综述:未来气候与人口变化将使维多利亚湖盆地血吸虫病传播风险几乎翻倍

【字体: 时间:2025年07月20日 来源:One Health 4.1

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  这篇综述运用生态集合模型(Random Forest/XGBoost/MaxEnt)预测气候变化下维多利亚湖盆地(LVB)中间宿主螺类(Bulinus/Biomphalaria)的栖息地适宜性变化,揭示到2050年肠型和尿路型血吸虫病中高风险区将分别增至22%和18%,强调需采取"一体化健康"(One Health)策略应对。

  

维多利亚湖盆地的血吸虫病危机:气候与人口的双重压力

Abstract
维多利亚湖盆地(LVB)作为非洲重要的淡水生态系统,支撑着乌干达、肯尼亚等五国数百万人口生计,却长期面临血吸虫病的严峻挑战。最新研究表明,气候变化与人口增长将协同作用,使该地区血吸虫病传播风险呈指数级上升。

Background
血吸虫病作为被忽视的热带病,全球每年造成153万伤残调整寿命年(DALYs)损失,其中90%集中在撒哈拉以南非洲。在LVB地区,尿路型血吸虫病(由Bulinus螺传播)和肠型血吸虫病(由Biomphalaria螺传播)尤为猖獗。当前防控主要依赖吡喹酮药物治疗,但再感染和潜在耐药性问题日益突出,促使世界卫生组织(WHO)将螺类控制纳入2030年防控路线图。

Methods
研究团队创新性地采用生态集合建模方法,整合三种机器学习算法(随机森林/XGBoost/最大熵),基于324个Bulinus和315个Biomphalaria分布点数据,分析19项环境驱动因子。通过共享社会经济路径(SSP1-2.6和SSP5-8.5)气候情景,预测2041-2060年的栖息地变化,并叠加人口密度数据评估暴露风险。

Findings
关键发现揭示:

  • 对Bulinus影响最大的因子依次为温度季节性(Bio4)、最干季降水量(Bio17)和NDVI指数,其适宜区随降水量和海拔(<2000m)增加而扩大,但受植被指数和淤泥含量抑制
  • Biomphalaria分布主要受等温性(Bio3)、坡度及温度季节性调控,在海拔2000m以下区域表现出更强适应性
  • 当前LVB约17%区域适宜Biomphalaria栖息,14%适宜Bulinus,到2050年将分别增至21%和18%
  • 肠型血吸虫病中风险区将从13%激增至22%,尿路型从8%跃升至18%
  1. Introduction
    血吸虫生命周期高度依赖淡水生态系统中特定螺类作为中间宿主。在LVB地区,渔业、农业等亲水生计方式使人群暴露风险倍增。值得注意的是,尿路型血吸虫病与HIV/AIDS的共感染现象在湖区渔业社区尤为突出,形成独特的公共卫生挑战。

  2. Materials and methods
    2.1. 研究区域
    覆盖面积达222,481km2的LVB,人口密度从1996年的100人/km2激增至2024年的250人/km2。湖面海拔1135m的特殊地形,创造了独特的微气候环境。

2.2. 螺类分布数据
通过全球生物多样性信息设施(GBIF)等平台获取的分布数据,经5km空间缓冲处理消除自相关性,最终纳入210个Biomphalaria和120个Bulinus有效位点。

  1. Results
    3.1. 模型性能
    所有模型AUC值均>0.92,其中随机森林对Bulinus预测精度最高(AUC=0.959)。响应曲线显示,两属螺类对温度季节性均呈负相关,但对降水响应存在差异。

3.3. 未来风险预测
在SSP5-8.5情景下:

  • 基苏木(Kisumu)等湖区城市将成为双重感染热点
  • 马赛地区(Masaka)将新增肠型血吸虫病风险区
  • 布科曼辛比(Bukomansimbi)等地尿路型风险显著上升
  1. Discussion
    研究发现NDVI指数与螺类适宜性呈负相关,这可能与茂密植被导致的遮荫效应和二氧化碳累积有关。特别值得注意的是,淤泥含量对Bulinus的抑制作用揭示了底质组成在螺类生态中的关键作用。

  2. Conclusion
    研究证实气候变暖将重塑LVB地区血吸虫病传播格局。建议采取包含环境管理、精准灭螺和社区教育的"一体化健康"策略,特别需要加强对新兴风险区如凯里乔(Kericho)等地的监测。未来研究应整合螺类感染率和水接触行为数据,以提升预测精度。

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