《Scientific Reports》：Spatial modeling of Borrelia genospecies in human-biting ticks from the French citizen science programme CiTIQUE
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为系统评估莱姆病空间风险，弥补传统监测在覆盖范围与生态驱动解析上的不足，研究人员基于法国公民科学项目CiTIQUE收集的人源蜱虫，通过空间建模分析了伯氏疏螺旋体复合体(Bbsl)及其主要基因型Borrelia afzelii与Borrelia garinii的分布格局及其环境、生态和人为驱动因素。研究发现蜱虫栖息地适宜性是Bbsl感染概率的关键预测因子，而基因型分布分别与啮齿类物种丰富度（B. afzelii）和鸫科鸟类丰度（B. garinii）显著相关。该研究首次提供了法国全国范围内Bbsl空间分布的精细化图谱，凸显了公民科学在病媒监测和公共卫生应对中的独特价值。
在欧洲，莱姆病是由伯氏疏螺旋体复合体（Borrelia burgdorferi sensu lato， Bbsl）引起的最常见病媒传播人类疾病，其主要媒介是篦子硬蜱（Ixodes ricinus）。在法国，尽管常规监测系统估算2023年约有3.9万例病例，但基于临床决策支持系统的分析表明，实际发病率可能接近19.1万例，揭示出巨大的报告缺口。精准评估人类暴露于病原体的空间风险对于有效的公共卫生监测至关重要，但传统的监测方法——无论是基于蜱虫密度（acarological hazard）的野外采样，还是基于临床病例的报告——往往难以获取地理上明确、大规模且能捕捉暴露异质性及其驱动因素的数据。前者通常覆盖范围有限、缺乏标准化，且与人类实际暴露场景关联不直接；后者则受制于空间分辨率粗糙和漏报问题。为了克服这些局限，公民科学（citizen science）作为一种新兴工具显示出巨大潜力，它能够动员公众收集与人类暴露直接相关的大规模地理参考数据。
在此背景下，法国启动了CiTIQUE公民科学项目。从2017年到2019年，该项目收集了公众被蜱虫叮咬后主动提交的蜱虫样本及其相关信息。本研究正是利用了这一独特的数据资源，旨在回答几个核心问题：在法国全境，人源蜱虫中Bbsl及其主要致病基因型的感染风险在空间上是如何分布的？这种空间异质性又是由哪些环境、生态和人为因素所驱动的？为了回答这些问题，研究团队对1891只人源篦子硬蜱进行了病原体筛查，并运用统计建模方法，深入剖析了感染格局背后的驱动力。
研究发现，在所有被分析的蜱虫中，有15%（291只）检测出Bbsl阳性。其中，伯氏阿弗西疏螺旋体（Borrelia afzelii）和伯氏伽氏疏螺旋体（Borrelia garinii）是最主要的基因型，感染率分别为7.2%和4.2%。通过构建广义可加模型（Generalised Additive Models， GAMs）和空间相对风险分析，研究揭示了不同层次的驱动因素。
在总体Bbsl感染层面，篦子硬蜱的栖息地适宜性指数是感染概率最一致的预测因子，两者呈正相关。这表明，在人类可能暴露的地区，适合蜱虫生存的环境也更有利于Bbsl的传播和维持。这一发现与理论模型预测一致，即蜱虫密度与病原体流行率之间存在复杂的非线性关系。
当聚焦于特定的基因型时，驱动因素呈现出鲜明的差异，反映了它们不同的生态学特性。对于Borrelia afzelii，其存在概率与啮齿类动物的物种丰富度呈正相关，这与该基因型主要以小型哺乳动物为主要储存宿主的认知相符。同时，牛密度显示出负相关。对于Borrelia garinii，其存在概率则与鸫科鸟类（Turdidae）的丰度呈正相关，印证了鸟类是其关键宿主。有趣的是，啮齿类物种丰富度对B. garinii显示出负相关，这可能意味着啮齿类作为其非特异性宿主，产生了一定的“稀释效应”（dilution effect）。此外，草地覆盖率对Bbsl和B. afzelii的感染概率均显示出非线性的复杂关联。
