气候变化和其他因素对新出现的虫媒病毒疾病的影响

总结

1.简介

毫无疑问，如果我们已经对臭氧层造成的破坏，从而对我们的星球造成的破坏无法逆转，或者至少如果我们不能减少有害化学物质的排放并防止进一步的破坏，那么世界上新的地区，例如南欧和北欧，将出现新的或再次出现的节肢动物传播病毒（虫媒病毒）疾病，预计将继续发生，频率可能会越来越高。

在过去十年中，西尼罗河病毒（WNV）、基孔肯亚病毒（CHIKV）、裂谷热病毒（RVFV）和蓝舌病毒（BTV）等人类和动物致病性虫媒病毒相继出现，并在北美、欧洲和阿拉伯半岛流行。它们的出现可能归因于气候变化的影响，^1,2但在许多情况下，各种其他因素是新出现流行病的重要决定因素。^三这些包括：地方一级的社会经济发展；增加人类出行；商业运输；城市化；森林砍伐；土地复垦；灌溉工程；人、动物和节肢动物种群密度增加；以及导致大规模人员疏散的政治和军事活动。然而，当地气候波动可能对特定的虫媒病毒疫情产生暂时影响。在下文提供的四个新出现的虫媒病毒疾病的具体例子中，我们简要分析了气候变化和其他因素的潜在影响，这些因素促成了最广泛报道的最近虫媒病毒出现病例。

2.基孔肯亚病毒

CHIKV，该属的一个成员阿尔法病毒在家里多哥病毒科是从一名患有关节疼痛的发热女性患者的血清中分离出来的。⁴该病毒是导致人类关节热痛大爆发的原因，⁵但直到最近印度洋岛屿上基孔肯雅热的爆发，才与致命疾病相关。多年来，基孔肯雅热在非洲许多森林地区或其附近发生，包括猿猴和人类。节肢动物载体包括森林伊蚊spp.蚊子（尤其是伊蚊,Ae公司.黄体头和Ae公司.达尔齐利)它们以非洲丛林和附近热带草原地区的猿猴为食。无论是猿猴还是载体都没有显示出感染该病毒的临床证据。然而，从受感染的猴子身上吸血后感染的蚊子会放大病毒，有人建议，病毒可能会转移到卵中，然后卵会沉积在森林中。据信，与某些其他虫媒病毒一样，CHIKV可以在这些卵子中存活很长时间。如果是这样的话，那么在雨季，这些经卵巢感染的卵子会孵化出来，随后产生能够立即将病毒传播给易感灵长类动物的成虫。

由于没有现场或实验室数据可以证实这种长期CHIKV存活的机制，因此提出了其他假设。一个建议是，该病毒可能通过不断传播循环在野生动物物种中存活下来，并以流行病的形式传播。⁶农村地区的疫情往往规模较小，并取决于森林蚊子的密度，在暴雨之后，森林蚊子密度会增加。⁷人类进入受感染蚊子传播的区域可能会成为蚊子的附带宿主，从而受到感染。这些人可能会提供一种病毒来源，感染体内外蚊子，蚊子随后参与病毒的传播循环。在城市人流泛滥的情况下Ae公司.埃及语和/或Ae公司.白纹伊蚊如果这些物种中的任何一个参与传播循环，城市社区可能会发生人类流行病(图1).

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图1

基孔肯雅病毒生命周期在非洲的表现。

总的来说，非洲因CHIKV引起的人类流行病发生的时间间隔不规则，从3年到20年不等，通常与上述特别雨季同时发生。相反，2004年东非沿海地区的一些疫情与干旱和社会经济发展不足有关。在这些情况下，据信，不经常补充水源和在靠近人类的储存容器中滋生蚊子可能促进了CHIKV的传播。²似乎有理由推测，这些沿海流行病可能是随后在印度洋岛屿传播的流行病的前兆。以前，虽然非洲的流行病偶尔涉及大量城市/城郊居民，但它们通常仍局限于当地，很少涉及数千人以上。

