《Viruses》：Exploratory Associations Between Climatic, Environmental, and Surveillance Indicators and Human West Nile Virus Infections in Apulia: A Bayesian Spatio-Temporal Analysis
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西尼罗河病毒(WNV)传播在意大利加剧并扩散，但关于当地气候和环境条件如何影响南部地区人类风险的定量证据仍然有限。本研究考察了气象、环境和宿主相关因素与2023年普利亚地区市级WNV病例之间的关联。人类WNV病例在市级水平进行地理编码，并与月度指标（最低和最高
西尼罗河病毒(WNV)传播在意大利加剧并扩散，但关于当地气候和环境条件如何影响南部地区人类风险的定量证据仍然有限。本研究考察了气象、环境和宿主相关因素与2023年普利亚地区市级WNV病例之间的关联。人类WNV病例在市级水平进行地理编码，并与月度指标（最低和最高温度、降水、地表水范围、绿地覆盖率、土地利用变化、鸟类出现）相关联。采用具有条件自回归(CAR)结构的贝叶斯时空泊松模型拟合人类WNV病例的月度计数，将马WNV病例、气候、环境和鸟类指标纳入作为协变量。8月至10月共报告8例人类WNV病例，9月至11月报告4例马WNV病例，存在部分空间和时间重叠。在单变量分析中，气象变量（特别是温度）观察到最强的关联。在最终的多变量模型中，滞后两个月的最高温度升高与WNV风险增加相关（RR = 1.53; 95% CrI: 1.18–2.23），而最低温度因与最高温度存在共线性而被排除。绿地覆盖率和水体范围的影响不确定。基于模型的地图显示，升高的拟合风险集中在8月至10月的狭窄时间窗口内，9月在整个地区急剧扩展后消退，而非描述稳定的空间固定热点。这项探索性分析表明，2023年普利亚地区报告的人类WNV感染在夏末/秋初期间时间集中，所选模型中滞后两个月的最高温度与结局呈正相关。鉴于事件数量很少，研究发现为假设生成性，应谨慎解释，但展示了整合多源流行病学、气候、环境和兽医数据以支持意大利南部本地化早期预警工作的可行性。
**研究背景与意义**
西尼罗河病毒(WNV)是一种蚊媒黄病毒，在鸟-蚊-鸟传播循环中维持，以致倦库蚊为主要媒介，可导致人类感染。WNV已成为欧洲最重要的虫媒病毒威胁之一，引起复发性季节性暴发和人类神经侵袭性疾病。WNV感染在意大利的传播近年来呈现加剧和扩散趋势，从传统的北部高发区（艾米利亚-罗马涅和威尼托）逐步向中部和南部地区扩展。2018年季节标志着特别严重的流行高峰，兽医监测在9个地区记录到WNV在蚊虫、鸟类和马匹中的活动增加。在普利亚地区，2013年报告了首例本地获得性感染，此后至2023年再次出现意外暴发，报告了8例确诊人类WNV感染，包括6例神经侵袭性疾病和2例无症状病毒血症献血者。气候和环境因素通过影响媒介分布、季节活动性和传播动态在WNV分布中发挥关键作用。然而，意大利南部地区关于当地气候、环境和宿主相关因素如何与WNV风险关联的定量分析仍然有限。早期预警系统(EWS)整合昆虫学、兽医、流行病学、环境和气候数据来预测暴发，但现有模型研究多集中于意大利北部和其他欧洲地区。在此背景下，研究人员旨在使用贝叶斯时空泊松模型调查2023年普利亚地区市级气候、环境和宿主相关因素与实验室确诊人类WNV感染之间的时空关联，以生成适合本地的EWS假设并完善区域监测计划。本研究成果发表在《Viruses》期刊。
