余宏杰课题组在登革热输入引起本地季节性流行的传播动力学 领域取得重要进展

供稿  余宏杰课题组

复旦大学公共卫生学院余宏杰课题组与University of Notre Dame合作，在登革热的时空传播动力学研究领域取得进展，研究结果以“Inter-annual variation in seasonal dengue epidemics driven by multiple interacting factors in Guangzhou, China”为题发表在Nature Communications（论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-09035-x）。

在人口流动加速、气候变暖等因素的综合作用下，以伊蚊为传播媒介的黄病毒属所致蚊媒传染病在全球快速播散，例如输入性登革热在非地方性流行的亚热带、温带国家持续引起季节性传播。我国也面临登革热输入并引起本地传播的威胁。2006年以来，我国输入性和本地登革热的报告发病率均呈上升趋势，2014年发病水平达历史最高。然而，登革热在非地方性流行地区的基本流行病学特征、输入和引起本地传播的风险，及其驱动因素一直是困扰科学界的难题。

余宏杰课题组针对以上问题开展了系统研究，阐明了登革热在中国传播的基本时空特征，定量揭示了从东南亚主要流行区输入到我国不同城市的季节性风险及其变化趋势（Lai S et al, BMC Medicine 2015; Lai S et al, PLOS Neglected Tropical Diseases 2018）。登革热不同年度的季节性流行水平与自然、社会等因素存在复杂的时空依赖性关系。为阐明输入性登革热引起本地暴发及不同规模的驱动因素，课题组又对我国登革热流行高风险地区的时空传播动力学机制开展了深入研究。

此研究以广州市为例，构建了时间序列易感-感染-康复（TSIR）传播模型，拟合了2005-2015年登革热疫情，采用析因仿真实验，对不同年度的输入性疫情、蚊媒密度、温度和本地条件（以TSIR模型残差表示）等因素进行了组合和模拟（图1），定量测量了所有可能组合对不同年度输入性登革热引起本地季节性暴发规模大小的影响。

图1. 2005-2015年广州登革热相关因素的时间序列变化

结果表明，通过对不同因素进行重排和模拟预测，各年度可能出现与实际相反的季节性流行模式（图2）。例如，将2014年登革热（发病水平最高的一年）的本地条件与2005-2015年输入疫情进行组合，再通过TSIR模型预测，发现各年度均可能出现大规模的流行；而将2008年输入模式（输入疫情最低的一年）与各年本地条件组合进行模拟，则显示在本地条件适宜的少数年份，也可出现较大规模的输入疫情并引起本地续发传播。基于不同组合模拟的年度发病水平，本研究对所有年份出现输入疫情并引起本地季节性传播的规模进行了排序，揭示了2014年广州出现大规模暴发不仅是输入疫情、蚊媒密度和温度作用的结果，而且是在主要由本地条件作用下，所有因素共同驱动的结果；其他年份的疫情则因其中一个或多个因素的限制，而未出现大规模的暴发（图3）。 

图2. 析因仿真实验预测结果示例

图3. 采用析因仿真实验模拟的年度发病水平排序

本研究定量阐明了不同自然和社会因素对输入疫情引起登革热本地传播及其规模的贡献，研究结果为非地方性流行地区的登革热时空传播的风险评估及防控措施的制定提供了科学证据。所建立的方法适用于精确评估蚊媒病毒性传染病在全球其他类似地区传入并导致本地流行的季节性风险。

此外，余宏杰教授和赖圣杰青年副研究员还参与了牛津大学主导的一项全球研究，对全球伊蚊的分布与扩张进行了预测，并绘制了高精度风险地图。研究结果以“Past and future spread of the arbovirus vectors Aedes aegypti and Aedes albopictus”为题发表在Nature Microbiology（论文链接：https://www.nature.com/articles/s41564-019-0376-y）。

研究得到国家自然基金委杰出青年基金（81525023）和面上项目（81773498）的资助。