与非洲CHIKV典型的森林流行病学图片相反，印度洋、印度、马来西亚和斯里兰卡最近发生了许多基孔肯雅病的重大疫情。^8–10CHIKV作为一种在印度洋具有重要意义的人类流行性病毒的出现让每个人都感到惊讶，并且它已经花了很大的努力来了解导致其出现和严重性的最重要因素。记录显示，最近的第一次疫情于2004年6月在肯尼亚爆发。随后，2005年1月至3月期间，科摩罗群岛报告了5000多起基孔肯雅热病例，3月至6月期间，马约特岛、塞舌尔、拉留尼旺岛和毛里求斯开始报告疫情。截至2006年1月，马达加斯加也报告了这一情况。目前已知所有这些疫情都是由一种非洲CHIV毒株引起的，该毒株由Ae公司.埃及语.⁸随着印度洋岛屿上疫情的加剧，印度、泰国以及随后的斯里兰卡报告了新的疫情，尽管很难确切知道导致这些特定疫情的病毒是何时传入这些地区的。据估计，到2006年4月，拉留尼汪岛777000人口中可能有多达三分之一的人感染了CHIKV。毫无疑问，邻近岛屿的数字至少在比例上是相似的，虽然印度、马达加斯加、斯里兰卡和亚洲其他地区的准确数字不得而知，但病毒显然在这些国家传播得非常有效。

特别令人感兴趣的是，造成印度洋大多数流行病的病毒株据信起源于中/东非，人们普遍认为这种病毒是通过受感染的蚊子或人类传播到科摩罗群岛的。支持这一假设的是最近的系统发育证据，表明目前导致印度疫情的CHIKV毒株与早期La Réunion病毒密切相关。⁹因此，至少在印度洋岛屿首次大规模爆发基孔肯雅热之前5年，一种类似的病毒已经从非洲传播到印度。因此，2005年1月在科摩罗群岛出现的CHIKV病毒很可能是非洲第二波病毒。⁹与非洲CHIKV的森林性质和印度洋岛屿上最近的疫情形成鲜明对比的是，印度和东南亚的基孔肯雅热被认为是一种城市疾病，可能在一年中的大多数时间发生在热带地区。因此，在亚洲，森林病毒周期似乎对病毒的维持并不重要。然而，直到最近，与非洲典型的人类流行病一样，印度的CHIKV疫情主要与Ae公司.埃及语.

2005年初收集的La Réunion分离物中CHIKV核苷酸序列的研究直接产生了一个有趣且具有科学重要性的观察结果。这些菌株与2005年晚些时候生产的菌株进行了比较。早期的分离物与东非的分离物极为相似，但随着疫情的加剧，后来的分离物在整个基因组中显示出显著的序列变化，其中有一个氨基酸被取代：E1包膜糖蛋白中的一个缬氨酸（A226V）取代了一个丙氨酸。这种特殊的氨基酸替换很有趣，因为它似乎只存在于从Ae公司.白纹伊蚊印度的情况不同。系统发育分析表明，起源于东非或科摩罗的CHIKV于2006年传入印度，可能起源于CHIKV包膜（E1）蛋白中氨基酸位置226的丙氨酸祖先。然而，2007年，一名来自印度的受感染旅行者抵达意大利，在几周内，就出现了200多起基孔肯雅热土著病例。令人惊讶的是，这种“意大利菌株ITA07-RA1”（GenBank登录号：。{“type”：“entrez-notide”，“attrs”：{“text”：”EU244823“，”term_id“：”171918919“，”term_text“：”EU444823“}}244823欧元)E1包膜糖蛋白中有A226V突变。因此，这种突变要么是在意大利获得的Ae公司.白纹伊蚊存在或更可能是在印度收购的Ae公司.埃及伊蚊和Ae公司.白纹伊蚊存在）。热带印度气候和意大利北部温暖的夏季气候之间的季节同步性为这两个国家的蚊子繁殖提供了条件。这可能是在意大利北部成功建立引进CHIKV的原因。¹¹

这些观察刺激了实验，以测试A226V替代物是否影响病毒感染不同媒介物种的能力。白纹伊蚊对在拉留尼旺岛捕获的CHIKV早期和晚期分离株（分别为A226和A226V）的感染敏感性进行了测试。与早期分离物相比，晚期分离物在Ae公司.白纹伊蚊.¹²通过分子方法和实验室蚊子传播研究，最终证实了这一点¹³E1糖蛋白中丙氨酸替代缬氨酸的单一氨基酸通过增强CHIKV的复制和传递效率直接影响载体特异性Ae公司.白纹伊蚊这些研究与观察结果一致，即变异病毒在意大利北部引起了疫情，而该地区缺乏Ae公司.埃及语，但其中Ae公司.白纹伊蚊已知会传播。据推测，A226V突变一定是从印度洋分离物的相同突变中独立获得的。其他证据支持独立突变的情况。在喀麦隆（2006年）和加蓬（2007年）观察到基孔肯亚疫情，其中Ae公司.白纹伊蚊已经流离失所Ae公司.埃及语.^14,15两次疫情中的CHIKV毒株均来源于中非血统（即不同于同一时期的印度洋/印度洋分离株），但与原始中非毒株（由Ae公司.埃及语)，喀麦隆和加蓬分离株都有A226V突变，这意味着一种独立的适应性突变，以响应通过Ae公司.白纹伊蚊这种被称为“进化趋同”的现象在自然界中极为罕见。因此，这些数据对于病毒进入新地区后如何建立传播周期具有重要意义。此外，Ae公司.白纹伊蚊现分布于南欧部分地区^8,16以及北美和南美。^17,18因此，CHIKV适应性突变变异体的选择能力的证据，可能来自准谱人群，增加了CHIKV可能在全球范围内扩展其范围的感知风险。

