其中非洲的病死率约为22%,亚洲约为33%,欧洲约为34%(Nasirian,2020年)。在接下来的部分中,我们将概述CCHF的疫情情况,探讨其起源,并分析病毒的地理分布。此外,我们还将确定CCHFV的宿主、传播机制以及影响其传播的各种因素。最后,我们将总结关键的预防策略,并探讨人工智能(AI)在疫情预测和疾病监测方面的应用潜力。
章节摘录
流行病学:地理分布
CCHF在亚洲、欧洲、中东和非洲的30多个国家中流行,是蜱传病毒疾病中地理分布最广的之一(Shrivastava等人,2019年)。CCHF的病死率为10-40%(WHO)。本文列出了亚洲、非洲和欧洲首次记录的CCHF疫情的时间线(表1)。表2、表3和表4展示了亚洲、非洲和欧洲报告的CCHF病例总数。总体而言,亚洲有13,674例,非洲有585例
宿主与传播
CCHFV具有蜱-脊椎动物-蜱的生命周期,涉及蜱虫和非人类脊椎动物(Chisholm等人,2012年;Hawman & Feldmann,2023年;WHO,2022年)。蜱虫是该病毒的主要传播媒介,主要属于Hyalomma属(如H. marginatum、H. anatolicum、H. dromedarii、H. rufipes)。此外,其他属的蜱虫如Rhipicephalus(R. sanguineus、R. microplus)或Dermacentor(D. marginatus)也被检测出携带CCHFV(Hawman & Feldmann,2023年;Papa等人,
CCHFV的遗传多样性
CCHFV根据其地理分布被分为六种基因型(I–VI)(Lukashev等人,2016年):基因型I–III主要分布在非洲,其中基因型I主要存在于西非(塞内加尔);基因型II分布于中非(刚果民主共和国)和东非(乌干达);基因型III分布于南非、纳米比亚、苏丹和尼日利亚。基因型IV(亚洲)根据其分布进一步分为两类:Asia-1(阿曼、阿联酋、沙特阿拉伯、伊拉克、伊朗、马达加斯加等)
CCHV在美洲并不流行
由于生态、昆虫学和流行病学因素,CCHV在美洲并不流行。尽管美洲部分地区(如美国西南部、阿根廷潘帕草原)具备适宜的栖息地,但CCHV的主要传播媒介Hyalomma蜱虫的种群原产于欧亚大陆和非洲,而非美洲(Al-Abri等人,2017年)。这主要是由于生物地理学差异和生物安全措施的限制。Hyalomma蜱虫在欧亚大陆和非洲进化而来,它们的原生范围包括干旱地区
预防措施
各流行国家采取了多种策略来应对CCHF,包括监测、医疗保健规范、公共卫生措施和国际合作。在CCHF流行地区,普遍推荐并实施了多种预防措施,如使用杀螨剂控制牲畜身上的蜱虫,以及个人防护措施,如穿着长袖衣物和在户外活动时使用驱蜱剂(如DEET)(WHO,2025年)。未来:人工智能的作用
人工智能已成为传染病疫情预测、预防和管理的变革性工具。通过利用大量多样的数据集,人工智能能够更早地发现疫情,更准确地预测疾病传播,并优化资源分配,从而帮助公共卫生官员减轻流行病和大流行的影响(Singhal等人,2023年)。人工智能在疫情预测方面的一个最新应用实例是加拿大的BlueDot平台。
CRediT作者贡献声明
Neha Kaushal:撰写初稿、进行研究、进行数据分析。Sahil Jain:撰写初稿、进行研究、进行数据分析。Dimple Davray:进行研究、进行数据分析。Albert Rizvanov:撰写、审稿与编辑、方法学设计。Ming-Hsien Chiang:撰写、审稿与编辑。Olesia Ohlopkova:撰写、审稿与编辑。Svetlana Khaiboullina:撰写、审稿与编辑、方法学设计。Ze Chen:撰写、审稿与编辑。Manoj Baranwal:监督工作、方法学设计,