瓶鼻海豚呼吸同步行为塑造呼吸道疾病风险的群体异质性研究

本研究通过构建接触网络模型，揭示了野生瓶鼻海豚(Tursiops spp.)群体中呼吸同步行为如何驱动呼吸道病毒传播的年龄与性别差异。研究人员结合美国切萨皮克湾和澳大利亚鲨鱼湾两个种群的实证数据，发现幼年个体因高频呼吸接触呈现最高感染风险(R0 =1.9)，成年雄性次之，而母-幼组合风险最低。该研究首次量化了社会行为对海洋哺乳动物疾病传播的影响，为预测未来海豚 morbillivirus(DMV)等疫情传播路径提供了关键框架。

　　

海洋生态系统正面临人类活动与气候变化的双重威胁，其中呼吸道疾病导致的鲸豚类群体死亡事件频发。2013年大西洋沿岸瓶鼻海豚(Tursiops erebennus)因海豚瘟热病毒(DMV)爆发导致1,650余例死亡，种群数量骤降40-50%。这类高度社会化的物种通过呼吸同步行为（2米内同步浮出水面）传播病原体，但群体接触模式如何影响疾病传播始终未明。

乔治城大学等机构的研究团队创新性地将社会行为学与流行病学模型结合，通过美国波托马克-切萨皮克湾(PC)和澳大利亚鲨鱼湾(SB)两个野生海豚种群的长期观测数据，构建了基于呼吸同步接触的网络传播模型。研究发现发表在《Communications Biology》的成果显示，幼年海豚因社交活跃度最高（日均接触34.7次）成为DMV感染高危群体，成年雄性(30.58次)次之，而母-幼组合(22.3次)风险最低。这种接触模式导致当病毒由幼体引入时，群体感染规模会扩大11%。

关键技术包括：1) 基于5-180分钟焦点追踪的呼吸同步行为量化；2) 利用负二项分布拟合年龄性别特异性接触度分布p(k_d
(μ))；3) 结合DMV潜伏期(5-10天)构建传播网络模型；4) 采用易感-感染-恢复(SIR)模型模拟R₀
=1.9时的传播动态；5) 验证使用美国国家海洋渔业服务局2013-2015年搁浅数据。

呼吸同步行为存在人口统计学结构
通过99次PC海豚焦点追踪发现，幼年个体接触频率显著高于成年雌性(p=0.008)，群体呈现强同质性混合(Newman指数0.47)。SB种群虽接触频率较低，但相同年龄性别风险排序一致，证实社会行为模式的跨种群保守性。

PC种群呈现更高流行病风险
PC海豚达到R₀
=1.9所需病毒传播力(T=0.055)仅为SB种群(T=0.115)的一半，最终感染规模高出6%。这与其更大的群体规模(约10,000 vs 2,700)和迁徙习性相关，旅行行为占比达70%显著高于SB种群的22%。

感染风险呈现年龄-性别差异
模型预测幼年海豚感染率比成年群体高17.3%，雄性比雌性高9.5%。该结果与2013年DMV疫情搁浅数据高度吻合：幼体占死亡总数的54.8%，成年雄性占38.6%，均显著超出其种群比例(p<0.0001)。

群体感染负担受引入途径影响
当病毒由幼体或成年雄性引入时，群体感染规模分别扩大11%和8.5%。这解释了DMV通过领航鲸等中间宿主传播时，因雄性更频繁跨种群接触导致的快速扩散。

该研究首次量化了社会行为对海洋哺乳动物疾病传播的塑造作用。发现尽管存在生态差异，瓶鼻海豚的年龄性别接触模式具有跨种群保守性，这为预测其他鲸豚类疫情传播提供了范式。特别值得注意的是，幼年个体的高社交性既是生存学习所需，又成为疾病传播弱点——这种进化权衡解释了为何DMV疫情总伴随幼体高死亡率。研究建议将社会行为参数纳入海洋哺乳动物保护计划，针对高危群体设计差异化监测策略。未来可结合免疫记忆动态模型，预测DMV在部分免疫群体中的周期性爆发规律。