**关键技术方法**
研究人员采用具有条件自回归(CAR)结构和一阶自回归时间结构的贝叶斯时空泊松模型，使用CARBayesST R包实现，以2023年常住人口的对数作为偏移量。样本队列来源于2023年普利亚地区国家级虫媒病毒监测平台的8例实验室确诊人类WNV病例和4例马WNV病例。协变量包括来自WorldClim 2.1的月度最低/最高温度和降水、来自哥白尼数据空间的绿地覆盖率、土地利用变化和水体范围，以及来自全球生物多样性信息设施(GBIF)的6种鸟类出现记录构建的复合鸟类宿主指数。采用马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)模拟进行贝叶斯推断，使用Gelman-Rubin潜在尺度缩减因子(PSRF)评估收敛性，基于方差膨胀因子(VIF<5)筛选共线性，使用偏差信息准则(DIC)、Widely适用信息准则(WAIC)和对数边际似然(LMPL)进行模型比较，并基于模型拟合值绘制月度市级风险地图。
**研究结果**
*描述性分析*
2023年普利亚共报告8例人类WNV通知，时间分布为8月2例（福贾省）、9月3例（巴里2例，莱切1例）、10月3例（塔兰托）。4例马WNV病例从9月至11月分布，3例在塔兰托，1例在莱切。鸟类分布在全地区基本均匀。湿地区域仅限于少数区域，以马尔盖丽塔·迪·萨沃亚盐田最为突出。绿地覆盖率在加尔加诺岬的翁布里亚森林最高。土地利用变化主要集中于六个省会城市，以巴里都市区变化最广泛。温度呈明显季节性模式，5月起升高，8月达峰后逐渐下降。
*单变量分析*
在单变量时空模型中，气象变量和马WNV病例观察到最清晰的关联。马WNV病例作为哨兵协变量显示正相关但不精确的关联（RR = 36, 95% CrI: 1.6–291）。滞后两个月的降水与WNV风险呈负相关（RR = 0.97, 95% CrI: 0.93–1.00）。最高和最低温度从当月到滞后3个月与WNV风险呈正相关，在滞后2个月效应最强（最高温度：RR = 1.59, 95% CrI: 1.22–2.33；最低温度：RR = 1.48, 95% CrI: 1.18–2.01）。在滞后6个月时关联反转，呈负相关。土地利用变化、水体范围、绿地覆盖率和鸟类出现指数显示较弱且不确定的关联。
*多变量分析*
在选定的多变量时空泊松模型(CAR_lag2_7)中，滞后两个月的最高温度与人类WNV预期发病率呈正相关（RR = 1.53; 95% CrI: 1.18–2.23）。马WNV协变量显示正相关但估计高度不精确（RR = 20.88; 95% CrI: 0.74–277.41）。绿地覆盖率(RR = 0.92, 95% CrI: 0.81–1.03)和水体范围(RR = 1.00, 95% CrI: 0.99–1.00)的估计值接近零值。空间(α)和时间(ρ)自相关参数表明存在中等的残差依赖，但可信区间较宽。潜在方差参数(σ2 = 0.011, 95% CrI: 0.002–0.043)提示存在残余的未解释时空变异性。基于模型的发病率比值(IRR)地图显示，1月至7月全地区IRR值低于1.0，8月北部福贾省出现局部升高，9月风险急剧扩展至全地区，10月持续升高但集中于西部和南部（塔兰托和萨伦托半岛），11月明显收缩，12月返回低于1.0水平。
**讨论与结论**
研究人员指出，本研究结果应谨慎解释为探索性和假设生成性。滞后两个月的最高温度与人类WNV发病率的正相关具有生物学一致性，但不能作为特定温度阈值的证据。最低温度因与最高温度存在共线性而被排除，提示温暖月份期间两指标的重叠而非最低温度的独立效应。环境指标在所选时空分辨率下信号弱于动态气象条件，可能受市级聚合掩盖细尺度生态关系影响。IRR地图显示的升高风险模式支持时间集中的夏末/秋季传播期，而非地理固定热点。研究存在重要局限性：仅基于8例确诊人类感染，统计功效有限；市级地理编码可能导致空间误分类；基于GBIF的鸟类宿主指数受异质性观察努力影响；无法进行训练-验证集划分。研究结论表明，在所选模型中，滞后两个月的最高温度与人类WNV感染发生呈最强正相关，而静态环境指标的关联较弱且不确定。研究展示了在亚国家层面整合多源流行病学、气候、环境和兽医数据的贝叶斯时空框架的可行性，为后续传播季节提供了可检验的假设，需通过多年数据、标准化监测和独立时间验证来评估模型衍生指标是否可用于本地化早期预警应用。
