我们能预测虫媒病毒会在哪里出现吗?

在过去几十年里,由蜱虫和蚊子传播的病毒扩大了分布范围,并导致越来越多的人类疫情爆发。对病毒传播的生态风险因素进行空间建模可以帮助确定可能出现病毒的地区。

虫媒病毒的威胁越来越大

在欧洲,由蜱虫和蚊子等节肢动物媒介传播的病毒是一个日益令人担忧的公共卫生问题。一些所谓的虫媒病毒是地方性的,即它们自然出现在欧洲的某些地区,如西尼罗河病毒(WNV)、蜱传脑炎病毒(TBEV)、克里米亚-刚果出血热病毒(CCHFV)和louping病病毒(押尾学)。

这些病毒的地理范围在过去几十年扩大了,它们越来越多地在人类中引起疾病。例如,CCHFV土耳其在2002年之前没有发生过,但该国现在基本上是该疾病的中心。2018年,一场大规模爆发西尼罗河病毒发生在欧洲南部和中部。同一年,德国经历了肺结核病例数量创历史新高

此外,外界对外来虫媒病毒,如日本脑炎病毒(JEV)和裂谷热病毒(RVFV),可能会在欧洲建立。

荷兰:一个处于危险中的国家

在荷兰建立西尼罗河病毒的危险地图。黑色圆圈表示在鸟类中检测到西尼罗河病毒抗体的位置。来源:https://parasitesandvectors.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13071 - 020 - 04339 - 0

荷兰被认为特别容易受到虫媒病毒出现的影响,因为该国牲畜密度高,贸易和旅行的全球联系密切,以及当地媒介和野生物种能够支持和传播虫媒病毒。事实上,上面提到的六种虫媒病毒都是标记为最优先的根据流行病学和社会和经济影响对荷兰的影响。

因此,对蜱虫、蚊子和哨点宿主的监测是尽早发现这些病毒的持续努力的一部分。由于这种监测程序耗时、昂贵,而且本质上只能检测一小部分带菌者和宿主,因此重要的是,它们要以这些虫媒病毒最有可能出现的地区为目标。然而,确定可能出现的领域是一项重大挑战。

利用GIS识别监控热点

我们的研究旨在确定荷兰哪些地区具有适合上述六种虫媒病毒(西尼罗河病毒、TBEV、LIV、CCHFV、JEV、RVFV)地方性传播的生态条件。虫媒病毒的传播取决于是否存在合适的媒介和宿主物种以及特定的气候条件和适宜的栖息地。

这些都被认为是生态风险因素。根据我们之前的系统综述,我们首先确定了哪些风险因素与荷兰相关(令人惊讶的是,海拔并不相关)。然后,我们收集了全国范围内的每个风险因素的连续数据,如温度、降水、植被覆盖、蚊子、牲畜和候鸟的数量,并使用基于地理信息系统(GIS-)的工具来描述它们的空间变化特征。每个危险因素代表一个单独的地理信息系统层,然后将其组合起来,为每种病毒的引入和/或建立创建危险地图。

重要的是要强调,这些地图描绘的是相对危险而不是实际危险,即虫媒病毒的传播在某些地方比在其他地方更有可能。

虽然每种虫媒病毒分布图之间存在相当大的差异,但覆盖所有建立的分布图表明,总体而言,该国南部地区虫媒病毒传播的环境适宜性最高;以气候变暖为特征的区域,这对带菌者的数量及其传播病毒的能力产生积极影响。这为在可能出现多种虫媒病毒的地区对病媒和/或哨点宿主进行有针对性的取样提供了机会,从而提高了对有限的监测资源的有效利用。

TBEV和西尼罗河病毒的出现

很讽刺的是,在我们的研究还在进行的时候,TBEV实际上出现在荷兰。最初在狍血清样本中检测到抗病毒抗体,然后感染tbevIxodes蓖麻蜱虫是从同一地区采集的。不久之后又出现人间病例,现在每年都有报告。而且,在我们的研究发表在《寄生虫与载体》杂志上一周内,西尼罗河病毒检测常见的白喉症(Curruca普通的),在尖音库蚊蚊子。四个星期后第一个原地的人类案例从同一地区报告。

荷兰TBEV和西尼罗河病毒的出现强调了监测项目对早期发现和风险管理的重要性,因为这两种病毒都是在人类病例发生之前在野生动物哨点宿主和节肢动物媒介中发现的。这也说明了预测虫媒病毒在哪里出现是多么困难。

过去的模式预测TBEV不会在欧洲西北部形成,因为该地区缺乏病毒传播所需的特定气候条件。然而,现在TBEV在荷兰持续传播,病毒最近也在传播传到了英国

当我们考虑我们的地图时,许多感染TBEV的蜱虫、野生动物和人类都报告来自被划分为相对适合TBEV形成的地区。但也有大量适宜的区域,至今还没有证据表明有TBEV的传播。只有时间才能证明这些是错误分类,还是TBEV还没有到来。

同样,在我们的地图上被归类为最适合西尼罗河病毒形成的地区,也曾发现有西尼罗河病毒抗体的鸟类。然而,最近(和确定的)西尼罗河病毒在荷兰的出现就发生在这个区域之外。显然,预测虫媒病毒将在何处出现仍然是一件棘手的事情,但我们可以在不断学习虫媒病毒生态学的同时,继续改进它。

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