白纹伊蚊实际上已经流离失所Ae公司.埃及语在拉留尼汪岛。在野外和昆虫群落中都观察到了这种种间竞争，^19,20但其他因素，如旨在降低疟疾风险的灭蚊计划，也可能起到了作用（Didier Fontenille，个人通信）。这些措施可能对Ae公司.埃及语比Ae公司.白纹伊蚊由于更强烈的城市偏好Ae公司.埃及语。不同于Ae公司.埃及语，高度嗜人（优先以人类为食），Ae公司.白纹伊蚊在城市、城郊和农村地区传播更广，将以范围相对广泛的脊椎动物宿主物种为食。此外，Ae公司.白纹伊蚊已经很好地适应了人类的活动，例如运输、废弃和储存旧汽车轮胎(图2)以及植物运输，提供小水池，其中Ae公司.白纹伊蚊产卵。然而，适当的气候条件，如温暖和潮湿，对于在受感染的蚊子中实现有效传播和病毒繁殖也至关重要。

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图2

废轮胎中的水池是蚊子幼虫的滋生地。

总之，CHIKV成功入侵科摩罗群岛，随后分散到毛里求斯、留尼汪岛和其他附近岛屿，以及印度和马来西亚，是多种因素综合作用的结果。首先，人类流动性的增加以及报废汽车轮胎和其他挡水物体（如植物）的商业运输，无论是进出非洲，还是在岛屿之间和岛屿内部，都为Ae公司.白纹伊蚊第二，CHIKV的适应性突变Ae公司.白纹伊蚊从而增加了这种成功蚊子的传播和扩增。第三，包括游客在内的免疫学上天真的人群的存在，提供了大量易感人群。最后，在迅速实施蚊虫控制措施和向岛屿上的当地社区传播相关信息方面的困难加剧了问题。因此，可以得出这样的结论：尽管气候变化可能是由于缺乏社会经济发展而导致疫情爆发的原因，但它不太可能对非洲病毒向印度洋、印度、斯里兰卡和马来西亚的传播产生重大影响。

目前，没有疫苗或抗病毒药物来控制CHIKV疫情；因此，避免感染的唯一有效方法是减少Ae公司.埃及语和Ae公司.白纹伊蚊避免接触受感染的蚊子。

3.裂谷热病毒

裂谷热病毒，主要通过以下途径传播给动物和人类伊蚊spp.蚊子可能会导致严重疾病，导致家畜流产和致命感染。RVFV是该属的成员静脉病毒，在家庭中布尼亚病毒科1931年，在对肯尼亚裂谷一家农场的流行病进行调查时，首次发现了该病毒。²¹与临床感染动物相关的血液、排泄物和受感染蚊子密切接触的人类也可能受到感染。大多数人类病例相对较轻，但一些患者出现更严重的症状，可能表现为眼部疾病（0.5-2%的患者）、脑膜脑炎（小于1%）、残余神经功能缺损和偶发死亡，或出血热（小于1%的患者），病死率高达50%。目前，疫苗可用于动物免疫，但其使用通常仅限于疫情发生后的限制性运动。人类疫苗也已开发出来，但迄今为止，它们主要用于职业风险群体和军事人员。显然，除非在非洲大规模使用疫苗，否则裂谷热将继续是一个重大问题，尤其是对与这些动物有关的牲畜和人类而言。

蚊子种类繁多，包括伊蚊(新黑色素细胞和隐球菌属)，库莱克斯,曼索尼亚,按蚊和埃雷特马波提斯能够传播病毒，²²和白蛉一样杜氏静脉曲霉（双翅目：盲蝽科）。²³虽然尚未确定所有这些物种的媒介能力，但在动物流行病期间捕获的大多数样本检测出裂谷热病毒呈阳性。其他许多伊蚊和库莱克斯该物种与非洲不同地区的疾病传播有关。实验表明，裂谷热病毒可在多种哺乳动物物种中复制，但环境中对感染的反应存在很大差异。羊、牛、山羊和骆驼最常与重大动物流行病相关，主要是因为它们在疾病发生地区的数量通常超过其他潜在宿主。病毒的机械传播库蠓类spp.和其他昆虫，如舌蝇，它们都没有复制病毒，也已被证明。²⁴这可能是裂谷热病毒传播的一个重要组成部分，主要是由于绵羊和牛血液中发现的病毒水平很高，再加上喂养中断的现象。在这一过程中，昆虫可能在几分钟内以一个以上的宿主为食，从而机械地将感染性病毒从一种动物传播到另一种动物，而不会在两个喂食期之间复制病毒。

