吉布提、索马里和也门黄热病暴发潜势：一项数学建模研究

《BMC Global and Public Health》：Yellow fever outbreak potential in Djibouti, Somalia and Yemen: a mathematical modelling study

　　

背景
虫媒病毒（arbovirus）疾病输入新国家是全球公共卫生关注问题。该风险会因人群流动和气候变化效应而加剧。在世界卫生组织（WHO）东地中海区域办事处覆盖范围内，吉布提、索马里和也门这3个国家目前被归类为黄热病（YF）暴发潜在风险或中等风险国家。

方法
研究人员对黄热病毒（YFV）在吉布提、索马里和也门的传入及传播风险进行了定量评估。该建模研究包含两个组成部分：i）采用人群流动辐射模型（radiation model）预测感染者输入目标国家的风险；ii）采用黄热病毒传播动态分区室模型（dynamic compartmental model）估计在发生输入后进一步传播的风险。研究将这两个组成部分以乘法方式进行整合，从而得到综合了输入风险与输入后暴发风险的总体相对暴发风险。

结果
研究显示，也门西部沿海地区、索马里与埃塞俄比亚和肯尼亚接壤地区，以及吉布提市具有黄热病暴发潜力（即在输入1例感染性病例后，估计暴发概率超过50%）。这一结果归因于适宜黄热病毒传播的环境条件，包括温度等因素，以及地方病流行区与风险地区之间预测的人群流动。

结论
毗邻现有黄热病地方流行区的国家，可能同时易受黄热病病例输入及其后续暴发扩散的影响。该研究提示，在对风险国家开展临床监测时，应提高对黄热病输入潜力的警觉性。

该文发表于《BMC Global and Public Health》，聚焦东地中海区域黄热病（YF）跨境输入与继发暴发风险的定量评估。研究背景在于，黄热病是一种地方性流行于非洲和南美热带地区的病毒性出血热，具有传播快、城市环境中易扩增并可跨国扩散的特点。由于黄热病毒（YFV）存在非人灵长类（NHPs，非人灵长类动物）林栖宿主储存宿主、传播循环复杂，且目前缺乏特异性治疗，黄热病难以实现根除，因此全球控制目标主要转向暴发预防与快速遏制。世界卫生组织（WHO）“消除黄热病流行（EYE）战略”强调识别高风险人群、预防国际传播和快速控制疫情，但风险评估会随气候变化、人群迁移、免疫覆盖变化以及生态条件变化而波动。尤其对毗邻黄热病地方流行区、但尚未成为明确流行区的国家而言，仅关注既有流行区可能低估未来暴发威胁。基于这一现实问题，研究人员选择WHO EYE战略已列为黄热病潜在风险或中等风险的吉布提、索马里和也门，评估其黄热病毒传入及后续扩散的可能性。

研究人员构建了由“输入风险”和“传播扩增风险”两部分组成的数学建模框架。首先，针对吉布提和索马里，研究利用黄热病地方流行国家相邻区域的亚国家级感染力（force of infection）估计值，结合辐射模型（radiation model）模拟感染个体经陆路跨境移动进入目标地区的相对风险。其次，针对吉布提、索马里和也门，研究进一步采用随机动态黄热病毒传播模型，评估在某一区域输入1例感染者后是否足以触发暴发。研究将“感染者输入的相对风险”与“输入后发生暴发的概率”进行乘法整合，最终得到各区域的相对暴发风险分布。整体结果表明，索马里西南部、吉布提西部及吉布提市，以及也门西部沿海地带是黄热病最值得警惕的区域。研究结论指出，毗邻黄热病既有地方流行区的国家和地区，不仅面临输入性病例风险，也面临输入后持续传播并引发暴发的风险；随着人群流动模式变化、流离失所加剧及气候变化推进，这种风险可能进一步上升。该研究的重要意义在于，为WHO EYE战略及其后续更广泛的全球虫媒病毒防控战略提供了空间化、定量化证据，也提示临床监测和公共卫生应对中应提高对黄热病毒输入的敏感性。

在技术方法方面，研究主要采用了3类关键方法。第一，基于人口规模与地区间距离建立人群移动辐射模型，用于估计地方流行区感染者跨境输入吉布提和索马里的相对风险。第二，基于环境协变量和既往流行病学资料参数化黄热病毒随机动态分区室传播模型，用于估计单个输入病例引发暴发的概率；关键参数包括林栖溢出感染力λ_S和人际传播基本再生数R₀。第三，将两类风险结果进行乘法整合，形成区域相对暴发风险图谱。模型分析在R 4.3.1及以上版本中完成，空间边界数据主要来自GADM 3.6和WHO地图文件；输入风险部分的起始区域来自与吉布提、索马里接壤的黄热病地方流行国家邻近区域。

以下为论文主体结果的凝练解读。

Overview
研究围绕两类风险展开：其一是黄热病毒向目标国家的输入风险，其二是输入后发生扩散性暴发的风险。前者重点针对吉布提和索马里，后者覆盖吉布提、索马里和也门。研究的总体逻辑是：若某地区既容易接收来自流行区的感染者输入，同时又具备适合黄热病毒传播的生态与人口条件，则该地区的总体暴发风险更高。研究借助空间传播与机制传播模型的耦合，使风险不再停留于定性判断，而转化为亚国家尺度的相对量化结果。

