极端天气和社会因素均可通过影响蚊虫活动和栖息地,增加登革热的传播风险。那么在极端天气频发且登革热负担沉重的东南亚,社会因素又是如何调节极端天气对登革热传播的影响呢?
导 读
登革热是一种虫媒传染病,对全球公共健康造成了极大的威胁。极端天气,如干旱、洪水、热浪,以及由它们共同或接连引发的复合型灾害,不仅改变蚊虫的繁殖环境和活动方式,也增加人类感染风险。东南亚作为全球蚊媒传染病高发区,正面临登革热与极端天气的双重挑战。社会脆弱性(本文指低城市化水平和不完善的水源与卫生设施)进一步增加人蚊接触,限制医疗可及性。因此,研究城市化、基础设施与蚊虫热适应对登革热传播的交互影响,可以为应对气候变化和制定精准防控策略提供科学依据。
图1 图文摘要
本文的研究框架如图2,包括三个关键步骤:首先,集成相关研究数据。其次,识别气候因素和极端天气对登革热传播的风险窗口,进一步分析极端天气与城市化及基础设施对登革热传播的交互作用。第三,评估蚊虫热适宜性,在两个空间尺度开展因果分析:跨地区聚类分析以及每个地区的具体分析。
图2 研究框架
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极端天气引发登革热传播的风险窗口
此研究中的“风险窗口”,是指与登革热最高风险相关的特定气候或极端天气阈值及其对应的滞后时期,即各因素下登革热传播潜力最强的时间段。研究表明,不同类型的极端天气会以非线性的方式影响登革热传播(图3)。其中,热浪触发的登革热风险最高,其次为干旱和湿润事件。此外,干旱-热浪复合事件的风险低于单一干旱或单一湿润事件。
图3 气候因素与极端天气事件对登革热风险的影响。(A) 最低气温,(B) 降水量,(C) 每月干旱天数,(D) 每月干旱–热浪复合事件天数,(E) 每月湿润天数,(F) 每月热浪天数。结果基于未包含交互项的最佳模型。RR 表示相对风险
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城市化与极端天气交互作用对登革热传播风险的影响
总体来看,城市化水平较低的地区在极端天气条件下面临更高的登革热风险(图4)。出现湿润事件时,在不同城市化水平下,每月出现 12 天湿润日都对应最高的相对风险,但其滞后时间有所差异。出现干旱事件时,在所有城市化水平下,登革热风险最高的情形均出现在滞后5.25个月时,但每月干旱天数有所不同。在热浪事件下,低城市化和中等城市化地区在每月11.5天热浪、滞后3.75个月时登革热风险最高;高城市化地区峰值出现在每月11天热浪、滞后4个月时。
图4 极端天气事件与城市化水平对登革热风险的交互作用。A–C 展示了在低、中、高城市化水平下,湿润事件对登革热风险的影响;D–F 显示了相同城市化梯度下,干旱事件的影响;G–I 则呈现了热浪在不同城市化水平下的影响;J–L 描述了干旱–热浪复合事件在不同城市化水平下对登革热风险的影响。RR 表示相对风险
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蚊虫热适应、城市化与基础设施对登革热风险的调节作用
根据蚊虫热适宜性、城市化水平和基础设施差异,本研究将区域划分为三个聚类(图5)。聚类1基础设施匮乏、城市化低、蚊虫热适宜性低,主要位于老挝;聚类2基础设施完善、城市化中等、蚊虫热适宜性低,主要在泰国;聚类3基础设施完善、城市化高、蚊虫热适宜性高,涵盖新加坡及菲律宾大部分地区。研究显示,降水和湿润事件是所有聚类中登革热传播的主要因果驱动因素。干旱、干旱–热浪及湿热复合事件在基础设施完善、蚊虫热适宜性高的聚类3中发挥显著作用;相比之下,在基础设施薄弱、蚊虫热适宜性较低的农村地区(即聚类 1),并未观察到类似的因果效应。
图5 极端天气对不同地区聚类的登革热传播的因果效应。这些聚类以蚊虫热适宜性、城市化水平和基础设施特征为区分。(A) 聚类的空间分布。(B) 各聚类中城市化、改进水源和卫生设施可及性及蚊虫热适宜性的分布。(C) 基于季节性替代数据,估算的极端天气与气候因素因果效应。(D) 基于Ebisuzaki替代数据,估算的极端天气与气候因素因果效应。在最大库下,带端点的彩色水平条表示在零模型下随机替代数据集得到的 ρ 分布,端点表示第 2.5 和第 97.5 百分位,彩色圆点表示平均 ρ。三角形和方块表示最大库时的观测 ρ
总结与展望
这项研究揭示,极端天气(包括,湿润、干旱、热浪和干热复合事件)加剧登革热传播的关键时段。热浪带来的登革热风险最高,而干热复合事件的影响则低于单一的湿润或干旱事件。在任何极端天气条件下,农村地区的登革热风险通常高于城市地区;而在基础设施较完善且蚊虫热适应有利的城市地区,干旱及干旱-热浪复合事件则发挥了显著的因果作用。研究强调,将极端天气纳入气候适应措施,对登革热防控具有重要意义。
责任编辑
姜宜萱 复旦大学
The Innovation Medicine 编辑部