西班牙北部非流行区伊蚊传播虫媒病毒的时空风险评估:基于数据驱动模型的巴斯克地区实证研究

【字体: 时间:2025年07月29日 来源:PLOS Pathogens 5.5

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  这篇研究创新性地建立了SIRUVY(Susceptible-Infected-Recovered-Uninfected-Vector-Imported)模型框架,通过整合伊蚊(Aedes)卵计数和输入性病例数据,量化了非流行区(如西班牙巴斯克地区)虫媒病毒(如登革热、寨卡、基孔肯雅热)的本地传播风险。研究揭示了气候变暖和人口流动背景下,城市及城郊地区风险热点的动态演变规律,为公共卫生部门制定精准防控策略提供了数据支撑。

  

引言
全球气候变化和人口流动正加速虫媒病毒的传播扩散。传统热带流行区的登革热(Dengue)、寨卡(Zika)和基孔肯雅热(Chikungunya)等疾病,近年来在欧洲非流行区频发局部暴发,如2012年葡萄牙马德拉岛DENV1疫情和2023年法国登革热暴发。西班牙巴斯克地区作为典型非流行区,自2014年监测到入侵性伊蚊(Aedes albopictus和Aedes japonicus)定殖后,面临输入性病例触发本地传播的潜在风险。

材料与方法
研究团队建立了改良版SIRUVY动力学模型,将人群分为易感(S)、感染(I)、康复(R)和输入病例(Y) compartments,蚊群分为未感染(U)和感染(V)状态。关键参数包括:

  • 相对蚊虫丰度k=κnon-endemicendemic,通过卵陷阱计数估算
  • 输入病例率λ,采用泊松过程建模
  • 预期本地病例数?A?=C0k?Y?,其中C0hβvS0/(γ(μ+βv))

数据来源于2019-2023年巴斯克地区:

  • 流行病学:252个城市的确诊输入病例地理坐标
  • 昆虫学:NEIKER提供的双周卵计数数据(6-11月监测,n=3最高值取平均)

结果

  1. 风险量化

    • 全省年均预期本地病例0.5例(95%CI:0.2-1.1)
    • 风险热点动态迁移:2019年吉普斯夸省边境城市Irun(k=0.32)→2023年比斯开省首府Bilbao(k=0.41)
    • 2023年最高风险值达历史峰值(Lezo市?A?=1.7)
  2. 情景模拟
    对比西班牙卫生部分类标准:

    • 传统分类仅识别"蚊虫定殖区"(如Hondarribia)
    • SIRUVY模型揭示隐性高风险区(如Ermua市因邻近疫区风险提升37%)
  3. 季节特征
    暖季(7-9月)蚊群活跃度达峰值,10月后监测为零,符合大西洋气候特征

讨论
该模型创新性地解决了非流行区三大挑战:

  1. 数据稀疏性:通过泊松过程处理零星输入病例
  2. 尺度适配:市级/月度→省级/年度数据动态聚合
  3. 不确定性量化:Gillespie算法模拟随机波动

局限性包括卵计数与成蚊密度的非线性关系,以及输入病例漏报导致的低估风险。未来可整合遥感气象数据和人类移动模式提升预测精度。

结论
研究证实巴斯克地区伊蚊种群持续扩张,城市中心形成传播热点。虽然目前R0<1维持非流行状态,但风险值年增长率达18%,凸显持续监测的必要性。这套数据驱动框架为全球面临虫媒病毒入侵威胁的地区提供了可复制的风险评估工具。

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