《Tropical Animal Health and Production》:Pasture area increases livestock rabies risk in Rio de Janeiro, Brazil: a geospatial analysis of neurological syndrome cases (2020–2024)
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动物狂犬病对巴西的牲畜构成风险,因其可通过吸血蝙蝠传播。巴西卫生监测系统强制要求对所有表现出神经综合征(NS)体征的牲畜进行狂犬病检测。本项地理空间、回顾性、纵向观察性研究分析了2020年至2024年间巴西里约热内卢州204头牛和56匹马(呈现神经综合征)的狂
动物狂犬病对巴西的牲畜构成风险,因其可通过吸血蝙蝠传播。巴西卫生监测系统强制要求对所有表现出神经综合征(NS)体征的牲畜进行狂犬病检测。本项地理空间、回顾性、纵向观察性研究分析了2020年至2024年间巴西里约热内卢州204头牛和56匹马(呈现神经综合征)的狂犬病检测结果。研究人员计算了狂犬病结果与市级土地利用类型以及草食动物种群之间的相关性及线性模型。大多数神经综合征病例和阳性狂犬病结果发生在牛身上。关于神经综合征病例数和阳性狂犬病结果的最终线性模型纳入了牧场面积、灌木面积和牛群数量。牧场面积与更高的病例数及阳性结果数呈正相关(p值分别为0.011和0.005)。较大的灌木面积与较少的神经综合征报告及较少的阳性结果相关(p值分别为0.009和0.010)。较大的牛群数量与神经综合征通报及阳性检出呈负相关(p值分别为0.085和0.046)。较高的狂犬病检测阳性率与较大的牧场面积(p=0.019)及较低的马属动物数量(p=0.115)相关。这些发现表明,牧场区域较低的动物多样性为吸血蝠(Desmodus rotundus)提供了除牲畜外很少的其他取食选择,从而导致更多的神经综合征病例和动物狂犬病感染。较大的灌木面积为蝙蝠提供了除牛以外的替代食物源,而较大的牛群数量则稀释了蝙蝠个体间的叮咬频率,从而同时减少了神经综合征通报和阳性狂犬病检出。
一、研究背景与目的
狂犬病是一种由狂犬病毒引起的人兽共患急性致死性脑炎。在巴西,其流行病学循环分为空中(主要由三种吸血蝙蝠代表)、城市、乡村和野生动物四个组成部分。由吸血蝠(Desmodus rotundus)传播的狂犬病连接了乡村与野生动物循环,因为这种蝙蝠既会攻击牛和马等家畜,也会捕食多种野生哺乳动物。已有研究表明,当地植被多样性越低,脊椎动物的物种多样性也越低。牧场作为典型的养牛环境,其生物多样性通常较低。在这种环境中,吸血蝙蝠的主要血餐宿主是牛,其次是马。因此,预计牧场覆盖率越高的市镇,由于易感牛马数量更多且其他哺乳动物种类更少,将出现更高数量的狂犬病阳性检测结果。
尽管里约热内卢州曾有21年未报告人间狂犬病病例,但2006年再次出现因蝙蝠接触导致的死亡病例,且蝙蝠被多次确认为该州的狂犬病毒宿主。该州的动物卫生监测系统规定,所有出现符合脑炎临床症状(即神经综合征,Neurological Syndrome, NS)的牛和马都必须接受狂犬病检测。本研究旨在评估2020至2024年间里约热内卢州各市镇牛和马狂犬病检测的地理空间分布,重点关注两个问题:(a)不同年份、市镇以及牛和马之间的检测次数和结果是否存在差异;(b)各市镇的土地利用类型是否与检测数量或结果存在相关性或因果关系。
二、研究方法
研究人员获取了里约热内卢州全部92个市镇中,因出现神经综合征而被送检的牛和马匹的狂犬病检测数据及其结果。这些数据来自该州农业防御局,研究人员拥有完整的使用授权。检测流程为先进行免疫荧光检测,阴性样本再行小鼠接种试验(MIT),最终阳性数为两项检测阳性之和。各市镇的牛和马种群数量从巴西地理与统计研究所(IBGE)的自动检索系统(SIDRA)获得,并作为协变量纳入后续线性模型。