Risk of introduction
在输入风险分析中，研究人员使用辐射模型估计感染者从黄热病地方流行区向新地区移动的相对概率。该模型以起始地人口、目的地人口以及两地间由人口累积定义的空间阻力为核心，适于近似长距离人口流动，且无需额外拟合参数。研究以邻近吉布提和索马里的黄热病地方流行国家为起点，在每个国家内按林栖溢出感染力加权抽取50个潜在起始区域，并模拟感染者从这些起点向其他地区传播的可能性，最终取多次模拟的地区均值作为输入风险指标。结果显示，吉布提和索马里的高风险输入区主要位于边境或近边境地带。吉布提的Tadjourah、Obock和Djibouti City输入风险最高；索马里西部和西南部地区风险较高，其中Rabdure尤为突出。这说明地理邻近性和潜在人口流动通道共同塑造了黄热病毒跨境输入的空间格局。

Risk of outbreak propagation
在传播扩增风险分析中，研究人员将暴发定义为输入后1年内出现1例及以上重症黄热病感染。为此，研究采用包含林栖溢出与城市人际传播过程的随机动态传播模型，并使用既往贝叶斯框架估计得到的参数后验分布，对各一级行政区的R₀进行1,000组抽样，每组进行10次随机重复模拟。模型中的关键环境协变量包括埃及伊蚊（Aedes aegypti）分布、中红外反射率、非人灵长类物种丰富度、人口规模、温度适宜性指数和土地覆盖类型。研究假定吉布提、索马里和也门不存在已建立的林栖宿主储存库，因此林栖溢出感染力λ_S取0，以便专门评估输入病例触发城市传播的潜力。结果显示，单一输入病例导致暴发的概率在也门西部沿海和吉布提市最高，其中Al Hudaidah和Djibouti City超过80%；索马里南部的Gedo和Lower Shabelle也超过50%。这一结果提示，某些地区即便当前无明确地方性循环，只要环境适宜、媒介存在且人口条件匹配，单个输入病例便可能引发显著传播。

Relative outbreak risk
在综合风险分析中，研究将地区输入风险与输入后暴发概率相乘，从而获得相对暴发风险。这一指标兼顾“病例是否会到达”与“到达后是否会扩散”两方面因素，因此较单一指标更能反映实际公共卫生威胁。结果表明，吉布提和索马里的相对暴发风险高度集中于边境区域，尤其是西北部和西南部。综合来看，吉布提西部、吉布提市以及索马里西南部最易受到黄热病毒输入并发生后续暴发。也门虽未纳入陆路辐射模型，但其西部地区在传播扩增能力方面表现出极高脆弱性，意味着若经航空或其他途径发生输入，同样可能出现较大暴发。

Discussion
讨论部分强调，该研究揭示了黄热病在复杂虫媒病毒流行与人道主义危机并存背景下的潜在威胁。也门、索马里和吉布提已受到登革热等其他虫媒病毒影响，而登革热与黄热病共享城市传播媒介埃及伊蚊，因此一旦黄热病毒传入，监测、鉴别诊断和应急响应将面临更大挑战。特别是也门长期冲突导致营养不良、卫生机构关闭及疫苗可预防疾病脆弱性增加，这进一步放大了暴发应对难度。研究同时指出，全球黄热病疫苗储备虽已扩充，但面对潜在高风险区域的总人口规模，资源调配和快速部署仍具有现实压力。因此，论文强调需要进一步研究媒介传播能力、黄热病与其他黄病毒之间的交叉反应免疫，并将黄热病纳入兼容临床综合征的检测与诊断策略。

论文也系统讨论了模型局限性。输入风险部分假设人群流动主要经陆路完成，且由人口规模和距离决定，未纳入季节性、时间动态、海运和航空旅行等替代路线，因此未对也门进行输入风险定量估计；此外，模型默认边界完全可渗透，且未考虑边境黄热病疫苗接种要求，这可能使边境风险估计偏保守或偏高。传播扩增风险部分则继承了既有模型的局限：参数主要依据部分高风险或地方流行国家的流行病学资料估计，因此在吉布提、索马里和也门的外推更多依赖环境条件而非本地病例数据；同时模型假设人群完全易感，未考虑登革热流行背景下潜在的交叉反应免疫；对于研究国家是否完全不存在林栖宿主储存库，也仍存监测不足带来的不确定性。由此，研究人员明确指出相关风险投射具有不确定性，但仍可为风险排序和监测优先级提供有价值依据。

结论部分指出，毗邻既有黄热病地方流行区的国家和地区，可能同时易受黄热病病例输入及其后续暴发扩散影响。人群流动与流离失所模式变化，以及气候变化导致的环境条件改变，均可能进一步加剧这种风险。研究识别并量化了吉布提、索马里和也门内相对高风险区域，这一结果补充了WHO EYE战略及其2026年后向更广义全球虫媒病毒战略转型的相关工作，也进一步强调在临床监测中提升对黄热病毒输入风险警觉性的必要性。