近日，遙感科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室北京師范大學(xué)田懷玉教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合法國(guó)巴斯德研究所Simon Cauchemez研究員在《Science》以長(zhǎng)文形式（Research Article）在線發(fā)表了印度洋溫度異常預(yù)測(cè)全球登革熱長(zhǎng)期趨勢(shì)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(qū)，是近幾十年來發(fā)病率持續(xù)增加的傳染病之一，對(duì)全球健康構(gòu)成重要威脅。由于缺乏特定的治療方法或疫苗，登革熱對(duì)流行國(guó)家的公共健康和社會(huì)經(jīng)濟(jì)造成了沉重負(fù)擔(dān)。因此，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)疫情暴發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)并做好相應(yīng)準(zhǔn)備至關(guān)重要。2021年世界衛(wèi)生組織發(fā)布了《被忽視的熱帶病路線圖》，目標(biāo)是在早期預(yù)警系統(tǒng)中建立一套全面的跨領(lǐng)域特定疾病指標(biāo)，以監(jiān)測(cè)和管理包括登革熱在內(nèi)的被忽視的熱帶病。

       研究團(tuán)隊(duì)首次發(fā)現(xiàn)熱帶印度洋全區(qū)一致海溫模態(tài)（IOBW）指數(shù)是預(yù)測(cè)全球登革熱流行的關(guān)鍵指標(biāo)，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(zhǎng)周期傳播動(dòng)態(tài)，將預(yù)警提前至9個(gè)月，在登革熱流行預(yù)測(cè)預(yù)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(shù)可作為預(yù)測(cè)全球登革熱流行年際和季節(jié)規(guī)模的指標(biāo)。IOBW指數(shù)是熱帶印度洋海表溫度(SST)異常的區(qū)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(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)過去30年間（1990-2019）南、北半球的登革熱發(fā)病率和IOBW指數(shù)表現(xiàn)出一致的長(zhǎng)期趨勢(shì)（圖1A）。同時(shí)，登革熱流行季前一季度氣候指數(shù)與南、北半球登革熱月發(fā)病率均相關(guān)，具體表現(xiàn)為：當(dāng)IOBW指數(shù)為正（負(fù)）值時(shí)，登革熱月發(fā)病率偏高（低）（圖1B）。團(tuán)隊(duì)還進(jìn)一步測(cè)試結(jié)果的特異性，發(fā)現(xiàn)在30個(gè)全球氣候指數(shù)中，IOBW指數(shù)與南、北半球登革熱年發(fā)病率呈現(xiàn)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(xiàn)表明，登革熱規(guī)律性的年際和季節(jié)波動(dòng)可能受到全球氣候模態(tài)之一的熱帶印度洋全區(qū)海溫一致變化模態(tài)的統(tǒng)一影響。

圖1 熱帶印度洋全區(qū)一致海溫模態(tài)(IOBW)指數(shù)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(shù)的模型將預(yù)測(cè)周期大幅提前至登革熱流行前九個(gè)月。研究團(tuán)隊(duì)將IOBW指數(shù)納入一個(gè)已建立的全球變化與疫情預(yù)測(cè)模型框架（Global Change and Epidemic model，圖2A），系統(tǒng)不僅能夠解釋南、北半球一致的登革熱季節(jié)性流行趨勢(shì)（圖2B），而且還捕獲了24個(gè)國(guó)家每年登革熱流行的規(guī)模(圖2C-F)。系統(tǒng)成功模擬了2015-2016年登革熱在亞洲和美洲地區(qū)的暴發(fā)，以及2017-2018年的低流行。上述兩類現(xiàn)象分別與2015-2016年的熱帶印度洋全區(qū)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(jié)和年際波動(dòng)周期和頻率，從而驗(yàn)證了熱帶印度洋海溫指數(shù)在預(yù)測(cè)登革熱流行波動(dòng)趨勢(shì)方面的有效性。

       為了驗(yàn)證研究結(jié)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(shù)據(jù)納入到模型，比較兩種模型結(jié)果和實(shí)際報(bào)告病例之間的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)沒有使用IOBW事件的模型無法捕捉各國(guó)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(jié)果從可靠性從49%提升至70%。

       實(shí)驗(yàn)室田懷玉教授團(tuán)隊(duì)對(duì)登革熱疫情趨勢(shì)特征和風(fēng)險(xiǎn)因素的系統(tǒng)研究，是優(yōu)化登革熱傳播機(jī)制模型的基礎(chǔ)，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(yù)警系統(tǒng)主要使用氣候指標(biāo)來預(yù)測(cè)疾病趨勢(shì)。延長(zhǎng)登革熱的預(yù)測(cè)提前期有助于實(shí)現(xiàn)全面的響應(yīng)規(guī)劃、靈活配置醫(yī)療資源、有針對(duì)性地實(shí)施干預(yù)措施。

圖2 全球變化與疫情預(yù)測(cè)模型框架及效果

       遙感科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室北京師范大學(xué)田懷玉教授與法國(guó)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(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為第一完成單位，法國(guó)巴斯德研究所、葡萄牙天主教大學(xué)、國(guó)家氣候中心、巴黎高等師范學(xué)院、解放軍疾病預(yù)防控制中心、倫敦衛(wèi)生與熱帶醫(yī)學(xué)院等單位共同完成。

       研究得到了遙感科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室疫情專項(xiàng)支持。相關(guān)成果受到新華社等國(guó)內(nèi)外數(shù)百家媒體的報(bào)道，并被《中國(guó)科學(xué)報(bào)》、《科技日?qǐng)?bào)》等頭版報(bào)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(guó)首篇全文編入美國(guó)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