中国蓝舌病高风险区域和传入风险评估

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蓝舌病是由蓝舌病病毒(Bluetongue virus,BTV)感染所导致的一种反刍动物传染性疾病,主要以库蠓为主的媒介进行叮咬传播。家养反刍动物中,绵羊对BTV最易感,也常见严重的临床症状,包括发热,颌下部充血和水肿,口腔糜烂和溃疡,舌发绀,跛行,直至病情严重恶化和死亡。二十世纪40年代以前,蓝舌病是南非的地方流行病。1943年以后,蓝舌病疫情首次传入亚洲大陆。2006~2008年,BTV-8在欧洲引起了一场有史以来最具经济破坏性的蓝舌病暴发。2018年,肆虐欧洲的BTV-8传播到土耳其,给亚洲国家的蓝舌病疫情防控工作带来重大挑战。蓝舌病被世界动物卫生组织(OIE)列为必须通报的动物疫病,中国农业部将其列为一类动物疫病。目前,中国虽是OIE认定的蓝舌病非疫区国家,但自从1979年首次从云南省的家养绵羊体内分离出蓝舌病病毒后,已经在多个省份检测出病原或血清学抗体阳性样本。中国畜牧业产业规模庞大,牛、羊养殖量和畜产品质量均与经济、民生息息相关。由于蓝舌病血清型复杂,彼此间无交叉保护作用,且国家没有要求对反刍动物实施蓝舌病强制免疫,因此我国的牛、羊等家畜对其抵抗力普遍较弱。除病原体和易感动物群体外,传播媒介也是蓝舌病流行的必要条件之一。库蠓作为蓝舌病传播过程中的重要媒介在我国分布广泛,一旦我国本土BTV发生遗传变异、基因重组或外来病毒株传入我国,就可以构成新的“传染源-传播媒介-易感动物”传播链,形成潜在的蓝舌病暴发风险。随着中国与世界各国贸易日益频繁,对于潜在的蓝舌病暴发和传入风险应时刻保持警惕。但目前国内对于蓝舌病的本土流行情况和输入性风险认识不足,难以对蓝舌病进行有针对性的防控工作。而对于非疫区国家,流行病学建模是研究蓝舌病潜在暴发风险的有效工具。因此,本研究基于蓝舌病流行的基本环节,重点对中国蓝舌病高风险区和传入风险进行了建模预测与风险评估。具体研究内容包括:(1)基于2004~2021年国际蓝舌病疫情信息,利用空间流行病学方法对蓝舌病的时空分布特征及流行规律进行了分析。描述性分析结果显示,目前国际上发生的蓝舌病疫情主要分布在欧洲、非洲和西亚地区,且都表现为明显的季节性流行;时空聚集性扫描结果显示,检测出九个时空聚集区,其中心都位于传统的蓝舌病疫情流行区;方向分布分析结果显示,BTV-1和BTV-4疫情主要在非洲北部和欧洲南部地区流行,疫情的传播方向均呈现为西南-东北方向。而BTV-8和BTV-16疫情分别在欧洲西部及欧洲南部地区流行,疫情的传播方向均呈现西北-东南方向;另外,基于国内外文献发表的中国家畜蓝舌病感染分布数据,热点分析结果显示,中国蓝舌病感染的热点地区为云南省。(2)基于国内外文献记录中的蓝舌病病原存在数据、当前及未来气候条件下的生物气候变量,建立了中国蓝舌病病原分布预测的最大熵模型。结果显示,模型AUC值为0.857,预测效果好,当前气候条件下的BTV潜在环境适宜区主要集中在我国南方地区,在未来气候情景下BTV环境适宜区呈现不同程度地向北方高纬度地区扩张的趋势。(3)基于中国当前气候条件下BTV环境适宜区、反刍动物分布密度、媒介分布密度和植被指数,采用多准则决策分析技术建立了蓝舌病风险分布预测的空间模型。结果显示,中国蓝舌病的高风险区域主要集中在我国华南地区与部分西南地区,包括海南省、广西壮族自治区、广东省和云南省。另外,华东地区与华中地区也有高风险分布。敏感性分析结果显示,最敏感的风险因素是绵羊分布密度、归一化植被指数和BTV环境适宜性。不确定性分析结果表明该模型具有稳定性。(4)基于库蠓的生态学特性和气象数据,利用混合单粒子拉格朗日综合轨迹模型实现库蠓远距离传播的轨迹计算及轨迹聚类分析。结果表明,在2017年6~9月我国云南省区域,库蠓随气流的轨迹运输存在从边境向内陆传播的方式。(5)基于蓝舌病的流行病学特征,采用定性风险分析,对欧洲进口反刍动物及其产品进行传入风险评估。结果显示,经欧洲进口活畜和冷冻精液存在BTV传入风险,在检疫监管存在漏检情况下,BTV随进口活畜或冷冻精液传入我国的风险水平为“高”。(6)基于经典仓室模型原理,建立了蓝舌病传播动力学模拟系统。该系统可预测特定区域内BTV的时空传播趋势,并基于假设场景,评估了媒介控制在蓝舌病防控中的效果。结果显示,采取预防性灭虫措施可以降低蓝舌病的流行强度,有效控制蓝舌病的发生。综上所述,本研究采用多种时空分布特征分析方法和传染病预测预警技术,对中国蓝舌病的潜在高风险区域和传入风险进行了系统性地分析。预测了中国蓝舌病病原的环境适宜区和疾病风险区,可依据预测结果对高风险区域开展针对性地病原监测和疾病防控工作;从风载媒介、反刍动物及其产品贸易两个角度探讨了蓝舌病传入中国的风险,为中国蓝舌病传入风险理论提供了气流佐证,同时揭示了检疫监管措施和媒介监测工作的重要性;通过蓝舌病传播动力学系统的假设模拟,预测了特定区域内蓝舌病的传播趋势,探索了BTV的空间异质性以及干预措施对于疾病流行的影响,为蓝舌病防控策略的制订提供了科学依据与决策支持。
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