罗马尼亚野猪非洲猪瘟病毒(ASFV)的长期时空动态、环境持久性与传播动力学:基于1443例确诊病例的80个月监测建模研究

《Animals》:Superior MAP–EtCO2 Target Attainment with Rocuronium-Facilitated Controlled Ventilation in Geriatric Small Dogs: A Retrospective Cohort Study

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月13日 来源:Animals 3.2

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  背景:非洲猪瘟(African Swine Fever, ASF)仍是全球养猪业的关键威胁,野猪(Sus scrofa)是其主要的野生动物储存宿主。自病毒传入以来,罗马尼亚是受影响最严重的欧洲国家之一。目的:本研究旨在基于2018年5月至2024年12月80个

  
背景:非洲猪瘟(African Swine Fever, ASF)仍是全球养猪业的关键威胁,野猪(Sus scrofa)是其主要的野生动物储存宿主。自病毒传入以来,罗马尼亚是受影响最严重的欧洲国家之一。目的:本研究旨在基于2018年5月至2024年12月80个月时间线上分布的1443例确诊病例终版数据集,估算ASF病毒(African Swine Fever Virus, ASFV)在罗马尼亚野猪群体中的长期时空趋势、环境持久性与传播动力学。方法:研究人员开发了整合空间与时间建模框架的先进流行病学工作流程。使用SatScan进行时空聚类检测,以识别显著疾病热点。采用广义可加模型(Generalized Additive Models, GAMs)建模尸体持久性的非线性季节趋势与空间模式。此外,通过EpiEstim软件包的贝叶斯更新框架(Bayesian renewal framework)计算时变繁殖数(time-varying reproduction number, Rt),参数化采用野猪序列间隔分布(serial interval distribution)(均值=10.3天;标准差(SD)=4.2天)。结果:SatScan在Dobrogea识别出1个最主要聚类,并在Muntenia、Transylvania和Moldova识别出另外5个主要复发热点。GAM分析揭示了强且统计显著的季节模式,尸体病例检出在冬季月份明显达到峰值,此时低温有利于病毒在环境中的稳定性。贝叶斯Rt重建揭示三个不同流行病学阶段:初始入侵急剧峰值,平均Rt为2.38(95% Crl:1.82–3.02);随后为区域性波状振荡;以及在晚期地方性流行阶段出现明显长期稳定,围绕平稳均值1.01(95% Crl:0.87–1.16)动态波动。结论:研究人员的发现从统计学上验证了从急性流行波向自然栖息地内自我维持的慢性地方性流行平衡的转变,该平衡由持续性的尸体介导环境再播种(carcass-mediated environmental re-seeding)驱动。这些见解强调,成功的疾病缓解必须优先在高风险森林基质中快速、靶向清除感染尸体,而非采用泛化种群减少策略。
研究背景与问题:非洲猪瘟(African Swine Fever, ASF)是由Asfarviridae科双链DNA病毒引起的高度接触性、致死性病毒病,影响家猪和野猪(Sus scrofa)。罗马尼亚于2017年7月在Satu Mare County后院养殖场首次记录ASF暴发,随后病毒在邻国乌克兰和摩尔多瓦共和国快速地理扩张后进入并成为全国地方性流行。罗马尼亚的流行病学图景具有独特性:病毒同时影响大量低生物安全 backyard farms 与自由活动野猪群体,形成复杂传播界面,并在2017年至2019年中报告约3000例。野猪是维持ASFV在自然环境中长期持续和传播的主要野生动物储存宿主。现有挑战包括:野猪在欧盟病毒维持中的作用、区分随机局部暴发与持续区域传播、尸体环境稳定性导致的长期储存库效应、人类介导的污染猪肉产品非法移动、小规模养殖场生物安全不足,以及森林和农业栖息地促进间接接触。已有研究采用时空建模、聚类分析、贝叶斯分层框架和机器学习等评估传播与持续机制。本研究旨在基于国家监测项目数据,调查2018年至2024年罗马尼亚野猪ASF的时空动态及其在病毒持续中的作用,识别传播、持续和潜在决定因素,以指导靶向干预和疾病管理。