有记录的第一次疫情发生在肯尼亚的进口绵羊中，有大量的堕胎，新生羔羊和年长动物死亡。在附近饲养的本地动物中未观察到症状性疾病。这意味着在1930年发现该病毒之前，该病毒在非洲本土物种中传播了一段时间，相对无害。随后，随着与非洲以外国家的动物贸易增加，南非、撒哈拉以南非洲和北非报告了进一步疫情。

根据血清学研究和流行病报告，目前已知裂谷热病毒在非洲广泛分布，只有撒哈拉沙漠和西北非洲的干旱地区显然没有这种病毒(图3). 事实上，埃塞俄比亚动物区内发生了许多疫情，但埃及发生了超出这一范围的疫情，1977年末埃及发生了一场大规模的动物流行病，导致至少600人死亡，6万多人出现严重临床病例。²⁵总发病率被认为可以测量到数十万，受影响地区的医院资源因每天出现的病例数量而严重紧张。病毒继续在更远的地方传播，2000年9月，沙特阿拉伯和也门确诊了裂谷热病例，^26,27这是非洲以外首次报告的出血性疾病暴发。这不可避免地提出了一个问题，即这是否是即将发生的事情的征兆，即裂谷热病毒是否会随后更广泛地传播到亚洲和欧洲？该病毒继续引起流行病，在过去两年中，已知东非发生了几起由裂谷热病毒引起的大出血性疾病暴发。

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图3

裂谷热病毒（RVFV）的地理分布（来源：http://www.cdc.gov/ncidod/dvrd/spb/mnpages/dispages/rvfmap.htm).

疾病暴发通常伴随着高降雨量，通常与洪水平原或长时间淹没的水盆以及季节性淹没的湿地有关，这些湿地被称为丹博斯广泛分布于中非和南部非洲（Zuckerman et al。²⁸). 二十世纪的主要灌溉项目也促成了裂谷热疫情的爆发；非洲平原上由此引发的洪水引发了成虫雌性蚊子沉积的数十亿个卵中蚊子的出现。此外，东非裂谷热病毒的爆发与自然和相对规律的厄尔尼诺/南方涛动（ENSO）现象暖期发生的强降雨密切相关。在动物间传染期（IEP），通常很少或没有被识别的病毒活动，根据当地气候和生态，病毒活动可能在1至40年或更长时间内变化。裂谷热病毒通常会导致农村和半农村，而不是城市牲畜，特别是从非洲以外进口的品种发生流行病。与这些动物有关的人类，无论是通过其职业（即农民、牧羊人、屠宰场工人等），还是通过与动物共用住房，都最有可能因与血液的密切接触而感染，这些受感染动物的组织和排泄物，或者当它们无意中接触到受感染蚊子的叮咬时，这些蚊子会被群居动物所吸引。

气候条件显然是裂谷热的重要驱动因素，因为向动物和人类传播病毒的主要媒介是伊蚊spp.蚊子。这些蚊子可以长时间潜伏病毒的直接证据是通过人工淹没丹波在肯尼亚中部高地的一个动物疫区形成。数百万艾·麦金托什从实验室从野外采集的幼虫饲养的成年蚊子（包括雄性蚊子）中分离出孵化的幼虫和裂谷热病毒。因此，该病毒的经卵巢传播为该病毒在IEP期间的存活以及在动物疫区同时出现提供了一个可信的解释，显示出类似的环境条件。事实上，河谷热病例几乎同时发生在相隔千公里或更远的地区。目前正在使用遥感卫星图像研究各种环境参数，例如冷云密度和绿色植被的强度，以评估其预测裂谷热媒介蚊子出现模式的潜力。²⁹随着对这些遥感方法获得的信息的了解和理解的增加，人们希望它们能够帮助在疫情爆发前实施更有效的疫苗接种和病媒控制计划，从而减少RVFV的传播。

总之，长期以来，气候条件显然是非洲和阿拉伯半岛裂谷热疫情的重要决定因素，气候变化理论上可能会在南欧/中欧国家和美国创造条件，使引进的裂谷热病毒能够在这些地区形成。然而，除气候变化外，其他因素，例如受感染动物和/或有能力的蚊子媒介进入非裂谷热病毒区域，将决定病毒是否扩散到其目前的边界之外。

