气候变化驱动下南非血吸虫中间宿主螺类的未来分布预测及其防控启示

本研究针对气候变化如何影响南非血吸虫病传播媒介——中间宿主螺类（Bulinus africanus、Bulinus globosus和Biomphalaria pfeifferi）的分布问题，通过整合三种生态位模型（ENMs）和全球环流模型（GCMs），模拟了RCP4.5和RCP8.5情景下2040-210年的螺类适生区变化。研究发现三种螺类栖息地将呈现区域性收缩与扩张并存格局，其中B. africanus可能向西南沿海迁移，而B. pfeifferi在自由州等内陆地区适生性增强。该研究为血吸虫病早期预警系统提供了关键空间决策依据。

　　

血吸虫病作为全球重要的被忽视热带病，其传播高度依赖淡水螺类作为中间宿主。随着气候变化加剧，温度上升和降水模式改变正重塑这些螺类的生存版图——在非洲南部，这种变化可能重新定义疾病流行区的边界。然而，现有研究多聚焦单一螺种或局部区域，缺乏对南非全域三种关键媒介螺类（Bulinus africanus、B. globosus和Biomphalaria pfeifferi）的系统预测。更棘手的是，不同气候模型间的预测差异使得公共卫生部门难以制定精准的防控策略。

为破解这一难题，南非西北大学（North-West University）环境科学与管理系的研究团队开展了一项开创性研究。他们整合了国家淡水螺类标本馆1950-2006年的15,370条分布记录，运用三种生态位模型（广义线性模型GLM、最大熵模型MaxEnt和随机森林RF）耦合三套全球环流模型（ACCESS1-0、BCC-CSM1-1-M和HadGEM2-CC），在RCP4.5和RCP8.5两种排放情景下，模拟了2040-2070和2070-2100年螺类的潜在分布变化。这项发表在《Climate Smart Agriculture》的研究，首次绘制了南非血吸虫媒介螺类在气候变化压力下的生存地图。

研究团队采用多尺度建模策略：首先基于ERA5再分析数据构建1979-2018年基线模型，通过方差膨胀因子（VIF）筛选出9-11个关键生物气候变量（如最湿月降水量Bio13、温度季节性Bio4等）；随后采用10折交叉验证评估模型性能（AUC>0.85，TSS>0.75）；最终通过加权平均法集成三套ENM输出。特别值得注意的是，研究首次将土壤含水量（最湿季/最冷季）纳入预测变量，以反映螺类在极端气候下的生存策略。

3.1 模型性能验证
集成模型展现出卓越的预测力（AUC 0.92-0.99），其中B. africanus的基线模型判别力最强（AUC=0.99）。HadGEM2-CC模型在RCP8.5情景下显示，温度季节性（Bio4）对B. globosus分布的解释贡献率达37%，而B. pfeifferi的最湿季温度（Bio8）阈值在28°C时适生性骤降。

3.2 未来栖息地变迁
Bulinus africanus：在RCP4.5情景下，西北省适生区将缩减11%，但西开普沿海新增28%适生区；RCP8.5情景则预示自由州中部可能出现23%的新适生带。
Bulinus globosus：虽在林波波省适生性下降15%，但夸祖鲁-纳塔尔省高海拔地区因年均温上升2.5-3°C而出现12%的扩张。
Biomphalaria pfeifferi：东部沿海适生区缩减13%的同时，北开普省因降水季节性（Bio15）变化而新增22%适生区。

4.1 气候驱动的传播风险重组
研究发现三种螺类对气候变化的响应存在显著差异：B. africanus表现出向低温区迁移的"气候避难"特性；B. globosus在>30°C区域存活率骤降印证了实验室数据；而B. pfeifferi的广温性使其在自由州等内陆水域建立新种群的风险最高。值得注意的是，土壤含水量成为预测干旱区螺类存活的"关键阀门"——当最湿季土壤水<0.3m3/m3时，所有螺种适生性均断崖式下跌。

这项研究不仅揭示了气候变暖将导致南非血吸虫病传播热点西移的规律，更创新性地提出"适生区跳跃"现象：即传统非流行区（如自由州）可能因局部气候适宜而成为新疫源地。研究团队强调，当前基于历史分布数据的防控体系亟需升级，应结合ENM预测结果重新划定监测重点区域。特别是对温度敏感度较低的B. pfeifferi，其在干旱区内陆的扩张潜力可能带来更复杂的传播动力学变化。这些发现为南非制定气候适应型血吸虫病防控战略提供了不可替代的空间决策支撑。