空间风险地图清晰地描绘了感染风险的高低区域。总体Bbsl以及B. afzelii的高风险区（“热点”）主要集中在法国东部和中部，如大东部大区、勃艮第-弗朗什-孔泰大区和中央-卢瓦尔河谷大区。而B. garinii的高风险区则更偏重于西部，如布列塔尼和诺曼底的部分地区。这些精细化的空间分布图，是传统基于文献汇总的欧洲尺度模型所无法提供的，后者往往在法国境内缺乏足够的高分辨率数据支持。
关键技术方法：本研究主要依托法国CiTIQUE公民科学项目（2017-2019年）收集的1891只人源篦子硬蜱样本。首先，对蜱虫进行形态学物种鉴定。接着，通过高通量微流控实时PCR技术，同步筛查并特异性检测了包括B. afzelii、B. garinii在内的7种Bbsl基因型（该方法无法区分混合感染中的共现基因型）。在数据分析阶段，研究团队从生物气候、土地覆盖、人类活动压力和宿主（鹿、鸟类、啮齿类）相关等维度，提取了103个环境协变量，并在5公里空间分辨率上进行整合与降维处理。核心分析采用具有双重惩罚项的广义可加模型，以识别与Bbsl及其主要基因型分布显著相关的环境驱动因子，并生成全国范围的感染风险预测面。同时，辅以空间相对风险分析，使用自适应带宽核密度估计来识别统计上显著的高风险与低风险区域。
研究结果：
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描述性分析：1891只人源蜱虫中，Bbsl总感染率为15%。B. afzelii（7.2%）和B. garinii（4.2%）是优势基因型，其感染率存在明显的地区间差异。
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与Bbsl分布相关的因素：广义可加模型（M0）显示，篦子硬蜱栖息地适宜性指数与Bbsl感染概率呈显著正相关；草地覆盖率呈现复杂的凸型关系。空间相对风险图识别出法国西北部（布列塔尼、诺曼底）为显著低风险区，而中东部（大东部、勃艮第-弗朗什-孔泰、中央-卢瓦尔河谷）为显著高风险区。
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与Borrelia afzelii分布相关的因素：针对Bbsl阳性样本的子模型（M1）表明，B. afzelii的相对存在概率与啮齿类物种丰富度呈正相关，与牛密度呈负相关，并与栖息地适宜性、草地覆盖率存在非线性关联。其空间高风险区与总体Bbsl类似，但在奥克西塔尼大区北部出现额外热点。
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与Borrelia garinii分布相关的因素：子模型（M2）揭示，B. garinii的相对存在概率与鸫科鸟类丰度正相关，与啮齿类物种丰富度负相关。其空间高风险区位于法国西部（如布列塔尼西部），与B. afzelii的分布格局明显不同。
结论与意义：
本研究通过整合公民科学数据与高级空间统计模型，首次绘制了法国全国范围内伯氏疏螺旋体复合体及其主要致病基因型在人源蜱虫中的精细化风险地图。它不仅证实了蜱虫栖息地适宜性是决定病原体传播风险的基础，更重要的是，清晰揭示了不同基因型（B. afzelii 与 B. garinii）因其依赖的储存宿主（分别为啮齿类和鸟类）不同，而受到截然不同的生态因子驱动，从而形成了互补甚至部分互斥的空间分布格局。这一发现深化了对莱姆病病原体复杂生态流行病学的理解。
在实践层面，该研究有力证明了公民科学作为传统病媒监测体系补充工具的巨大价值。CiTIQUE项目收集的人源蜱虫数据，直接关联人类暴露事件，为评估真实世界风险提供了独特视角。研究构建的分析框架可适配于其他病媒传播疾病的监测。尽管模型预测性能受样本空间覆盖不均等因素限制，但其所生成的风险地图和识别的关键驱动因子，能为公共卫生部门开展靶向监测、实施基于风险的预防措施（如高风险区公众警示、重点环境管理）以及优化资源配置提供科学依据。随着CiTIQUE项目样本库的持续扩大（已存储超过6万只蜱虫），未来可通过优化抽样策略进一步细化研究，从而在全球环境变化可能改变病媒与病原体分布的背景下，为大型尺度监测、环境风险评估和公共卫生应对提供一个可扩展、适应性强且由公众驱动的强大工具。本研究成果已发表在《Scientific Reports》期刊上。