4.西尼罗河病毒

WNV是该属的一员黄病毒属，在家里黄蜂科该病毒在抗原和基因上与日本脑炎病毒血清学复合体中的其他黄病毒密切相关，^30–32其中许多疾病在全球热带和亚热带地区导致人类脑炎感染。根据血清学研究、病毒分离和使用健康鸟类、马、蚊子和蜱的样本进行PCR-测序，现在有令人信服的证据表明，西尼罗河病毒在非洲、欧洲以及亚洲和澳大拉西亚的许多地区的鸟、马、，一系列其他动物物种和人类。^33–36

在旧世界，西尼罗河病毒最常与嗜鸟病毒相关库莱克斯spp.蚊子，可放大病毒并将其传播给居民和候鸟，从而促进观察到的西尼罗河病毒的广泛地理传播。对西尼罗河病毒株系的详细系统发育分析最初确定了西尼罗湖病毒的两个主要分支，即谱系I和谱系II。谱系II病毒主要在非洲森林环境中分离，很少与人类疫情相关，而谱系I病毒主要是在非洲、南欧、俄罗斯大陆、印度或澳大利亚爆发西尼罗河热/脑炎期间获得的。³⁷随后，在俄罗斯伏尔加地区，从蚊子和/或蜱中分离出了几株新的西尼罗河病毒³⁸在捷克共和国³⁹显示出更大的遗传多样性，这意味着随着这些病毒扩散到更偏北的气候中，可能会出现进一步的进化分歧。

系统发育数据的含义，结合整个非洲广泛的WNV血清学证据，^40,41这种病毒起源于不到2000年前的非洲祖先吗⁴²并通过候鸟传播出非洲。^43,44这一论点得到了几项独立研究的支持。首先，在英国，健康的候鸟、候鸟和哨兵鸡被证明具有针对西尼罗河病毒和乌苏图病毒（USUV）的中和抗体和病毒RNA。^33,35其次，许多欧洲和亚洲国家也报告了类似的调查结果，包括西班牙、法国、葡萄牙、意大利北部、波兰和捷克共和国。^45–53

从病毒学的角度来看，这并不奇怪，因为Ockelbo病毒是非洲α病毒Sindbis病毒的近亲，已从斯堪的纳维亚多关节炎患者身上分离出来。^54,55奥克尔博病毒很可能是由从非洲迁徙的鸟类传入斯堪的纳维亚半岛的。此外，如上所述，在葡萄牙和西班牙收集的蚊子中检测到了西尼罗河病毒和USUV RNA序列，即欧洲鸟类迁徙路线正下方至英国和斯堪的纳维亚的蚊子。

需要强调的是，在英国鸟类和可能的人类中传播的西尼罗河病毒（WNV），或实际上是USUV和α病毒（Sindbis病毒）的证据并不一定意味着在目前的气候条件下，这些虫媒病毒正在引起人类流行病。鸟类和人类的显著免疫水平（未公布的结果），加上英国蚊子密度相对较低，很可能为流行病提供了一道屏障，相当于中欧、俄罗斯南部或地中海盆地偶尔观察到的流行病。基于测序和系统发育分析的最新证据支持了之前的观察，即II型和I型病毒都是由候鸟携带的，^36,56支持这种观点，即这些病毒可能在北欧许多物种中以低水平传播。北欧的气候条件很少适合培育高密度的合格蚊子种群，这是确保抵达的受感染鸟类（携带来自非洲的病毒）和英国居民之间有效传播所必需的。然而，频繁从较温暖的地理区域引进西尼罗河病毒株，至少可以部分解释为什么不同野生动物物种中确实存在低水平免疫。

与英国相比，北美一些地区的气候有利于蚊子种群密度的增加。这在一定程度上解释了为什么在1999年夏末，纽约居民发现了数量异常多的死亡鸟类（尤其是鸬鹚）和人类脑炎病例，这预示着西尼罗河病毒首次在北美出现。⁵⁷随后使用该病毒核苷酸测序的研究表明，该病毒与来自以色列的WNV毒株（Isr98）在基因上密切相关。首次从布朗克斯动物园的鸟类中分离出该病毒，因此有人认为该病毒可能是从以色列或埃及飞往纽约肯尼迪机场的航班上通过进口鸟类无意中传播的。³⁴1999年春夏季，纽约的天气特别温暖潮湿，有利于蚊子的密集繁殖和虫媒病毒的高效传播。⁵⁸

