气候变化正在推动人畜共患疾病的蔓延

气候变化正在扩大许多传染病的范围。特别是，染色疾病，如登革热或疟疾，正在推进。预测疾病风险需要考虑生物和非生物因素。Jeanne M.博士和美国新墨西哥州洛杉矶阿拉莫斯国家实验室的同事博士和她的同事正在开创一个问题的多学科方法。通过将数学，计算机科学，生态和其他学科的专业知识结合在一起，该团队正在开发新的策略，以预测大陆鳞片的载体传染病，具有高性能计算。

我们的气候正在变化。随着地球变暖，曾经局限于较暖纬度地区的传染病正在慢慢扩展它们的范围。特别是人畜共患疾病——从非人类动物传播给人类的疾病——正在利用气候变化带来的更大范围的影响。一组人畜共患病，即病媒传播的病原体，对人类健康构成越来越大的风险。

在生态学中，一种载体是任何携带和传递传染病到另一个生物的生物。这一的主要例子是蚊子，可以携带许多病原体，包括导致疟疾的寄生虫。

加入点
疟疾等染色疾病具有复杂的流行病学;也就是说，疾病发生的方式，蔓延和持续存在。这种疾病的行为随着波动的环境而变化，但也取决于宿主，储层，载体和病原体之间的相互作用。这为试图预测载体传播疾病如何传播的科学家提供了重大挑战。为应对气候变化而制定载体传播疾病传播的预测要求不同学科的专家共同努力。

Jeanne Fair博士及其同事Carrie Manore和Chonggang Xu领导了一个多学科团队，旨在改进对人畜共患疾病爆发的预测，以应对气候变化。洛斯阿拉莫斯国家实验室团队由计算机科学家、疾病生态学家、数学家、地球系统建模师和其他专家组成，研究备受关注的疾病爆发，包括流感、寨卡病毒和当前的冠状病毒(COVID-19)。该小组正在共同开发新的战略，以结合来自不同来源的信息，对传染病风险作出可靠的预测。

跟踪蚊子
蚊子可能是最知名和研究最充分的疾病媒介。除了疟疾(由疟原虫引起)，蚊子还能携带和传播登革热、日本脑炎和黄热病等严重疾病。其他昆虫疾病媒介包括蜱、蠓、白蛉和跳蚤。在世界范围内，媒介传播的疾病占所有传染病的17%以上，每年造成70多万人死亡。根据世界卫生组织的数据，2018年有2.28亿疟疾病例，40.5万人死亡。

任何疾病风险预测需要考虑载体的生命周期。例如，蚊子的整个生命周期与环境相关联。女性蚊子在静物水中产卵。在几天到几个月的任何地方，水生幼虫从鸡蛋中孵化并转变为成年蚊虫。水对蚊子的生存至关重要。然而，蚊虫和其他载体对气候变化的回应并不总是显而易见的：它们是复杂的，有时是反直观的。通过将河流减少到蚊子有利的少数停滞池可能会增加蚊子种群。温暖的冬天可能导致蚊子的北方传播，因为它们可以全年存活。

蚊子和其他媒介对气候变化的反应方式并不总是显而易见的:它们很复杂，有时甚至是反直觉的。

三个蚊虫负责大多数蚊子的传染病：AEDES.那按蚊和库蚊．按蚊蚊子是疟疾的罪魁祸首，而AEDES.携带登革热，zika和黄热病，库蚊传播，例如日本脑炎。研究发现，这三种疾病的范围已经扩大——它们所携带的疾病现在在以前闻所未闻的地方得到诊断。

随着蚊子活动范围的扩大，它们也会适应新的环境。研究人员发现，许多种类的蚊子能够适应不同的环境，这令人惊讶，也令人担忧。白纹伊蚊例如，它是在地理上分布最广的蚊子，在除南极洲以外的所有大陆都能找到。这种物种一到新大陆就会转移到一个新的生态位(生态位是一个物种与特定环境的关系，包括它生活在哪里，吃什么，何时繁殖等等)。其他物种已经变得更能忍受盐水，这大大增加了它们潜在的繁殖栖息地。

虽然气候变化可以直接影响蚊子和其他载体的范围，但人类的行为也可以间接而无意地促进蚊子群体。例如，世界某些地区的延长干旱，如澳大利亚，导致储水箱的增加 - 当地蚊子种群的完美育种场所。

预测疾病爆发
预测媒介传播的人畜共患疾病的传播有许多困难。甚至研究一种疾病的单一爆发也可能是棘手的，因为必须分析这么多不同的数据流:疾病的病例数、时间、地点、天气和气候条件等，仅举几个例子。这就是为什么洛斯阿拉莫斯国家实验室小组采取的多学科方法在预测未来疾病暴发方面至关重要。

流行病学建模旨在映射特定疾病和预测未来爆发的风险，允许警告脆弱的人群并准备。以前的研究表明，有时候，某些条件可以准确地预测未来的疾病风险。例如，降雨和温度可用于预先预测载体传染疾病的风险。因此，流行病学家在疾病风险时考虑这些因素。然而，由于主题的复杂性，迄今为止的研究对特定地区的特定疾病专注于，仅使用已知疾病风险的一些因素。

可以使用地球系统模型描述气候和不同地球系统之间的关系，包括海洋，陆地，冰和生物系统。科学家使用这些模型来估计天然和人类传感器的影响，例如火山喷发和化石燃料能量使用。现代地球系统模型甚至可以包含来自生物系统的反馈，例如植被动态和生物地球化学循环。地球系统模型提供了一种主要帧，以模拟动物疾病，包括水文，植被和气候所需的过程。因此，利用这些模型可以帮助预测气候变化对疾病爆发的影响是理想的。

蚊虫人口对短期和长期的环境变化响应。例如，数字可以在一个季节，季节和多年来的季节之间进行波动。因此，疾病爆发的预测需要考虑到短期和长期因素。考虑到这一点，团队认为有用的预测的发展面临着三个关键挑战：

• 首先，任何模型都必须包含重要的大尺度因素，包括植被、水源、温度和湿度、人口密度和流动。
• 其次，如果要预测未来的疾病风险，需要考虑未来的人口和运动。
• 最后，研究人员需要一种方法来定位，提取和分析来自许多不同的全球来源的数据。

洛斯阿拉莫斯国家实验室小组采取的多学科方法在预测未来疾病暴发方面至关重要。

领先一步
预测或预测未来已经存在：在商业，经济学和科学中。大多数人可能每天检查天气预报。然而，预测载体传染病风险是棘手的。与天气预报不同，实时数据永远不会有 - 可以在外面看，观察目前的天气，但现在无法准确测量蚊子群体。相反，诸如植被覆盖和水可用性的代理数据用于估计蚊子群体。这种间接测量增加了预测的不确定性。人类行为也可以阻碍预测。人们如何应对疾病威胁 - 例如，通过疫苗接种摄取，运动或信息共享 - 可以影响感染率。因此，人们如何应对某些疾病情况的知识也需要纳入预测中。

博士公平承认，与任何其他类型的预测一样，建模具有局限性。然而，它是目前最好的方法可以预测可能的未来疾病爆发 - 替代品是猜测，或坐下来等待。希望，同事协同团队所支持的多学科方法将允许社区为疾病爆发做好准备，无论是通过储存疫苗，新的疫苗接种计划还是限制人类或动物运动。通过这种方式，可以限制通过繁殖载体传播疾病的传播所做的伤害。