《Journal of Infection》：Spatial patterns of rodent-borne pathogens and ecological suitability of rodent-borne diseases in China
编辑推荐：
背景 啮齿动物传播的病原体构成重要的全球健康风险，但将宿主-病原体生态学与疾病动态联系起来的全国性评估仍然有限，尤其是在中国。方法 研究人员整合了全球（>29,000条记录）和中国特异性（2,235条记录；1950–2023年）的啮齿动物-病原体数据集，以表征
背景 啮齿动物传播的病原体构成重要的全球健康风险，但将宿主-病原体生态学与疾病动态联系起来的全国性评估仍然有限，尤其是在中国。方法 研究人员整合了全球（>29,000条记录）和中国特异性（2,235条记录；1950–2023年）的啮齿动物-病原体数据集，以表征宿主-病原体网络，识别超级宿主（hyperreservoirs），并使用分层元回归（hierarchical meta-regression）量化流行率异质性。研究人员应用了一个双层框架，将1 km宿主适宜性表面（提升回归树和随机森林模型的堆叠集成）与基于广义线性模型（GLM）的省级疾病推断（针对肾综合征出血热[HFRS]、钩端螺旋体病和鼠疫）相结合。通过将适宜性与网格化人口数据叠加来估计人类暴露。结果 全球范围内，在206个宿主物种中鉴定出116种关注的病原体，包括30种溢出风险病毒（spillover-risk viruses）和34种超级宿主。元回归确定样本来源是流行率异质性的唯一一致稳健调节因子；其他调节因子（如啮齿动物科、区域和栖息地类型）显示出不一致或不稳健的关联。宿主适宜性与HFRS发病率呈正相关（发病率比[IRR] = 1.36，P < 0.01），但与钩端螺旋体病和鼠疫呈负相关或无显著关联。在中国，这三种疾病表现出对比鲜明的适宜性模式，约有4.04亿人（29.3%）暴露于至少一个高适宜性区域。结论 研究人员的分析阐明了疾病特异性生态驱动因素，并确定了空间优先区域，为针对性的一体化健康（One Health）监测和综合干预提供信息。
**论文解读：中国啮齿动物传播病原体空间格局与疾病生态适宜性研究**
**研究背景与问题**
啮齿动物作为多种人兽共患病原体的重要储存宿主，因其分布广泛、数量庞大且与人类活动频繁接触，对全球公共卫生构成持续威胁。随着全球环境变化和人类活动扩张，啮齿动物传播病原体的健康风险日益加剧。世界卫生组织在2024年更新的大流行防范优先病原体清单中，纳入了多种啮齿动物相关病原体，如汉坦病毒（hantaviruses）、沙粒病毒（arenaviruses，如拉沙病毒）和鼠疫耶尔森菌（Yersinia pestis）。然而，尽管病原体鉴定和传播研究取得进展，啮齿动物-病原体关联的时空动态仍不清晰，阻碍了基于证据的有效监测和控制策略的制定。
中国拥有丰富的啮齿动物多样性、复杂的生态景观和较高的啮齿动物传播疾病负担，是研究啮齿动物-病原体相互作用的关键区域。然而，现有研究多局限于少数省份或病原体类群，全国范围内的宿主-病原体关联、传播风险及生态驱动因素仍未得到充分理解。大规模的野生动物基因组调查虽能提供基线数据，但其资源密集性和后勤挑战（如大规模野外采样、样本运输和跨区域协调）限制了广泛实施。因此，亟需对中国啮齿动物传播病原体进行全面、整合的评估。
**研究内容与结论**
研究人员开发了一个整合的多尺度框架，将全球宿主-病原体关联与中国国家疾病动态联系起来。通过整合大规模啮齿动物-病原体相互作用数据集、病原体分布数据和人类疾病监测数据，量化了主要啮齿动物传播疾病的生态适宜性（ecological suitability）及其关键驱动因素。生态适宜性被视为潜在传播适宜性的代理指标，并与人口数据结合以估计人类暴露的空间模式，但不直接预测人类感染风险。该框架揭示了环境和社会经济因素如何转化为人兽共患病传播潜力的异质性模式，为风险知情监测提供了可扩展的方法，并确定了中国及更广泛地区的优先干预区域。论文发表在《Journal of Infection》。
**主要技术方法**
研究人员首先构建了全球（从NCBI GenBank检索，>29,000条记录）和中国特异性（通过系统文献综述获得，2,235条记录，1950–2023年）的啮齿动物-病原体关联数据集。采用分层元回归（hierarchical meta-regression）量化流行率异质性并识别调节因子。在生态建模中，应用堆叠集成（stacking ensemble）结合提升回归树（BRT）和随机森林（RF）模型（逻辑回归元学习器），在1 km分辨率下通过10×10空间块交叉验证（spatial block cross-validation）生成宿主适宜性表面。随后，使用广义线性模型（GLM）对省级面板数据（1998–2020年）进行回归，量化肾综合征出血热（HFRS）、钩端螺旋体病和鼠疫的发病率与生态驱动因素的关联，并构建生态适宜性指数（ESI）。人类暴露估计通过将高适宜性区域（超过第90百分位阈值）与网格化人口数据叠加完成。所有分析均在R 4.3.3中实施，使用metafor、dismo、ranger、glmmTMB和blockCV等包。