从西尼罗河热/脑炎爆发到1999年冬季开始，当蚊子喂食活动停止时，纽约市大都市地区记录了数百只鸟类死亡，28个县显示出鸟类中存在西尼罗河病毒的证据。在马身上也发现了几例西尼罗河脑炎病例，共诊断出69例脑膜脑炎人间病例，其中7例死亡。根据血清流行病学证据和对震中个人的调查，估计发生了数千例无症状或非常轻微的病毒感染，其中不到1%的病毒感染导致严重的神经系统疾病。⁵⁹

西尼罗河病毒在纽约地区的初始局部分布(图4A)以及随后在北美的扩散模式（总结于图4)在随后的几年里，这是一件了不起的事情，尽管也许就我们在旧世界对西尼罗河病毒的了解而言，这并不令人惊讶。到2000年底，在136个县的鸟类中检测到西尼罗河病毒，主要是在1999年以来最初28个阳性县周围的鸟类中；但除此之外，病毒显然已经开始在美国东部向南扩散(图4B). 2001年初，该病毒在佛罗里达州被分离，今年晚些时候在中西部和五大湖以北地区被分离(图4C). 此外，2001年8月在加拿大安大略省发现了第一只西尼罗河病毒阳性鸟。2002年，病毒继续向西传播，虽然落基山脉最初似乎是病毒传播的障碍，但2002年，西尼罗河病毒最终在加利福尼亚州的鸟类中被分离出来(图4D). 到2003年底，几乎在美国大陆的每个州都发现了这种病毒(图4E)在墨西哥和加勒比海地区开始被发现。该病毒已在阿根廷南部地区被确认。

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图4

1999年西尼罗河病毒在美国的传播；（B） 2000年；（C） 2001年；（D） 2002年；（E） 2003年（来源：http://www.cdc.gov/ncidod/dvbid/westnile/background.htm).

该病毒传入北美后，为研究该病毒的各个方面提供了大量资源。很快就清楚，北美洲的西尼罗河病毒发现了一个高度易感的环境，可以在其中扩增和传播。除鸟类和人类外，该病毒还感染了范围极广的其他哺乳动物，甚至爬行动物。此外，已分离出西尼罗河病毒或证明其存在于62种不同的蚊子中(http://www.cdc.gov/ncidod/dvbid/westnile/mosquitoSpecies.htm[2008年7月访问]）。⁶⁰同样令人担忧的是，该病毒可以通过表面上未感染者的血液和器官传播给其他人。^61,62还有间接证据表明，母乳喂养期间病毒从母亲传播给婴儿。⁶³此外，基于实验室调查的证据表明，西尼罗河病毒可以在感染蚊子和未感染蚊子之间非病毒传播。⁶⁴如果这种病毒传播机制确实发生在野外，它将有效克服宿主敏感性的障碍，从而增加病毒传播的可能性/效率。

总的来说，系统发育证据支持WNV已被引入北美并仅在那里建立一次的概念。尽管如此，一些研究得出结论，尽管西尼罗河病毒仍然是一个相对均一的病毒群，大多数不同的毒株只含有少量核苷酸和/或氨基酸替换，但自1999年以来出现了与引进毒株不同的单一西尼罗湖病毒基因型，并已成为优势，在很大程度上取代了以前在北美传播的菌株。^65–70因此，它似乎正在经历一个适应当地传播周期的过程。⁷¹

有趣的是，由于该病毒经常从病禽和健康禽类中分离出来，人们普遍认为候鸟是观察到的传播模式的原因，这种传播模式似乎遵循公认的鸟类迁徙路线。然而，一段时间以来，很难直接证明感染性候鸟（即出现病毒血症的鸟类）对观察到的西尼罗河病毒传播模式负责。现在已经通过实验感染候鸟进行了评估。这些鸟表现出更强的运动活动或烦躁不安，这在圈养条件下可以识别。这项调查的结果支持了迁徙雀形目鸟类可能是西尼罗河病毒传播媒介的概念。⁷²

北美洲西尼罗河病毒研究的另一个最近有趣的发现也与候鸟有关。一段时间以来，人们已经知道，在北美较北部的地区，人类西尼罗河病毒感染的高峰发生在一年的夏末和初秋。美国东北部西尼罗河病毒主要亲鸟节肢动物媒介的研究，淡色库蚊在加利福尼亚州，跗骨关节炎这表明这些蚊子在夏末将它们的取食偏好从鸟类转变为哺乳动物，因为当鸟类开始向南迁徙时，数量会减少。

