《Pathogens》：Temperature-Based Predictions for West Nile Virus Outbreaks in Endemic Regions of Continental Croatia
Ljubo Barbi?,
Gorana Mileti?,
Maja Mauri? Maljkovi?,
Vladimir Stevanovi?,
Vladimir Savi?,
Ivona ?ori?,
Maja Bogdani?,
Ivana Ron?evi?,
Ana Sankovi? and
Tatjana Vilibi?-?avlek
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编辑推荐：
气象条件，特别是温度、降雨和湿度，会影响西尼罗河病毒（West Nile Virus, WNV）的传播与扩散。本研究利用2015至2024年在克罗地亚两个高WNV活动性的大陆性流行区域收集的气象学、马匹血清阳性率及人间病例数据，探究了天气模式对克罗地亚WNV活
气象条件，特别是温度、降雨和湿度，会影响西尼罗河病毒（West Nile Virus, WNV）的传播与扩散。本研究利用2015至2024年在克罗地亚两个高WNV活动性的大陆性流行区域收集的气象学、马匹血清阳性率及人间病例数据，探究了天气模式对克罗地亚WNV活动的影响。总体马匹WNV IgG阳性率在东克罗地亚（30.34%）显著高于中克罗地亚（10.90%），且两地区随时间呈现相似的增长趋势，表明病毒传播存在共同的上升趋势。在确认近期有马匹感染（IgM阳性）的区域内，同一传播季内观察到更高的马匹血清阳性率。此外，人间病例和近期马匹感染与下一季节马匹血清阳性率的升高显著相关，分别对应4%和7%的增长。与降水和湿度不同，温度与人间WNV病例显著相关，而在马匹中未发现类似关联。二月、四月、五月和十月的温度成为关键预测因子，包含四月和五月均温的模型在预测人间WNV病例方面表现出最佳性能，2018年流行年的分析进一步支持了该结果。然而，当排除2018年数据后，温度的影响仅在五月和七月保持显著，其中五月气温升高成为预测即将到来的传播季WNV活动的最重要指标。
一、研究背景与目的
西尼罗河病毒（WNV）是欧洲最广泛分布的蚊媒病毒，属于黄病毒科（Flaviviridae）正黄病毒属（Orthoflavivirus），在日本脑炎血清复合群中。其在自然界中主要在鸟类和蚊子（尤其是库蚊属 Culex）之间维持地方性传播循环，偶尔可溢出感染人类、马匹等其他哺乳动物，但这些宿主通常病毒血症水平低，属于偶然或终末宿主。过去二十年，WNV在欧洲的活动显著增加，病例数与地理分布均不断扩大，克罗地亚自首次报告人间病例后，其大陆性区域已成为WNV地方性流行区。气候条件，特别是温度、降水与湿度，已被证明通过影响媒介蚊子的生存、繁殖及病毒外潜伏期，深刻影响WNV的传播动态与地理分布。其中，温度被视为最关键的气候因子之一。然而，针对克罗地亚特定区域，气象因素与WNV活动间的量化关系、以及如何利用温度等因子预测疫情强度，尚需深入探究。为此，研究人员开展了此项研究，旨在识别影响克罗地亚WNV传播动态的关键气候驱动因子，并构建人间WNV感染的预测模型。本研究结果发表于期刊《Pathogens》。
二、关键技术方法
本研究为回顾性观察研究，整合了多源数据并进行统计分析。气象数据（温度、降水、湿度）来源于克罗地亚气象水文局，来自大陆性克罗地亚四个气象站（代表东部的奥西耶克-巴拉尼亚省和武科瓦尔-斯里耶姆省，以及中部的萨格勒布市和萨格勒布省），时间跨度为2015年1月1日至2024年12月31日。马匹血清学数据来自克罗地亚农业部兽医与食品安全总局实施的西尼罗病早期监测项目，在2015至2024年间共检测了4986份马血清样本，使用竞争ELISA法（INgezim?West Nile）检测WNV IgG抗体以确定血清阳性率，使用抗体捕获ELISA（INgezim?West Nile IgM）确认近期感染。人间WNV病例数据由克罗地亚公共卫生研究所病毒性人畜共患病诊断与监测参考中心提供，所有病例均依据欧洲疾病预防控制中心（ECDC）标准确认。统计分析包括描述性统计、Mann-Whitney U检验、Spearman等级相关、线性回归、二项广义线性模型（GLM）、Poisson广义线性模型，并采用Akaike信息准则（AIC）比较候选模型，使用广义加性模型（GAM）评估温度与病例间的非线性关联，并通过前向链式验证评估预测模型的性能。
