作者解读｜海南的疟疾发病率变化与长周期升温和海拔有关

文章解读

过去的20年，全球抗击疟疾取得了长足的进步，但疟疾仍然是全球健康面临的最严峻的挑战之一，非洲是疟疾发病率最高的地区，其次是东南亚[1]。疟疾的季节性传播和地理分布受到温度和降雨的影响[2]。在肯尼亚高原，观测到气温升高导致疟疾传播增加[3]。而在埃塞俄比亚高原，观测到疟疾传播减少与全球变暖减缓（温度仍然上升，但速度减缓）有关[4]。由于抗疟药物的使用、人口迁移、森林覆盖变化等混杂因素会影响疟疾发病率，所以非洲高原地区温度对于疟疾发病率的影响尚存在争议[3,4]。中国海南独特的地形、气候的多样性与疟疾流行数据的丰富性为解释高原地区气温对疟疾发病率的影响提供了新的机制与可能。

一、海南疟疾发病规模呈现“三个阶梯”

1984-2010年间，海南报告了18万多例疟疾病例，年发病率为每万居民0.09至29. 65例。当地疟疾传播具有鲜明的季节性和空间异质性，发病集中在雨季4月至10月（图 1A），岛上各地疟疾发病率与海拔呈正相关（R = 0.67，P = 0.0024，图1B）。研究通过聚类方法发现了具有相似流行病学特征和气温特征的三个地理区域：北部平原地区气温最高、发病最少；中部山林地区气温最低、发病最多；南部丘陵地区气温与发病处于两个地区之间。

图1：中国热带海南疟疾流行和气候特征区域

二、温度解释了疟疾传播强度的异质性

针对以上现象，作者提出了温度受海拔影响并通过影响蚊子叮咬率等生物学特性改变疟疾传播动力学这一假设。为验证这一假设，研究使用基于温度调控基本再生数（R0）的机制模型来刻画疟疾传播动力学（图2）。海南山林地区雨季平均气温在25-26°C之间，这一温度下R0处于最大值，最适宜疟疾传播，从而发病率最高；低海拔地区温度超过 25°C，高于最佳温度，传播力相较山林地区有所下降。

图2：温度对疟原虫物种动态和疟疾传播的影响

三、气温上升改变了疟疾季节性高峰出现时间

半个世纪以来，海南平均气温上升了1.5°C，最低气温上升了2°C。伴随温度的升高，疟疾季节性高峰出现时间也发生变化，更重要的是，变化方向因地理位置而异。在中部山林地区，流行高峰时间提前（从9月到7月）；而在其他地区，流行高峰时间推迟（从7月到8月或9月）（图 3C）。结合基于温度的R0模型（图 2C），这种变化可以用平均温度的上升来解释。随着气温的升高，相对较冷的中部山林地区适宜疟疾传播的最佳条件出现在雨季之前，而低海拔地区同样的气温上升导致对疟疾传播的抑制作用更大，并且直到雨季结束。

另外，温度每升高1°C，对疟疾发病率的影响存在时空异质性。基于温度的R0模型计算表明，如果温度升高1°C，在中部山林地区，病例在雨季会减少6.5% （95CI: 5.2%, 7.7%），而在旱季会增加11.9%（95CI: 9.8%, 14.2%）；在南部丘陵地区，病例在雨季减少9.2%（95CI：7.6%，10.9%），在旱季增加7.0%（95CI：6.0%，8.0%）；在北部平原地区，病例在雨季减少5.6%（95CI：4.5%，6.6%），而在旱季增加4.6%（95CI：3.7%，5.5%）。近几十年来，由于社会经济发展和大规模干预措施，例如大规模的使用抗疟药物、浸药蚊帐以及喷洒驱蚊剂，海南的疟疾发病率有所下降，但这些措施似乎只减少了疟疾流行的总体规模，而没有改变其时空传播模式（图4E）。

图3：1984-2010年海南气温上升和疟疾发病高峰时间变化

图4：区域间相对R0随时间的变化和稳健性分析

本研究结果表明，热带岛屿的疟疾发病率变化与长周期升温和海拔有关，这意味着气候变化已经影响了当前的疟疾传播风险。然而，气候因素、人类活动和蚊子栖息地之间的相互作用也可能对疟疾发病率产生影响。未来需要通过进一步的数据收集与分析来探讨三者间的关系，以便更深入地了解气候变化和疟疾流行病学之间的相互作用，进而以最佳方式为消除疟疾和为公共卫生决策提供便利。2021年，中国被世卫组织认证为无疟疾国家。成功的关键因素之一是实行“1-3-7”战略，该策略也将有助于非洲疟疾的防控。END

本项研究得到了国家自然科学基金、科技部重大专项、遥感科学国家重点实验室、北京市高精尖学科的资助。参与本研究的所有研究人员列表以及所属机构请参见论文原文（https://www.thelancet.com/journals/lanplh/article/PIIS2542-5196(22)00039-0/fulltext?rss=yes）。

参考文献

1. World Health Organization, World malaria report 2021 (2021) (April 9, 2022).

2. E. A. Mordecai, S. J. Ryan, J. M. Caldwell, M. M. Shah, A. D. LaBeaud, Climate change could shift disease burden from malaria to arboviruses in Africa. Lancet Planet. Heal. 4, e416–e423 (2020).

3. J. A. Omumbo, B. Lyon, S. M. Waweru, S. J. Connor, M. C. Thomson, Raised temperatures over the Kericho tea estates: Revisiting the climate in the East African highlands malaria debate. Malar. J. 10, 12 (2011).

4. X. Rodó, P. P. Martinez, A. Siraj, M. Pascual, Malaria trends in Ethiopian highlands track the 2000 ‘slowdown’ in global warming. Nat. Commun. 12, 1–12 (2021).

*中文解读仅供参考，所有内容以英文原文为准。