这种喂食偏好的转变淡色库蚊可能会对北美洲东北部和中北部的西尼罗河病毒流行病学产生重大影响。喂食偏好的类似转变Cx.跗关节炎似乎对北美洲西部和中部西尼罗河病毒的流行强度有相同的影响。这可以解释为：夏季早期对鸟类的取食偏好加剧了西尼罗河病毒在鸟类中的传播，从而增加了受感染蚊子的比例。在夏末，人们对哺乳动物的摄食偏好发生了转变，从而加剧了人类的流行病。⁷¹这些观察结果，至少在一定程度上，也可以解释为什么西尼罗河病毒对鸟类的毒力似乎更强，并且在新大陆导致的人类感染人数比旧大陆高。导致北美流行病强度增加的其他可能因素包括：（1）在引入WNV之前，北美哺乳动物种群缺乏免疫力；⁷³（2） 事实上淡色库蚊在新世界是欧洲的混合体淡色库蚊一只咬鸟的蚊子霉菌Cx.molestus一种叮人的蚊子；⁷⁴（3）引入北美的西尼罗河病毒毒株对美洲乌鸦的毒力可能大于在旧世界传播的乌鸦。⁷⁵

虽然环境条件，就当地温度和降雨量而言，在确定西尼罗河病毒是否在脊椎动物和蚊子之间有效传播方面显然非常重要，但就平均温度和降雨量的逐渐增加而言，气候变化，在北美洲出现的西尼罗河病毒疫情中没有发挥明显作用。最重要的因素是有能力的病媒物种，以及在美洲各地传播病毒的候鸟的广泛和大量易感物种。人类活动，如动物运输、农业做法、输血、器官移植、休闲活动、卫生基础设施等，也促成了当地疫情的爆发，并可能通过空运导致病毒最初从以色列/埃及传入西半球。

目前还没有疫苗或抗病毒药物用于预防和控制人类西尼罗河病毒脑炎，尽管个人可能接种了日本脑炎病毒，由于免疫交叉反应的结果，蜱传脑炎病毒和黄热病病毒将免受西尼罗河病毒最严重形式的感染。

5.蓝舌病毒

虽然BTV一直是分子和结构研究的重点，但BTV的流行病学和地理传播也一直是病毒学家和昆虫学家感兴趣的主要课题，因为这种病毒对一系列家养和野生反刍动物具有致病性。在有利的气候条件下，病毒从非洲季节性侵入温带地区，有时还伴有疾病，但最近BTV-8血清型的引入，以及传播周期的建立，导致病毒传播到包括英国在内的北欧（见下文），具有重要的经济意义。BTV是该属的一员奥比病毒属在家里呼肠孤病毒科但是，与许多其他虫媒病毒不同，它不会感染人类，因此不具有人畜共患性。该病毒有24种公认的血清型，其中含有10到12个双链RNA片段。直到最近，BTV还被认为几乎完全是一些欧洲绵羊品种的疾病，出于商业目的，已在非洲、亚洲和澳大拉西亚广泛分布。牛和山羊的临床疾病被认为是罕见的，而且比羊的临床疾病温和得多。⁷⁶然而，最近的观察表明，牛经常表现出由目前在北欧流行的BTV-8血清型感染引起的疾病症状（见下文）。有证据表明，受感染的侏儒会在风中长距离携带，^77,78有人推测，蓝舌病的主要流行是由风媒传播的感染者引起的，在蓝舌病只偶尔发生的地区库蠓类来自遥远的流行地区。⁷⁹有能力的蠓在叮咬病毒性脊椎动物时可能会受到感染。感染概率部分取决于蠓的基因型、病毒株、病毒血症水平和环境因素。⁸⁰外部潜伏期（从喂食受感染的血液到节肢动物媒介唾液中出现病毒的时间）为1-2周。与上述BTV毒株相反，BTV-8最近在包括英国在内的北欧出现，令人意外的是伴随着牛的显性疾病和死亡率的出现。此外，根据Oura博士2008年3月20日报告的目前未公开的证据，⁸¹现在人们认识到，健康感染动物的ELISA和RT-PCR抗体可能至少在4个月内保持阳性。⁸²这一观察结果有助于解释英国在仲冬时如何检测到BTV阳性动物，而此时蚊子的传播活动被认为是最小的。

绵羊BTV感染的症状多种多样，但通常包括发烧。面部水肿会导致嘴唇和鼻子肿胀和酸痛，并伴有粘液脓性分泌物，而咀嚼产生泡沫唾液会加剧这种情况。“蓝舌病”一词来源于在某些情况下观察到的舌头发绀。蹄上冠状带的侵蚀和肌肉骨骼的损伤会导致疼痛和跛行，导致绵羊采取类似于中所示的姿势图5.

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图5

羊蓝舌病感染病例中经常观察到的姿势（来源：http://129.186.78.52/DiseaseInfo/ppt/bluteongue.ppt#17).

