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无形体科(Anaplasmataceae)物种对全球健康构成日益严重的威胁,但其感染风险尚不明确。研究人员开展该物种多样性、分布及潜在感染风险的研究。结果发现 85 种无形体科物种,明确其宿主、载体及分布影响因素。这有助于高风险地区防控该类感染。
在自然界中,无形体科(Anaplasmataceae)细菌犹如隐藏的 “幽灵”,悄然威胁着人类和动物的健康。这类细菌主要由节肢动物传播,尤其是蜱虫,它们能感染多种野生动物和家畜。然而,长期以来,人们对无形体科物种的感染风险认识不足。一方面,虽然它们在自然环境中广泛存在,但人类感染情况在许多地区未得到充分监测,多数病例仅在欧美等发达地区有报道。另一方面,随着分类学发展,新的无形体科物种不断被发现,可现有研究缺乏对其全球层面的系统分析,严重阻碍了对潜在感染风险的评估。为了揭开无形体科物种的神秘面纱,来自国内的研究人员开展了一项全面且深入的研究,相关成果发表在《eBioMedicine》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先,通过在 PubMed、Web of Science 等多个数据库进行系统的文献检索,获取 1910 年至 2022 年关于无形体科物种在载体、动物和人类中检测的数据。然后,利用地理信息系统(GIS)技术,创建全球网格地图,将生态变量与每个网格关联。最后,运用机器学习算法,如提升回归树(BRT)、随机森林(RF)和最小绝对收缩和选择算子(LASSO)逻辑回归,分析生态、环境等因素对无形体科物种分布的影响,并预测其潜在风险区域。
研究结果如下:
- 物种发现与宿主载体关联:共确定了 85 种无形体科物种,其中超半数在近十年被发现。这些物种感染了 187 种节肢动物(主要是蜱虫)、312 种野生动物和 12 种家畜。例如,嗜吞噬细胞无形体(Anaplasma phagocytophilum)的载体种类最多(97 种),在野生动物中检出范围也最广(208 种)。同时,发现部分物种具有宿主特异性,如嗜吞噬细胞无形体和新立克次氏体(Candidatus Neoehrlichia mikurensis)主要感染野生动物,边缘无形体(Anaplasma marginale)等主要感染特定家畜。
- 感染病例与症状分析:全球共报告 52315 例人类感染无形体科物种的病例,嗜吞噬细胞无形体和查菲埃立克体(Ehrlichia chaffeensis)感染占比最高,分别为 66.5% 和 32.4%。对 7070 例患者的临床症状分析显示,不同病原体感染症状存在差异,如嗜吞噬细胞无形体感染主要症状为发热和肌痛。
- 地理分布特征:无形体科物种在载体、动物和人类中的分布存在地理差异。在载体中,其分布与蜱虫分布相关,不同属蜱虫携带的物种在不同纬度和大陆有差异。在动物中,欧美主要在野生动物和狗中检测到,欧亚大陆则在绵羊、山羊和牛中多有报告。人类感染在地理上因检测方法不同而不同。此外,绘制了 12 种主要无形体科物种的全球分布,发现不同物种分布区域各有特点。
- 风险预测模型:BRT 模型对 8 种主要蜱虫载体预测效果良好,揭示气候因素对蜱虫分布影响最大。RF 模型在 6 种主要无形体科物种生态位建模分析中表现最佳,发现温度、降水、蜱虫栖息地适宜性指数(HSI)、城市建成区面积、人口密度等因素影响物种分布。预测结果显示,6 种无形体科物种潜在风险区域比现有记录更广,嗜吞噬细胞无形体风险最大,可能影响 39.7 亿人和 895 万 km2 区域。
研究结论和讨论部分指出,该研究构建的数据库有助于深入了解无形体科物种与载体、宿主的关系。研究发现蜱虫是主要传播载体,野生动物和家畜在病原体传播中作用关键,部分蜱虫栖息地扩张增加传播风险。同时,研究存在局限性,如数据质量、发表偏倚、未考虑血清学数据和生态变量动态变化等问题。尽管如此,该研究为临床诊断、公共卫生监测和防控策略制定提供了重要依据,强调应加强高风险地区监测,推动兽医、医学和环境部门合作,采用 “同一健康”(One Health)方法应对无形体科物种感染的全球公共卫生挑战,未来研究需提高数据质量和完善模型。