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内脏利什曼病(VL)在太行山区周边威胁渐增,但其时空动态和驱动因素不明。研究人员分析 2006 - 2023 年该地区 VL 病例,结合随机森林模型与环境协变量研究。结果发现病例数增加、范围扩大,环境变化因素影响显著。为防控 VL 提供依据。
在世界范围内,内脏利什曼病(Visceral leishmaniasis,VL)是一种不容忽视的疾病。它由利什曼原虫属的细胞内原生动物引起,通过感染的雌性白蛉叮咬传播 。患者会出现长期发热、虚弱、盗汗等症状,如果得不到及时治疗,还可能发展为多系统疾病,引发二次感染甚至死亡,在寄生虫病中,其死亡率仅次于疟疾。
在中国,VL 的历史颇为曲折。早在 19 世纪 80 年代就出现了最早的病例,1904 年首次有寄生虫学确诊的病例。新中国成立后,通过一系列有力的防控措施,如对患者进行诊断和化疗、识别并处理感染的狗、室内喷洒杀虫剂控制病媒等,VL 病例逐渐减少。但到了 20 世纪 80 年代后期,随着 “西部大开发战略” 的实施,VL 在西部和中部地区又开始死灰复燃。近年来,太行山区周边的 VL 病例呈上升趋势,给当地民众的健康带来了极大的威胁。然而,人们对该地区 VL 的时空动态变化以及潜在的驱动因素却知之甚少。为了填补这一知识空白,来自西藏大学、中国科学院地理科学与资源研究所等多个机构的研究人员开展了一项深入的研究,相关成果发表在《Environmental Health》杂志上。
研究人员为了探究 VL 在太行山区周边的传播规律,采用了多种技术方法。他们从中国疾病预防控制中心(China CDC)获取了 2006 年至 2023 年的人类 VL 病例数据。在分析过程中,运用空间 - 时间聚类分析(Space - time cluster analysis),借助 SaTScan 10.2.4 软件确定 VL 病例的高风险和低风险聚集区;利用随机森林(Random forest)模型,在 R 统计编程环境中,结合相关的环境和人口因素数据,探究各因素对 VL 病例的影响。
研究结果
- 时空分布:研究发现,2006 年至 2023 年期间,共报告了 800 例人类 VL 病例,涉及 29 个城市和 113 个县。最早的病例出现在 2006 年 3 月山西省西部。山西省的病例数最多,达 586 例,随后是河南(129 例)、河北(71 例)和北京(14 例)。病例主要集中在这些地区的中西部,且随着时间推移,VL 病例的地理范围和数量都在不断扩大。对四个地区 VL 病例的月度变化分析显示,虽然每年病例数显著增加,但并没有特定的季节性或月度规律。
- 空间 - 时间聚类分析:通过空间 - 时间扫描分析,研究人员确定了两个显著的 VL 病例高风险聚集区。一个位于山西省阳泉市平定县,涵盖了山西省东部和河北省西部的部分地区,在 2017 年至 2023 年期间报告了 395 例病例;另一个位于山西省运城市垣曲县,涉及山西省南部和河南省东北部的多个地区,2020 年至 2023 年有 239 例病例。同时,还识别出了三个低风险聚集区。
- 驱动因素:随机森林模型评估结果表明,标准化降水偏差对 VL 病例的影响最为显著,占总解释变异的 17.95%,其次是海拔(14.22%)、森林累积变化比(12.29%)、归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)累积变化(11.15%)等。环境因素在影响 VL 传播风险中占主导地位,累计解释了 66.17% 的变异,其次是社会经济因素(19.61%)和地形因素(14.22%)。降水和温度标准化偏差的增加都与 VL 病例的增多有关;海拔在 800 米以下时促进病例增加,800 米以上则抑制病例;森林面积比和 NDVI 的累积变化与病例数呈正相关;城市累积变化比和 GDP 起初抑制病例增长,之后又促进病例增加;耕地比例的变化,无论增加还是减少,都与 VL 病例数的增加有关。
在讨论部分,研究人员指出,他们的研究突出了环境变化对 VL 复发和传播的重要影响。与以往研究不同,此次研究纳入了 NDVI 累积变化、温度和降水的标准化偏差以及不同土地覆盖类型面积比例的累积变化等因素。标准化降水偏差是影响 VL 病例的最重要因素,它与病例数呈正相关,可能是因为正降水偏差为白蛉创造了更多潜在栖息地。标准化温度偏差在超过 1 时,才与 VL 病例呈现显著正相关,较高温度会加快白蛉新陈代谢,缩短其生命周期,从而促进疾病传播。随着气候变化,预计该地区降水和温度都会上升,这可能进一步增加 VL 的传播风险并扩大疫区。
此外,研究还发现 NDVI 累积变化、森林面积比例增加都与 VL 病例正相关,因为它们为白蛉提供了更有利的生存和繁殖条件。而城市变化率对 VL 的影响呈 U 型非线性模式,城市化初期可能因医疗基础设施等改善降低传播风险,但后期城市扩张又可能增加人类接触白蛉栖息地的机会,从而提高传播风险。海拔也是影响 VL 传播的关键因素,在 800 米以下的丘陵地区,复杂地形为白蛉提供了适宜的生态位,而 800 米以上,环境限制使得 VL 病例减少 。
不过,该研究也存在一定局限性,由于数据限制,未对寄生虫进行分子鉴定,也未对白蛉媒介和宿主进行实地调查。未来研究可在这些方面加以完善,从而实现更精准的风险评估和有效的疾病控制。
总体而言,这项研究揭示了太行山区周边 VL 病例近年来快速增加的趋势,明确了长期环境变化和社会经济因素在 VL 传播中的重要作用。这对于制定综合的环境监测、土地利用规划和公共卫生策略,有效管理 VL 风险、保护易感人群具有重要意义,为 VL 的防控提供了关键的科学依据。