近日，遙感科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室北京師范大學(xué)田懷玉教授團隊聯(lián)合法國巴斯德研究所Simon Cauchemez研究員在《Science》以長(cháng)文形式（Research Article）在線(xiàn)發(fā)表了印度洋溫度異常預測全球登革熱長(cháng)期趨勢的研究論文。

Science發(fā)表的論文

       登革熱是一種由伊蚊傳播的病毒性疾病，廣泛流行于全球熱帶、亞熱帶地區，是近幾十年來(lái)發(fā)病率持續增加的傳染病之一，對全球健康構成重要威脅。由于缺乏特定的治療方法或疫苗，登革熱對流行國家的公共健康和社會(huì )經(jīng)濟造成了沉重負擔。因此，準確預測疫情暴發(fā)的風(fēng)險并做好相應準備至關(guān)重要。2021年世界衛生組織發(fā)布了《被忽視的熱帶病路線(xiàn)圖》，目標是在早期預警系統中建立一套全面的跨領(lǐng)域特定疾病指標，以監測和管理包括登革熱在內的被忽視的熱帶病。

       研究團隊首次發(fā)現熱帶印度洋全區一致海溫模態(tài)（IOBW）指數是預測全球登革熱流行的關(guān)鍵指標，提出全球變化與疫情模型（GCE model）解析全球氣候變化和登革熱長(cháng)周期傳播動(dòng)態(tài)，將預警提前至9個(gè)月，在登革熱流行預測預警理論研究取得原創(chuàng )性突破，為全球登革熱的流行和防控提供重要科學(xué)支撐。

       IOBW指數可作為預測全球登革熱流行年際和季節規模的指標。IOBW指數是熱帶印度洋海表溫度(SST)異常的區域平均值，以全海域變暖或變冷為特征，是熱帶印度洋變率的最主要模態(tài)。研究團隊發(fā)現過(guò)去30年間（1990-2019）南、北半球的登革熱發(fā)病率和IOBW指數表現出一致的長(cháng)期趨勢（圖1A）。同時(shí)，登革熱流行季前一季度氣候指數與南、北半球登革熱月發(fā)病率均相關(guān)，具體表現為：當IOBW指數為正（負）值時(shí)，登革熱月發(fā)病率偏高（低）（圖1B）。團隊還進(jìn)一步測試結果的特異性，發(fā)現在30個(gè)全球氣候指數中，IOBW指數與南、北半球登革熱年發(fā)病率呈現最密切的相關(guān)性，且南、北半球的關(guān)聯(lián)性基本一致（圖1C、圖1D）。上述發(fā)現表明，登革熱規律性的年際和季節波動(dòng)可能受到全球氣候模態(tài)之一的熱帶印度洋全區海溫一致變化模態(tài)的統一影響。

圖1 熱帶印度洋全區一致海溫模態(tài)(IOBW)指數與南半球和北半球登革熱發(fā)病率存在正相關(guān)

       納入IOBW指數的模型將預測周期大幅提前至登革熱流行前九個(gè)月。研究團隊將IOBW指數納入一個(gè)已建立的全球變化與疫情預測模型框架（Global Change and Epidemic model，圖2A），系統不僅能夠解釋南、北半球一致的登革熱季節性流行趨勢（圖2B），而且還捕獲了24個(gè)國家每年登革熱流行的規模(圖2C-F)。系統成功模擬了2015-2016年登革熱在亞洲和美洲地區的暴發(fā)，以及2017-2018年的低流行。上述兩類(lèi)現象分別與2015-2016年的熱帶印度洋全區海溫一致變暖事件和2017-2018年變冷事件的發(fā)生相吻合（圖2C）。該模型能夠有效地捕捉南、北半球登革熱流行的季節和年際波動(dòng)周期和頻率，從而驗證了熱帶印度洋海溫指數在預測登革熱流行波動(dòng)趨勢方面的有效性。

       為了驗證研究結果的可靠性，研究人員進(jìn)一步將不受IOBW事件影響的局地溫度數據納入到模型，比較兩種模型結果和實(shí)際報告病例之間的相關(guān)性，發(fā)現沒(méi)有使用IOBW事件的模型無(wú)法捕捉各國登革熱疫情的年際波動(dòng)特征，而納入IOBW事件的模型模擬相較不納入IOBW事件的模型將結果從可靠性從49%提升至70%。

       實(shí)驗室田懷玉教授團隊對登革熱疫情趨勢特征和風(fēng)險因素的系統研究，是優(yōu)化登革熱傳播機制模型的基礎，同時(shí)也為制定有效的防控策略提供了科學(xué)支撐。登革熱預警系統主要使用氣候指標來(lái)預測疾病趨勢。延長(cháng)登革熱的預測提前期有助于實(shí)現全面的響應規劃、靈活配置醫療資源、有針對性地實(shí)施干預措施。

圖2 全球變化與疫情預測模型框架及效果

       遙感科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室北京師范大學(xué)田懷玉教授與法國巴斯德研究所Simon Cauchemez教授為本文的共同通訊作者，遙感科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室陳宇楊博士、北京師范大學(xué)博士生徐一婷、北京師范大學(xué)王林研究員、北京師范大學(xué)碩士生梁藝霖為共同第一作者。遙感科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室為第一完成單位，法國巴斯德研究所、葡萄牙天主教大學(xué)、國家氣候中心、巴黎高等師范學(xué)院、解放軍疾病預防控制中心、倫敦衛生與熱帶醫學(xué)院等單位共同完成。

       研究得到了遙感科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室疫情專(zhuān)項支持。相關(guān)成果受到新華社等國內外數百家媒體的報道，并被《中國科學(xué)報》、《科技日報》等頭版報道。2020年發(fā)表于《科學(xué)》的論文"An investigation of transmission control measures during the first 50 days of the COVID-19 epidemic in China"是我國首篇全文編入美國科學(xué)促進(jìn)會(huì )K12教材《課堂上的科學(xué)》的研究。

      https://english.news.cn/20240510/e677c97ff9de4dc7b2a1a7e1c34b83e5/c.html