为了确定各市镇的土地利用类型是否与更高的神经综合征发生率或狂犬病传播率有关,研究人员将这些因素与MapBiomas分类的各市镇土地利用面积进行了关联分析。土地利用被分为八类,最终分析排除了水域和无植被覆盖两类。研究采用Spearman非参数检验计算了每种土地利用面积与神经综合征病例数、阳性数及阳性率之间的相关性。随后,通过逐步后退法建立了广义线性模型(GLM),分别以神经综合征病例数(泊松分布)、狂犬病阳性样本数(负二项分布)和阳性率(正态分布)作为响应变量,探索土地利用类型与牛/马种群数量对检测结果的影响。
三、研究结果
1. 神经综合征(NS)病例概况
研究期间,牛的送检数量高于马,覆盖了该州超过一半的市镇。受检动物的年龄分布不符合正态分布,且牛的年龄显著小于马(Wilcoxon秩和检验,p<0.001)。全州共有58个市镇出现了至少一例牛或马的神经综合征病例,但其中34.5%(20个)的市镇在整个研究期间仅送检了一次诊断样本。
2. 狂犬病检测结果按市镇和物种分析
在总共260次检测中,牛贡献了大部分阳性结果(占总阳性数的93.3%),并且具有最高的阳性率。相比之下,通过小鼠接种试验(MIT)检出马阳性结果的比值比(42.9%)远高于牛(1%)。每年的检测总数和各物种的检测数量相对稳定。
3. 神经综合征、狂犬病检测结果与市镇土地利用的相关性
Spearman相关性分析显示,神经综合征病例数与市镇的牧场面积呈正相关(rho=0.209, p=0.038)。狂犬病阳性数也与牧场面积呈强正相关(rho=0.233, p=0.001),并与灌木面积呈负相关(rho=-0.202, p=0.026)。阳性率与任何土地利用类型均未显示出统计学上的显著关系。
4. 神经综合征、狂犬病检测结果与市镇土地利用的线性关系
广义线性回归模型的结果进一步明确了这些关系:
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对于神经综合征病例数:与市镇牧场面积呈正相关(p=0.011),与灌木面积(p=0.009)和牛群数量(p=0.085,虽不显著但改善了模型拟合度)呈负相关。
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对于狂犬病阳性检测数:更大的牧场面积增加了阳性计数(p=0.005),而更大的灌木面积(p=0.010)和更大的牛群数量(p=0.046)则与阳性数减少相关。
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对于阳性率:与市镇牧场面积呈显著正相关(p=0.019),而与较大的马属动物数量呈弱相关(p=0.115,改善了模型拟合度)。
四、讨论与结论
这项地理流行病学分析表明,在2020至2024年间,里约热内卢州的神经综合征风险几乎恒定,但存在一个额外的、主要与吸血蝙蝠相关的狂犬病发生风险。该风险在统计学上与市镇的牧场面积正相关,与灌木面积负相关,并随牛群数量的增大而减小。
研究人员认为,牛和马之间的风险差异可能反映了抽样偏差,但也可能源于两者对狂犬病毒感染的不同易感性,例如牛的疫苗接种比例更低、暴露于吸血蝙蝠的机会更多(放牧vs.圈养),或者行为差异导致马更能感知蝙蝠的攻击从而降低感染剂量。研究还注意到,与十年前的数据相比,至少报告一例动物狂犬病的市镇比例非常相似(66.3% vs. 63%),但地图上仍存在一些“沉默区域”,即周围市镇有病例而自身无检测或阳性结果,这暗示可能存在农场主漏报或官方兽医服务覆盖不足的情况。
研究的核心发现支持了最初的假设:牧场环境固有的低动物多样性限制了吸血蝙蝠的取食选择,迫使它们更频繁地攻击当地的牛和马,从而导致更高的神经综合征和狂犬病阳性病例数。灌木区域(通常是废弃的牧场或恢复中的森林)含有更广泛的动物多样性且无牛只,因此与阳性结果数减少相关。此外,虽然牛的存在增加了风险,但更大的牛群密度反而会稀释吸血蝙蝠的攻击效果,因为一只牛就足以维持整个蝙蝠种群的生存,所以更大的种群基数使得有限的蝙蝠攻击分布在更多个体上,从而降低了单个动物的风险和总体的检出率。
研究结论: 牧场面积的增加会提高牲畜狂犬病的风险,而灌木面积的增加和更大的牛群数量则会降低这种风险。这一发现为理解土地利用变化如何影响人兽共患病提供了新的证据,并为未来建立基于定量预测的风险评估指标、指导更具针对性的流行病学监测和狂犬病控制策略奠定了基础。