哥伦比亚恶丝虫病月感染风险评估:基于媒介生态位与寄生虫发育热需求的整合模型

《Veterinary Parasitology》:Assessment of monthly infection risk of heartworm infection in Colombia: integrative ecological niche modeling of Culex quinquefasciatus and Dirofilaria immitis

【字体: 时间:2026年01月13日 来源:Veterinary Parasitology 2.2

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  本研究针对哥伦比亚恶丝虫病(Dirofilaria immitis)传播风险时空动态不清的问题,通过整合库蚊(Culex quinquefasciatus)生态位模型与温度依赖性寄生虫发育代数,构建了全国月尺度感染风险图谱。结果显示人类活动足迹(78%)是媒介分布主导因子,低地及沿海地区全年存在持续传播风险,而安第斯山区因低温形成天然传播屏障。模型验证显示84.68%确诊病例分布于极高风险区,证实了风险评估准确性。该研究为热带地区人兽共患病防控提供了基于"一体健康"(One Health)的精准防控策略依据。

  
在哥伦比亚的热带雨林与安第斯山脉交织的复杂地貌中,一种名为恶丝虫病(Dirofilaria immitis)的人兽共患病正悄然威胁着犬猫乃至人类的健康。这种由蚊子传播的寄生虫病可导致宿主心肺功能严重受损,其传播循环依赖于媒介蚊群、适宜温度和动物宿主三者的精密互动。尽管该国低地地区常年高温高湿,理论上支持全年传播,但山区垂直气候带形成的"热屏障"效应使风险分布呈现高度异质性。更棘手的是,传统防控策略多基于季节性风险假设,而缺乏精准空间风险评估工具,导致 prophylaxis(预防性用药)方案与实际传播动态错配。
为破解这一难题,发表于《Veterinary Parasitology》的研究团队开创性地将生态位建模(Ecological Niche Modeling, ENM)与寄生虫发育热需求模型耦合,首次绘制出哥伦比亚全国月分辨率恶丝虫病风险图谱。研究揭示出令人意外的传播格局:虽然媒介库蚊(Culex quinquefasciatus)在波哥大等高原城市广泛分布,但低温环境扼杀了寄生虫发育可能,形成"有蚊无虫"的伪安全区;相反,巴兰基亚等沿海城市兼具密集蚊群与终年高温,成为持续传播的"热点"。这一发现直接挑战了仅依据媒介分布判断风险的常规认知,凸显了温度对传播阈值的决定性作用。
关键技术方法
研究通过GBIF数据库获取库蚊分布点,经空间稀疏化处理得到38个独立位点;采用MaxEnt算法构建生态位模型,筛选11项环境变量(含人类足迹、水体分布等);基于CHELSA温度数据计算恶丝虫发育代数(需≥14°C积温130 GDD30);最后通过栅格加权融合生成月风险地图。模型使用177例动物和34例人类确诊病例进行外部验证。
3.1 生态位模型
结果显示库蚊适宜区高度契合人类活动区(贡献度78%),主要分布于安第斯城市带与加勒比海岸。水体系数(11.8%)和温度季节性(8.5%)次之,证实该媒介的亲人性特征。值得注意的是,亚马逊雨林虽具备理想气候,但因人类足迹稀疏导致媒介适宜性骤降。
3.2 寄生虫发育代数
温度是寄生虫发育的关键限制因子(图2)。低海拔地区年均可完成近7代发育,而海拔>2000米区域发育代数为零。三月为发育峰值期(>7代),十一月为谷值,但热带地区月际波动远小于温带地区。
3.3 感染风险验证
年均风险图(图3)显示西北部城市化区域为极高风险区,安第斯山脉形成带状隔离区。月尺度分析(图4)揭示沿海地带全年维持最高风险,而高原风险终年低迷。通过Jenks自然断点法验证,84.68%确诊病例落入"极高风险"区,13.7%位于"高风险"区,仅1.62%散布于中低风险区,无病例出现在极低风险区。
讨论与结论
本研究通过双模型耦合破解了哥伦比亚恶丝虫病传播的时空密码:首先,人类活动塑造的都市化环境是媒介定殖的根基,使疾病呈现鲜明的"城市病"特征;其次,温度与海拔的交互作用造成传播风险的空间解耦——高原城市虽有蚊群孳生,但低温阻断寄生虫成熟,而亚马逊地区虽热力充足却受限于媒介密度。这一发现解释了为何波哥大等高原城市报告率显著低于低海拔城市。
研究结果对公共卫生实践产生直接冲击:其一,推翻季节性预防范式,主张低地地区实施全年性预防用药;其二,提出"风险分层监测"策略,优先防控西北部城市群与主要人口走廊;其三,为气候变暖情景下的疾病北扩提供预测基线。该模型框架可推广至其他媒介病风险评估,成为"一体健康"理念下的精准防控范式。
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