研究人员开展的研究、结论与意义:研究人员分析1443例实验室确诊ASF野猪病例,覆盖80个月(2018年5月至2024年12月),发现病毒持续循环且空间异质明显,复发热点主要位于边境地区,季节性峰值与野猪活动、环境因素和监测强度相关。研究结论显示ASF已从急性流行波转变为野生动物储存宿主内自我维持的慢性地方性平衡,主要由尸体介导的环境再播种驱动。其意义在于:疾病缓解应优先在高风险森林基质中快速、靶向清除感染尸体,而非泛化减少野猪种群;被动监测,即检测发现死亡野猪,比传统主动监测更敏感;在病毒传入前稳定野猪密度对降低暴露概率和未来应急资源需求至关重要。

主要关键技术方法:数据来自ANSVSA、EFSA和WAHID数据库,为2018年5月至2024年12月80个月内1443例实验室确诊ASF野猪病例,变量包括年份、病例类型(尸体/猎杀)、纬度、经度和确认日期,每例视为一个流行病学单位。数据用Python v3.11、pandas v2.2和numpy v1.26处理。时空聚类用SatScan v10.3.3的Space–Time Permutation模型,每日时间分辨率,最大空间窗为风险种群15%,最大时间窗180天,999次Monte Carlo重复,p<0.05为显著。R v4.5.3中mgcv、EpiEstim和ggplot2用于二项广义可加模型(Generalized Additive Model, GAM)和Rt估计;Rt采用贝叶斯更新框架,序列间隔(serial interval, SI)为Gamma分布,均值10.3天、标准差4.2天,7天滑动周窗。持久性指数(persistence index, PI)按公式计算。

研究结果:
3.1 时间动态:80个月流行曲线呈长尾形态,2018年5月首例,2023年2月单月最高105例实验室确诊病例。Rt分三阶段:Phase I(2018年5月至2019年12月)传播升高,后验均值峰值2.38(95% CrI:1.82–3.02);Phase II(2020年1月至2021年12月)区域稳定并波状振荡,冬季均值1.54(95% CrI:1.20–1.91),夏季低于流行阈值;Phase III(2022年1月至2024年12月)长期趋近平稳,2023年2月冬季脉冲1.35(95% CrI:1.11–1.62),多年均值稳定于1.01(95% CrI:0.87–1.16)。这表明病毒通过野猪栖息地矩阵和尸体介导传播维持地方性稳定,而非爆炸性增长。部分月度变异反映冬季搜索活动和监测强度变化。
3.2 时空分析——聚类检测:1443条有效记录中719例为发现死亡尸体,724例为主动狩猎检测,尸体约占49.8%。年度病例数在2020、2022和2023年集中。77.4%的确诊传播区尸体在相同坐标聚类中先前阳性病例后30天内出现,验证局部病毒稳定性;记录到1365个独特地理地点。Space–Time Permutation模型识别41个时空聚类。主要聚类Cluster 1位于Dobrogea,2018年9月至2019年2月,观察111例、期望17.13例,观察/期望比(observed-to-expected ratio, O/E)为6.48,对数似然比(log-likelihood ratio, LLR)为116.97,p<0.001。Cluster 2位于Central Muntenia,2019年12月至2020年6月,观察132例,O/E=3.50,LLR=74.63,p<0.001。2022—2024年后续显著聚类移动至Transylvania和西北罗马尼亚(Cluster 5、10和11),显示病毒储存库在野猪集合种群中的系统性地理推进。
3.3 广义可加模型(GAM)与空间持久性分析:
3.3.1 总体趋势与持久性制图:2018—2019年初始阶段尸体/总病例比接近或达到1.0,符合急性入侵波。2020—2022年该比例暂时收缩,与主动狩猎增加和管理干预同时发生。2022年末至2024年比例稳定在约0.50的慢性平衡。PI范围为0.286(7个阳性年中的2年)至0.429(7个阳性年中的3年),最高持久性分类位于东南湿地和中央密林。尽管数值属低和中等,其地理分布显示局部网格连续维持病毒足迹,未发生随机灭绝,支持地方性状态。
3.3.2 关键时期与季节性:二项GAM显示高度结构化季节模式(Wald χ2≈18.3,p=0.004),解释约72%观测方差。夏季(6—8月)尸体/总比最低为0.429;秋季(9—11月)为0.463,与夏季相比不显著;冬季(12—2月)显著升高至0.477(p<0.05),低温减缓尸体分解并保持病毒结构完整性;春季(3—5月)达到峰值0.624(p<0.001),反映主要狩猎季关闭使主动狩猎分母缩小,且春季森林监测发现冬季积雪或进入受限而未检出的累积死亡。

