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骆驼疫苗接种对中东呼吸综合征冠状病毒传播的潜在影响:基于跨区域传播动力学模型的评估
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月19日 来源:Nature Communications 15.7
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本研究针对中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)在骆驼群体中的传播机制不明、缺乏有效防控策略的问题,通过建立年龄分层的随机动态传播模型,结合非洲、西亚和南亚地区骆驼血清流行率数据,首次量化了不同区域MERS-CoV的基本再生数(R0)差异(西亚7-14 vs 非洲3-5 vs 南亚2-3),证明针对幼驼的高覆盖率(70-90%)疫苗接种可显著降低感染率,为阻断人畜共患传播提供了关键理论依据。
中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)作为致死率高达22%的人畜共患病原体,其反复跨物种传播给人类公共卫生带来持续威胁。尽管医院内传播效率较高,但社区传播主要依赖骆驼这一天然宿主反复溢出感染。令人担忧的是,全球约90%的骆驼分布在缺乏有效监测的非洲和亚洲地区,而现有研究对病毒在动物宿主中的传播规律认知严重不足——既不清楚不同养殖模式下传播强度的地域差异,也不明确疫苗接种对阻断传播链的实际效果。这些知识空白使得针对骆驼的防控策略制定陷入困境。
英国帝国理工学院MRC全球传染病分析中心的研究团队在《Nature Communications》发表创新性研究,通过整合多国骆驼血清学数据和建立随机动态传播模型,首次系统评估了MERS-CoV在骆驼群体中的传播特征及疫苗干预效果。研究采用的关键技术包括:1)基于贝叶斯框架的催化模型,分析非洲、西亚和南亚19项研究的年龄分层血清流行率数据;2)构建包含母源抗体(mAbs)衰减和再感染机制的年龄结构化随机模型;3)通过病毒脱落数据量化疫苗接种对传染性的影响;4)采用元种群模型评估临界社区规模(CCS)。
【传播动力学特征】研究通过拟合四种血清转化模型发现,母源抗体平均持续2个月(95% CrI:1-4个月),而感染后抗体持续约17年。西亚地区年感染力(FoI)最高(0.1-3.0/年),阿联酋某牧场甚至达7.1/年。基本再生数(R0)估算显示显著地域差异:当再感染传染性为初次感染1%时,西亚R0=7-14,非洲3-5,南亚2-3。这种差异可能与病毒进化分支(Clade A/B vs C)或养殖密度有关。
【传播持续性】临界社区规模分析揭示,在季节性产羔(δ=1)的均质群体中,低传播区需约70,000头骆驼维持流行,而高传播区仅需10,000头。当假设传染性与病毒载量对数相关时,CCS降至1,000-30,000头,接近西亚大型养殖场规模。值得注意的是,高传播区呈现典型年度流行峰,而低传播区可出现2-4年周期波动。
【疫苗接种策略】模型模拟三种疫苗情景:1)仅降低传染性;2)同时降低传染性和易感性;3)仅对既往感染动物有效。结果显示针对6月龄幼驼接种效果最佳,在疫苗保护期3年、覆盖率70-90%条件下:西亚高传播区感染率降低80%,南亚低传播区可阻断传播。但若疫苗仅作用于既往感染动物,发病率降幅不足8%。研究特别指出,在R0=7的中东地区,需90%覆盖率才能实现传播阻断。
该研究首次量化了MERS-CoV在骆驼中的全球传播异质性,为区域差异化防控提供科学依据。建立的动态传播模型填补了该领域方法学空白,证明即使不改变易感性,仅降低传染性的疫苗仍可通过幼驼接种实现显著防控效果。这些发现直接指导了FAO-OIE-WHO联合工作组提出的骆驼疫苗接种建议,对阻断人畜共患传播链具有重要实践意义。未来需结合骆驼流动模式和接触网络数据,进一步优化疫苗部署策略。
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