《npj Viruses》：Climate-driven changes in zoonotic risk of arenaviral hemorrhagic fevers in South America
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本文聚焦气候变化对南美洲新型沙粒病毒（New World Arenaviruses, NWAs）人畜共患病风险的长期影响。研究人员整合物种分布模型（Species Distribution Models, SDMs）与机制性感染力（Force-of-Infection, FOI）建模框架，基于SSP2-4.5（中度）和SSP5-8.5（重度）气候情景，预测未来二十年病毒溢出风险将在南美地方性及非地方性区域显著增加。研究指出温度季节性变化、降水减少及人为土地利用扩张是主要驱动因素，并识别出跨境传播热点，为制定气候适应性公共卫生政策（如跨境监测、土地利用规划）提供了科学依据。
在全球化与气候变暖的双重背景下，人畜共患病的威胁日益凸显。南美洲作为多种致命性出血热病毒的自然疫源地，其流行病学格局正因环境变迁而悄然改变。沙粒病毒（Arenaviruses）家族中的“新世界”成员——瓜纳里托病毒（Guanarito virus, GTOV）、马丘波病毒（Machupo virus, MACV）和胡宁病毒（Junin virus, JUNV），分别导致委内瑞拉出血热、玻利维亚出血热和阿根廷出血热，病死率可达5%至30%。尽管这些病毒已被世界卫生组织等机构列为优先病原体，但气候变化如何通过改变其啮齿动物宿主的分布与行为，进而影响病毒向人类“溢出”的风险，长期以来缺乏系统性量化评估。传统的疾病监测往往滞后于疫情暴发，而在气候危机加剧、土地利用模式剧变的今天，能否提前预判风险热点的转移，成为预防下一次潜在疫情的关键。
为此，一项发表于《npj Viruses》的研究，首次构建了一个融合生态学与流行病学的预测框架，试图回答这一紧迫问题。研究团队整合了物种分布模型（Species Distribution Models, SDMs）与机制性的感染力（Force-of-Infection, FOI）模型，模拟在不同气候情景下，三种新型沙粒病毒（New World Arenaviruses, NWAs）在未来（2041–2060年）的溢出风险变化。他们利用了共享社会经济路径（Shared Socioeconomic Pathways, SSPs）下的两种气候预测情景——SSP2-4.5（中度气候变化）和SSP5-8.5（重度气候变化），并与当前气候条件进行对比。该研究不仅量化了风险变化的地理格局，还深入剖析了驱动风险转移的关键环境因素。
为开展研究，作者主要运用了以下几项关键技术方法：首先，通过全球生物多样性信息网络（Global Biodiversity Information Facility, GBIF）获取了六种已知NWAs啮齿动物宿主的历史分布点数据。其次，采用集成机器学习算法（包括随机森林、极端梯度提升等）构建物种分布模型，预测在当前及未来气候情景下宿主的分布概率。模型输入了19项生物气候变量、土地利用数据（如农田、城市）及植被指数等多源地理空间数据。然后，基于密度依赖的传染病传播理论，构建了感染力模型，将宿主分布概率、估算的宿主与人口密度以及从拉沙热（Lassa fever）等类似病毒推导的传播率参数相结合，量化溢出风险。最后，运用随机森林回归模型分析风险变化与环境特征变化之间的关联。
研究结果
新世界沙粒病毒的溢出风险热点将在未来增加
模型预测表明，在两种未来气候情景下，三种NWAs的溢出风险（以FOI为代理指标）均比当前条件更为广泛和升高。具体而言：
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GTOV：高风险区将从委内瑞拉当前的地方性区域，向主亚那、苏里南和巴西等非地方性区域扩张，而委内瑞拉北部沿海部分地区风险则有所降低。
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MACV：整体风险升高，风险从玻利维亚安第斯山脉山麓转移至玻利维亚和巴拉圭的非地方性草原地区。
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JUNV：在阿根廷的潘帕斯草原风险降低，但在其周围的非地方性区域风险升高，特别是在阿根廷、巴拉圭和玻利维亚交界地区，与MACV的高风险区存在空间重叠。
统计显示，GTOV和MACV的FOI中位数在两种未来情景下分别增加了5%-8%和18%-19%，JUNV增加了3%。
NWA感染力的变化与宿主栖息地的气候和土地利用变化相关
通过关联分析发现，三种NWAs的FOI增加，普遍与温度相关特征（如年变化范围、季节性）的增强、降水相关特征（如最暖季度或最湿季度降水）的减少、以及城市和农田用地的扩张有关。例如：
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GTOV：风险增加与温度季节性增强和农田扩张正相关，而与最湿季度降水增加负相关。
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MACV：风险变化与等温性、年均温的降低以及最湿季度降水的增加等因素相关。
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JUNV：风险与温度季节性、最暖季度降水呈负相关，而与城市土地覆盖呈正相关。
预测的NWA啮齿动物宿主物种分布模式发生转变
对六种宿主物种的分布预测显示，未来其分布范围和概率将发生显著变化，且两种气候情景下的差异较细微。例如，GTOV的宿主Zygodontomys brevicauda的分布可能从加勒比海岸向内陆森林和农村地区转移；JUNV的宿主Calomys musculinus在阿根廷中部地区的分布概率降低，而Calomys laucha和Oligoryzomys flavescens在同一地区的分布概率增加。这些变化预示着未来啮齿动物栖息地可能呈现碎片化趋势。
研究结论与重要意义
本研究得出结论：气候变化预计将通过改变啮齿动物宿主的分布，驱动南美洲新型沙粒病毒向人类溢出的风险在未来几十年内显著增加，并可能扩散至目前的非地方性区域。风险变化主要由温度季节性增强、降水减少以及农业和城市用地扩张共同驱动。研究识别出多个跨境传播风险热点，特别是阿根廷、巴拉圭和玻利维亚交界地区，提示了区域协同防控的必要性。
这项研究的重要意义在于多个层面。在方法论上，它创新性地将生态位模型与机制性流行病学模型相结合，提供了量化气候变化下人畜共患病溢出风险的框架，该框架可扩展至其他被忽视的虫媒或动物源性疾病。在科学认知上，它弥补了针对“新世界”沙粒病毒在气候变化背景下风险动态的研究空白，揭示了环境驱动因素与疾病风险之间的复杂关联。在公共卫生实践上，其预测结果（尤其是与当前全球气候轨迹更接近的SSP2-4.5情景下的预测）为公共卫生决策者提供了前瞻性的科学依据。研究明确呼吁，应基于这些预测，采取积极主动的、适应气候变化的公共卫生干预措施，包括：加强跨境联合监测与数据共享，在土地利用规划中纳入健康风险评估，以及强化农村地区卫生系统的韧性，以应对即将到来的疾病风险格局变化。这项工作标志着从被动的疫情应对向主动的风险预警和干预的战略转变，为全球健康安全贡献了关键的工具和见解。