**研究结果**
**全球啮齿动物传播的关注病原体概览**
研究人员从全球数据集中鉴定了116种关注病原体，包括51种人兽共患病毒、30种溢出风险病毒（spillover-risk viruses）和35种人兽共患细菌，涉及206个啮齿动物宿主物种。汉坦病毒科（Hantaviridae）表现出较高的病原体丰富度（13种）和广泛的宿主关联（74种）。鼠科（Muridae）和仓鼠科（Cricetidae）的病原体丰富度较高，34个宿主物种被归类为超级宿主（hyperreservoirs），包括褐家鼠（Rattus norvegicus）和欧洲棕背鼠（Myodes glareolus）。
**中国啮齿动物宿主与传播病原体的时空特征**
研究人员整理了中国特异性数据集，包含2,235条独特记录，覆盖253种病原体（61科）和107个啮齿动物宿主物种（9科）。监测强度在2001年后显著增加，2011–2019年达到峰值，2020年后略有下降。病原体丰富度和检测记录数的空间异质性显著，且不同病原体类群的空间模式各异。网络分析显示汉坦病毒科和冠状病毒科（Coronaviridae）的独特聚类模式。中国特异性关注病原体数据集包含94种病原体（39科）和92个宿主物种，其中42个宿主被归类为超级宿主。采样努力校正后，超级宿主排名发生变化，如褐家鼠从原始排名第1降至调整后第21，而大沙鼠（Rhombomys opimus）从第14升至第1。元分析显示，啮齿动物传播病原体科的合并流行率存在显著异质性（I2 = 93.40%），样本来源是唯一在各病原体组中均稳健的调节因子，而宿主科、区域、栖息地类型和时间间隔仅在特定病原体组中显著。超级宿主与较低感染几率相关（比值比[OR] = 0.63，95% CI 0.46–0.85，P < 0.01），表明病原体丰富度与感染频率反映不同维度。
**中国啮齿动物传播疾病的流行病学与生态建模**
1950–2020年间，中国报告了约420万例三种法定报告啮齿动物传播疾病病例：HFRS约170万例，钩端螺旋体病约250万例，鼠疫少于10,000例。钩端螺旋体病和鼠疫发病率显著下降，鼠疫病死率（CFR）每十年下降约18%（OR = 0.82，95% CI 0.79–0.85）；HFRS呈现显著上升趋势。空间模式显示HFRS集中于东北部，钩端螺旋体病集中于中部，鼠疫集中于西北部。
宿主适宜性建模中，堆叠集成模型达到AUC 0.8442和TSS 0.5657，时间传递性稳定。适宜性遵循东南至西北梯度，高适宜性区域（>0.7）分布于17个东部和南部省份。人口密度（PD）是最强预测因子（相对重要性51.36%），其次是哺乳动物丰富度（9.48%）。省级面板回归揭示了疾病特异性驱动因素：HFRS中，宿主适宜性（IRR = 1.36，95% CI 1.12–1.65）和国内生产总值（GDP，IRR = 2.30）与发病率正相关，而海拔（IRR = 0.41）和栽培与管理植被（CMV，IRR = 0.58）负相关；钩端螺旋体病中，归一化植被指数（NDVI）呈主导正效应（IRR = 31.46），而宿主适宜性负相关（IRR = 0.31）；鼠疫中，灌木（IRR = 7.52）和海拔（IRR = 4.46）正相关。生态适宜性指数（ESI）图显示HFRS适宜性广泛分布于北部和东部平原，钩端螺旋体病集中于南方湿润区（如四川盆地），鼠疫局限于高原和半干旱区。
在P90阈值下，估计暴露人口为：HFRS 3.0435亿，钩端螺旋体病4333万，鼠疫1.0098亿。总体而言，4.0403亿人（29.30%）居住在至少一种疾病的高适宜性区域。三种疾病均高适宜的区域仅占中国陆地面积的0.34%，涉及465万人。
**讨论与结论**
研究整合了全球和中国特异性啮齿动物-病原体数据集与疾病监测记录及生态模型，揭示了宿主、病原体和疾病之间的关联模式。研究发现，记录到的病原体关联在常见共栖鼠科中比例过高，但稳健性分析表明这一模式部分受采样努力影响。病原体丰富度和感染流行率反映不同维度：超级宿主在考虑病原体科差异后并不与更高感染流行率相关，提示广泛的病原体关联可能反映生态机会而非感染频率。分层元回归显示，方法学因素比生态变量更能解释流行率异质性，样本来源是唯一稳健的调节因子。在疾病层面，双层框架将宿主生态与疾病动态联系起来，人口密度是宿主模型的最强预测因子。生态预测因子表现出疾病特异性关联，产生不同的生态适宜性景观。鼠疫适宜性覆盖的暴露人口多于钩端螺旋体病，尽管病例数更少，提示更广泛的栖息地适宜性而非传播强度。
研究结论：研究人员的分析阐明了疾病特异性生态驱动因素，并确定了空间优先区域，为针对性的一体化健康（One Health）监测和综合干预提供信息。这些发现支持疾病特异性的一体化健康策略，包括针对HFRS在农业区域进行人用疫苗接种和啮齿动物控制，针对钩端螺旋体病在湿润区域进行环境管理，以及在已建立的鼠疫疫源地持续监测。尽管空间有限，多疾病重叠区域成为一体化健康综合干预的高度优先目标。
