《One Health Outlook》:Geospatial modelling for zoonotic disease hotspot identification within a One Health framework: a systematic review
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本文系统综述了2000-2025年全球46项研究,揭示了地理空间建模(GIS)在识别人兽共患病(Zoonoses)热点中的关键作用,指出气候变量(温度/降水)主导预测因子而社会生态因素整合不足,为强化跨领域(人-动物-环境)协同防控提供科学依据。
人兽共患病持续威胁全球公共卫生,其传播机制涉及人-动物-环境界面的复杂交互。地理空间建模(Geospatial Modelling)作为识别疾病热点(Hotspots)的关键工具,在支持"同一健康"(One Health)导向的监测策略中日益重要。然而,现有研究对地理空间方法如何具体落实One Health原则的系统整合仍显不足。本综述遵循PRISMA 2021指南,系统分析了2000-2025年间46项相关研究,揭示了该领域的方法学进展与实践挑战。
方法学严谨性与研究分布
文献筛选采用双盲审流程,质量评估涵盖研究设计、数据透明度、模型适用性及One Health整合度四大维度。纳入研究呈现明显时空特征:2020年后发文量激增(2025年达峰值10篇),非洲(52.2%)、亚洲(21.7%)和欧洲(13.5%)为三大研究热点区域,伊朗(6篇)、中国(3篇)、肯尼亚(3篇)等国研究活跃。这种分布既反映高负担地区的防控需求,也暴露了区域研究能力差异。
主流建模技术图谱
贝叶斯空间模型(Bayesian Spatial Models)、卫星影像分析(Satellite Imagery-Based Analyses)、机器学习(Machine Learning)和生态位建模(Ecological Niche Modelling)构成技术核心。具体方法中,Getis-Ord Gi*热点分析、土地利用分类(Land Use/Land Cover)和Moran's I空间自相关(Spatial Autocorrelation)应用频率最高。这些技术通过整合多源数据(如遥感植被指数、气象观测、人口普查)构建风险概率曲面,有效识别了皮肤利什曼病(9篇)、炭疽(8篇)、钩端螺旋体病(5篇)等疾病的空间聚集区。
预测因子整合的失衡现象
气候变量(温度52.2%、降水47.8%)占据绝对主导,而社会生态因素整合不足——人口密度(37.0%)虽常用,但贫困指标、城市化进程等深层变量仅见于个别研究。动物健康数据(如牲畜密度、野生动物迁徙)的整合同样受限,导致模型难以捕捉人-动物接触界面的关键风险路径。这种"重自然、轻社会"的倾向制约了干预策略的精准性。
One Health原则的执行梯度
仅15.2%研究实现人-动物-环境三领域完全整合,多数(45.7%)仅耦合两领域(如环境因子+人类病例)。尽管39.1%研究明确提及One Health框架,但实际操作仍以数据拼贴为主,缺乏跨部门协同分析机制。典型案例如东非裂谷热(Rift Valley Fever)模型,虽整合了气候情景与牲畜密度,却未关联人类医疗可及性等社会脆弱性指标。
技术瓶颈与数据困局
41.3%研究指出数据可及性与质量是最大障碍,尤其在撒哈拉以南非洲,地面监测数据碎片化严重。时空分辨率不足(如遥感影像更新滞后)、样本量限制(如地方性人兽共患病报告不全)及模型验证缺失(如缺乏独立测试集)进一步削弱结果可靠性。此外,机器学习模型存在"黑箱"问题,贝叶斯方法对先验分布敏感,均影响决策透明度。
前沿进展与系统优化
近年研究呈现三大突破:一是多尺度时空模型(Spatiotemporal Models)动态追踪风险演变(如季节性疟疾传播廊道);二是社会生态变量创新(如移动通信数据映射人群流动模式);三是交叉验证技术(如空间留一法)提升预测稳健性。这些进展推动热点识别从"风险制图"向"机制解析"转型,例如通过路径分析揭示气候变暖→媒介孳生→家畜感染→人间传播的级联效应。
政策启示与未来方向
当前地理空间建模已具备支持One Health决策的技术基础,但需突破四大瓶颈:建立跨部门数据共享平台(如卫生-农业-环保数据互联)、开发社会生态预测因子库(如生计脆弱性指数)、制定模型标准化协议(如PRISMA-Spatial扩展指南)、强化在地化建模能力(如社区参与式数据采集)。唯有通过技术革新与制度协同,才能使热点地图真正转化为可执行的早期预警工具。