三、研究结果
3.1 气象因素
研究期间，整个研究区域及东、中克罗地亚的年均温均呈现显著上升趋势（每年升高0.16°C）。年降水量和湿度未观察到显著趋势。
3.2 马匹WNV IgG阳性率
总体马匹WNV IgG血清阳性率为21.24%。东克罗地亚阳性率（30.34%）显著高于中克罗地亚（10.90%）。两地血清阳性率均随时间呈相似的增长趋势。在相同传播季内，近期确认有马匹感染（IgM阳性）的区域，其马匹IgG血清阳性率显著更高。在区域层面，此关联仅在中克罗地亚得到证实。
3.3 近期马匹WNV感染与人间WNV病例
研究期间共确认37例马匹近期感染，人间病例与马匹近期感染数量年度间有波动。2018年为流行年，人间病例数异常升高。
3.4 马匹WNV IgG血清阳性率与近期马匹感染及人间病例的关联
在相同传播季内，人间病例数与马匹IgG血清阳性率无显著关联。然而，每个确诊的人间WNV病例与下一季节马匹IgG血清阳性率升高4%的几率相关，而每增加一例近期马匹感染则与升高7%的几率相关。相反，马匹IgG血清阳性率不能显著预测同一季或下一季的近期马匹感染或人间病例。
3.5 月温度升高对人间WNV病例风险比的影响
温度升高与人间WNV病例风险比增加显著相关，而降水和湿度无此关联。具体而言，四月、五月、八月和十月温度每升高1°C，人间病例风险比显著增加（IRR分别为1.678、2.296、1.589、2.290）。而在二月，温度每升高1°C与人间病例风险比降低相关（IRR 0.627）。区域分析显示，在中克罗地亚，四月、五月、八月升温增加风险，二月升温降低风险；在东克罗地亚，仅五月升温显著增加风险。排除流行年2018的数据后，仅五月和七月的温度升高效应保持显著，其中五月升温效应最强（IRR 1.758）。广义加性模型（GAM）分析证实了温度与人间病例间的显著非线性关联，七月存在一个约22.12°C的最佳传播温度阈值。月温度升高对马匹近期感染的风险比无显著影响。
3.6 流行年2018的月温度偏差
2018年，克罗地亚大陆性区域及东、中地区均呈现二月和三月温度显著低于研究期平均水平，而四月和五月温度显著高于平均值的模式。这种“前冷后暖”的温度模式可能与当年异常高的病例数有关。
3.7 基于月温度的人间WNV病例预测模型评估
在评估的候选模型中（包括单月及多月温度组合），仅包含五月温度的模型展现出最佳的整体预测性能，其预测误差最低，观察值与预测值的Spearman相关性最高。包含四月和五月均温的模型也具有良好预测价值。
四、讨论与结论
讨论总结：研究证实了克罗地亚，特别是大陆性区域，存在显著的变暖趋势，这与马匹WNV血清阳性率的上升趋势一致，预示着未来公共卫生挑战加剧。马匹作为哨兵动物，其血清阳性率数据即使在无人间病例报告时也能清晰反映病毒活动。研究强调了温度在WNV流行病学中的核心作用，特别是春季（四、五月）和夏末秋初（八、十月）的温度升高可显著增加人间病例风险，而二月异常升温可能通过干扰蚊子滞育（diapause）而降低后续传播风险。2018年流行年特有的“前冷后暖”温度模式为进一步完善预测模型提供了线索。研究的局限性包括未进行病毒中和试验（VNT）确认而可能存在黄病毒交叉反应，以及人间病例和马匹近期感染数量相对较少，需在更长时间和更广地理范围内验证。
结论翻译：
WNV是一种典型的新发媒介传播人畜共患病，其监测需要符合“一体健康”（One Health）框架的多学科方法。研究期间观测到的显著变暖以及血清阳性率的上升表明，这些趋势可能会持续，对公共卫生构成日益严峻的挑战。除了通过年度趋势测试马匹作为哨兵动物所获数据的价值外，这些发现表明，即使在无人间疾病报告时，血清阳性率数据也能清晰反映病毒活动。此外，除了已确立的检测近期马匹感染作为传播季节早期指标和人间病例预警信号的作用外，监测气候因素，特别是温度，可能作为预测即将到来的WNV季节潜在强度的候选指标，并为公共卫生防范工作提供信息。本研究证实，五月气温升高是预测即将到来的WNV传播季节强度的最一致指标，为公共卫生规划提供了潜在有价值的工具，而七月份的结果表明在季节高峰期存在一个最佳传播温度。此外，所确定的流行年特有的温度模式——即二月和三月低于平均气温，随后四月和五月高于平均气温——值得进一步研究，以改进未来季节的预测模型。需要在更广泛的区域和更长的时间序列上继续研究，并考察其他非生物因素、动物物种和媒介，以充分理解这种人畜共患病的发生模式。
