基于SEIR-SEI房室模型的尼日利亚河口州五岁以下儿童疟疾传播动态与干预效果评估

《BMC Public Health》：Data-driven modelling of malaria transmission among under-five children to inform targeted control strategies in Rivers State, Nigeria

　　

摘要

背景

疟疾一直是尼日利亚五岁以下儿童中最常见且致死性疾病之一，其中绝大多数负担不成比例地集中在河口州等流行地区。疟疾传播是一个复杂过程，受到蚊子媒介、疟原虫、人类宿主和环境之间相互作用的共同影响，而数学模型非常适合捕捉这些相互驱动的动态。尽管该州已扩大关键干预措施的实施规模，但在这一脆弱群体中传播依然存在，这凸显了需要基于数据的解决方案来指导有针对性的控制措施。

方法

构建了一个确定性SEIR-SEI房室模型，用于描述五岁以下儿童的疟疾传播。生物学参数来源于文献，传播强度则根据2021年尼日利亚疟疾指标调查报告中所述的研究区域疟原虫患病率进行校准；随后采用下一代矩阵法推导出有效再生数。对有效再生数（Re）进行了估计，并对杀虫剂处理蚊帐（ITNs）和青蒿素联合疗法（ACT）的干预情景进行了建模。数据使用R编程语言软件进行清洗和分析。

结果

在当前干预覆盖率下，有效再生数估计值远超一（约为2.6），表明传播持续存在；若无干预措施，该数值将大幅提高（约为8.5）。敏感性分析表明，蚊子叮咬率（+ 1.0）以及传播概率和媒介-宿主比率（各约+ 0.5）是对传播影响最强的正向因素，而杀虫剂处理蚊帐覆盖率（-1.08）、蚊帐诱导的蚊虫死亡率（-0.42）和自然蚊虫死亡率（-0.35）则是影响最强的负向因素。情景分析显示，当前干预措施大约使地方性感染患病率减半（从无控制时的约15.8%降至7.5%），而同时扩大蚊帐使用（至少80%）和青蒿素联合疗法的覆盖可将再生数降至一以下（约为0.8），预示着传播有望被阻断。

结论

在目前已可达到的覆盖率水平下，任何单一干预措施均不足以阻断传播：当前的控制措施虽使地方性感染患病率大约减半，但有效再生数仍维持在约2.6的水平。只有将杀虫剂处理蚊帐的使用扩大到至少80%并结合扩大有效的青蒿素联合疗法，才能将再生数降至一以下（约为0.8），这一效果超出了当前项目所能达到的水平。这进一步凸显了在河口州疟疾防控中需要采用综合性和基于数据的方法。