温度变化作为沃尔巴克氏体释放效果的驱动因素:对气候变暖背景下登革热防控的启示

root 提交于 周二, 07/28/2026 - 06:47
背景 基于沃尔巴克氏体(Wolbachia)的防控方法通过抑制埃及伊蚊(Aedes aegypti)种群或阻断病毒复制来降低登革热传播,但其在流行区不同气候条件下的有效性仍知之甚少。季节性和年际温度变化会塑造蚊媒种群动态,然而,Wolbachia释放在厄尔尼诺或热浪等异常气候事件期间的表现仍在很大程度上未知;这一空白限制了我们优化释放策略以及预测不同气候条件下干预成效的能力。 方法学/主要发现 为弥补这一空白,我们构建了一个数学建模框架,将温度依赖性的Wolbachia参数与登革热流行区所特有的季节性和年际气候变率显式纳入其中,并将一个详细的Wolbachia动力学模型与易感-感染-康复(SIR)流行病学模型相耦合,以评估Wolbachia在不同热环境下的建立、持续存在和稳定性,并追踪其对疾病传播的下游影响。较高温度削弱了Wolbachia的建立和长期持续能力,随着条件接近30°C,有效释放策略的适用范围显著缩小。季节性进一步增加了复杂性:决定种群替代是否成功的,不仅是热胁迫的强度,更是其相对于Wolbachia频率所出现的时机。年际变化、逐步变暖、季节波动幅度扩大以及热峰时序偏移,都会削弱Wolbachia的流行率和稳定性,而且这些效应会在连续多年中叠加。登革热传播与这些动态变化密切一致:较温暖的条件会导致规模更大、发生更早的暴发,而干预是否成功则取决于释放时机、频率和目标定位与当地热环境条件的匹配程度。 结论/意义 随着气候变化下极端高温事件愈发频繁,忽视当地热环境条件的释放项目可能会在最需要登革热防控的地区无法达到预期效果。通过阐明温度、Wolbachia与登革热之间的机制性交互作用,我们的研究结果有助于根据不同气候条件优化Wolbachia释放项目,从而在气候变率不断增强的背景下强化登革热防控。

背景

基于沃尔巴克氏体(Wolbachia)的防控方法通过抑制埃及伊蚊(Aedes aegypti)种群或阻断病毒复制来降低登革热传播,然而,其在地方流行区不同气候条件下的有效性仍缺乏充分认识。季节性和年际温度变化会塑造蚊媒种群动态,但沃尔巴克氏体释放在厄尔尼诺或热浪等异常气候事件期间的表现仍基本未知,这一空白限制了我们优化释放策略以及预测不同气候下干预成效的能力。

方法学/主要发现

为弥补这一空白,我们构建了一个数学建模框架,明确纳入了温度依赖性的沃尔巴克氏体参数,以及登革热流行区所特有的季节性和年际气候变异性。该框架将一个详细的沃尔巴克氏体动力学模型与一个易感—感染—康复(SIR)流行病学模型相耦合,用以评估不同热环境下沃尔巴克氏体的建立、持续性与稳定性,并追踪其对疾病传播的下游影响。较高温度削弱了沃尔巴克氏体的建立和长期持续性,使有效释放策略的适用范围在条件接近30°C时急剧缩小。季节性又增加了一层复杂性:决定种群替代是否成功的,不仅是热胁迫的强度,更是其相对于沃尔巴克氏体频率出现的时机。年际变化、渐进变暖、季节波动幅度扩大以及热峰位移,都会削弱沃尔巴克氏体的流行率和稳定性,而且这种影响会在连续年份中叠加。登革热传播与这些动态变化密切一致:较温暖的条件会导致规模更大、发生更早的疫情暴发,而干预的成功则取决于释放时机、频率和目标定位与当地热条件的匹配程度。

结论/意义

随着气候变化下极端高温事件愈发频繁,忽视当地热条件的释放项目,可能会在最需要登革热防控的地区难以达到预期效果。通过阐明温度、沃尔巴克氏体与登革热之间的机制性交互作用,我们的研究结果有助于针对不同气候条件优化沃尔巴克氏体释放项目,从而在气候变异性加剧的背景下强化登革热防控。

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📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.26.740614v1?rss=1

🏷️ 沃尔巴克氏体 登革热防控 温度依赖性 气候变化 数学建模 蚊媒传播