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为探究气候和环境因素对莱姆病(LB)动态的影响,研究人员利用贝叶斯建模框架开展研究。结果发现相关因素与 LB 病例正相关,还预测了部分地区风险趋势。该研究为公共卫生干预提供依据,助力应对蜱传传染病风险。
在欧洲,莱姆病(Lyme borreliosis,LB)是一种极为常见的虫媒传染病,每年仅西欧就有约 20 万人感染。它由伯氏疏螺旋体(Borrelia burgdorferii)复合群细菌引发,通过感染的硬蜱叮咬传播给人类。这种疾病不仅症状多样,可能影响神经系统、心脏、肌肉骨骼系统和皮肤,还会严重降低患者的生活质量。而且,随着全球气候的变化,传播 LB 的蜱虫分布范围不断扩大,向更高纬度和海拔地区蔓延,使得疾病传播风险进一步增加。
在德国,LB 已流行至少二十年,给公共卫生带来了沉重负担。然而,目前对于影响 LB 传播的环境和气候因素,以及它们如何在时空上影响疾病动态,人们的了解还十分有限。这就像在黑暗中摸索,无法精准地制定有效的防控策略。为了打破这种困境,来自多个国外研究机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《eBioMedicine》杂志上,为我们认识和应对 LB 提供了新的视角和方法 。
研究人员为了探究气候和环境因素对 LB 风险的影响,进行了一系列严谨的研究。在数据收集方面,他们从德国罗伯特?科赫研究所(Robert Koch Institute,RKI)的在线平台 SurvStat@RKI 下载了 2009 年 1 月至 2022 年 12 月的 LB 确诊病例周计数数据,并从德国联邦统计局获取了各地区的人口数据。同时,从 E - OBS v27.0e 数据集提取了气候变量,包括温度、湿度、降水等,还获取了土地覆盖数据和红鹿栖息地适宜性指数。
在分析方法上,研究人员运用了贝叶斯框架下的分层混合模型。通过这个模型,他们可以估计 LB 病例报告的风险,并纳入空间和时间随机效应,以考虑数据中未测量到的变异性。为了确保模型的准确性和可靠性,他们还进行了模型选择和变量筛选,通过多种拟合优度统计指标,如渡边 - 赤池信息准则(Watanabe - Akaike Information Criteria,WAIC)、偏差信息准则(Deviance Information Criterion,DIC)等,确定了最终的模型结构 。
在研究结果部分,首先是 LB 的流行特征。在 2009 - 2022 年间,共记录了 123444 例 LB 病例,分布在德国各个州,呈现出明显的季节性模式,5 - 12 月病例数最多。其中,勃兰登堡、梅克伦堡 - 前波莫瑞和萨克森等地区的发病率较高。
其次是风险因素分析。研究发现,LB 病例与多个气候和环境因素存在关联。在气候因素方面,2 - 4 个月前的最高温度在 10.5°C - 26.3°C 之间、6 个月前相对湿度超过 78.8%、1 个月前标准化降水蒸散指数(Standardised Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI - 3)为正值(表示异常湿润)时,LB 风险增加。在环境因素方面,森林覆盖和绿色城市区域与 LB 风险呈正相关,而城市和工业区域则呈负相关 。
进一步分析发现,地区是否适宜鹿群生存会影响 LB 风险。适宜鹿群生存的地区,LB 风险比不适宜地区高 1.37 倍。而且,在这些地区,相对湿度对 LB 风险的影响更为显著,当相对湿度超过 80.3% 时,风险明显增加。同时,研究还发现女性感染 LB 的风险比男性高 1.17 倍,并且在不同温度下,男女感染风险的变化存在差异 。
最后是风险预测与趋势分析。研究模型预测,石勒苏益格 - 荷尔斯泰因、汉堡和下萨克森等州的 LB 风险呈上升趋势。与 1951 - 1970 年相比,2013 - 2022 年期间,全国大部分地区与最高温度相关的 LB 相对风险增加,尤其是石勒苏益格 - 荷尔斯泰因、下萨克森和不来梅等地。
在讨论部分,研究结果进一步强调了气候和环境因素在 LB 传播中的重要作用。湿度影响蜱虫的生存,适宜的湿度条件有助于蜱虫存活,从而增加 LB 传播风险。温度不仅影响蜱虫的发育和活动,还与人们的户外活动频率相关,进而影响人类接触蜱虫的机会 。
此外,鹿群栖息地与 LB 风险密切相关,适宜鹿群生存的地区往往蜱虫较多,增加了疾病传播风险。而城市和工业区域的特征也会影响 LB 风险,绿色城市空间虽然在一定程度上增加了风险,但与城市和工业区域的整体影响不同。
从长期趋势来看,欧洲气候变暖使得蜱虫分布范围扩大,LB 风险增加。尽管近年来德国 LB 病例报告数量没有明显趋势,但气候条件的变化仍值得关注。同时,研究中发现的性别差异,提示可能存在不同的暴露或免疫反应机制 。
然而,该研究也存在一些局限性。例如,数据受监测覆盖范围、医疗寻求行为和诊断实践差异的影响,可能存在漏报情况。而且,模型无法推断直接因果关系,只是识别了与 LB 风险相关的环境模式,不能直接测量病原体传播动态或蜱虫数量。此外,预测假设存在一定局限性,历史数据比较也可能存在不准确之处 。
总体而言,这项研究通过量化气候和环境因素与 LB 风险的关系,为公共卫生监测和防控提供了重要依据。它有助于识别高风险地区,指导制定针对性的预防措施,对于应对蜱传传染病的挑战具有重要意义。未来,需要进一步完善监测系统,深入研究传播机制,以更好地防控 LB 等蜱传疾病,保障公众健康。