讨论部分总结:4.1 流行病学曲线与野猪种群长尾动态表明,80个月长尾和低水平持续传播符合ASFV在欧洲野猪栖息地的典型模式,病毒环境顽固和尸体储存库驱动长尾,已从急性流行转为稳定地方性。4.2 低增长率与环境再播种:对数线性模型得出极低日增长率r≈0.00063,说明低强度稳定传播链,而非大规模超级传播;持续近六年无随机消失,支持感染尸体和污染栖息地长期储存库的持续再播种,即使活体种群密度低于理论传播阈值,环境持久性仍可桥接时间缺口。4.3 监测偏倚与被动监测挑战:被动监测是检测ASFV最敏感方法;欧盟中被动监测发现尸体31% PCR阳性并占野猪暴发69%,猎杀野猪仅0.4%阳性;斯洛伐克为46.5%对0.48%;意大利10412头检测野猪中25%来自被动监测,检测可能性高10.9倍。2023年2月峰值可能部分反映冬季搜索和报告效率增强,而非单纯病毒扩张。时空分析支持ASFV在罗马尼亚野猪中持续存在,聚类活跃数月甚至一年以上,同一地区在平静后复现,地理演替提示野猪集合种群内维持、直接传播、尸体环境传播和种群减少后局部再殖民共同作用。三阶段为:Phase I 2018—2019年Dobrogea和南部高强度聚类,O/E在3.30—90.38;Phase II 2020—2021年Moldova区域稳定并地方性化;Phase III 2022—2024年Transylvania和西北再激活。管理需持续监测、栖息地及野猪种群管理、生物安全和跨学科合作。捷克通过围栏、强化狩猎和主动尸体搜索实现无ASF;Croft et al.报告尸体清除作为应急响应在缩短暴发持续时间方面价值有限,仅在野猪已广泛分布时具有显著效用。4.4 研究局限:缺乏准确风险种群数据,无法计算真实发病率;尸体/总比存在监测偏倚,受主动狩猎强度、狩猎日历和报告激励影响;数据为回顾性并来自ANSVSA、EFSA和WAHID三个报告平台,报告速度、空间分辨率和缺失元数据存在不可避免限制。

研究结论翻译:本研究证明,罗马尼亚野猪群体中ASF的时空动态遵循由病毒持久性和监测结构驱动的季节性和区域性模式。病毒在80个月期间持续检出,并在2023年2月达到流行峰值,表明ASF已从入侵性流行波转变为野生动物储存宿主内的地方性循环。研究人员整合空间扫描统计和广义可加模型,描绘局部热点并追踪全国传播载体。SaTScan分析识别出显著时空聚类,绘制出疾病从初始东南部焦点(Dobrogea和Danube Delta)向中部和北部地区随时间转移的地理变化。此外,二项GAM框架确认尸体/总比存在季节信号。被动病毒检测率在夏季最低为0.429,在春季峰值达0.624,反映冬季死亡累积和国家狩猎日历监管变化的联合效应。基于这些实证发现,可提出调整未来疾病管理和根除计划的要点:基于尸体的监测是检测ASF的主要方法(49.8%);季节波动表明温暖月份被动检测率降低,需要在这些时期开展靶向搜索;稳定、中等持久性载体的广泛分布证实病毒已在当地野生动物生态系统中建立;疾病控制策略必须重点关注高风险森林区域中野猪尸体的立即清除和安全处置,而非仅依赖种群减少。
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