BTV在热带和亚热带地区广泛传播，但直到最近，该病才在南欧的一些地区罕见。然而，在过去十年中，已知六种BTV毒株已在12个欧洲国家传播，并且该病毒已在中欧和西欧进一步向北传播。这种扩散可能是由于墨西哥铜是主要的BTV传播媒介，而气候变化可能导致冬季持续性增加，从而增加了随后在更大地理区域传播的风险⁸³以及更长的时间。位于墨西哥铜范围，其他物种(铜黄颡鱼（Cu.obsoletus）、铜黄鳝（Cu.pulicaris）、铜翼龙（Cu.chiopterus）和铜脱硫)分布于欧洲中部和西北部⁸⁴2006年8月，他们可能参与了BTV-8在比利时、法国、卢森堡、德国和荷兰的亮相，随后于2007年9月在英国亮相。⁸⁵BTV-8多媒介的出现似乎适用于北欧大部分地区，几乎可以肯定，这是导致该病毒在该地区大规模传播的原因。除了气候变化对媒介范围扩大和BTV-8向北传播的影响外，无症状传染性反刍动物的商业运输和受感染的吸浆虫的风传播被认为是病毒快速传播的重要因素。了解这一系列事件可能有助于预测其他媒介传播病原体的出现，例如更具破坏性的非洲马瘟病毒，该属中的另一种动物病原体食肉病毒属可以通过与BTV相同的几个矢量进行传输。

另一个重要的观察结果是BTV入侵北欧。传统观点此前认为BTV极不可能垂直传播给新生儿。新证据表明，这种病毒可能通过牛胎盘传播，感染胎儿，导致畸形率异常高，已知BTV感染史的圈养出生的死胎和虚弱小牛。⁸⁶在撰写本文时，这一观察结果尚未通过系统调查得到证实。然而，这是否代表了BTV-8获得的新特性，显然需要密切关注。胎盘感染以前只与减毒BTV疫苗病毒相关。为了进一步支持这些报告，最近在北爱尔兰未公布的进口小母牛的发现，导致人们怀疑新生小牛受到感染子宫内可以作为病毒库库蠓类媒介，是另一个需要立即调查的令人担忧的事态发展。

控制BTV的方法包括减少动物接触有能力的蠓，使用杀虫剂阻止昆虫叮咬动物，以及使用疫苗。虽然减少接触和使用驱虫剂的策略可能会降低BTV的传播水平，但显然，这些措施预计无法根除北欧的BTV。疫苗接种与几个实际困难有关。首先，BTV有24个血清型，虽然不同血清型之间存在一些抗原交叉反应性，但制备一种单一的减毒活病毒多价疫苗来保护所有24种疫苗是不切实际的，部分原因是不同血清型可能在疫苗中相互竞争，部分原因是目前只有BTV-8在西北欧传播，部分原因是生产多价疫苗的成本和时间。此外，减毒活疫苗的使用带来了低但潜在的毒力逆转风险，或者在某些情况下，不同血清型BTV之间RNA基因片段重组的可能性。然而，由于制造商无法控制的原因，在2008年期间及时生产疫苗以防止BTV-8在北欧再次出现，这证明是一个严重的问题。2008年英国和北欧是否控制了BTV-8，这将是一个有趣的问题。基于工程重组蛋白的非感染性疫苗也在开发中，但除了需要多次给药外，这些疫苗可能很昂贵，因此不受农民的青睐。

6.结论

我们简要描述了四种不同的虫媒病毒疾病，它们最近出现在其通常的流行范围之外，并讨论了这个问题：气候变化能解释这些入侵吗？这四种病毒的答案各不相同。首先，由于节肢动物是传播周期的关键组成部分，它们的流行不可避免地依赖于特定的气候条件。然而，每种病毒都在新的地区出现并建立起来，主要是由于：（1）人类旅行和/或外来物种入侵（CHIKV）；（2） 气候条件和/或动物商业运输（RVFV、BTV）；（3） 鸟类迁徙的自然模式（WNV）。在CHIKV病例中，病毒基因组中的一个单一突变促进了蚊子物种的适应Ae公司.白纹伊蚊在其出现过程中发挥了重要作用。我们引用了运输和大量储存废汽车轮胎和植物的方法，作为这种蚊子在热带和亚热带地区全球传播的主要方法。如果全球气候变化正在发生，并且根据一些专家的预测，如果这种变化持续下去，白纹伊蚊和埃及伊蚊将扩散到目前的地理边界之外，我们预计会看到更多的疫情爆发，典型的例子是CHIKV入侵意大利北部。人们不能忽视这些物种是主要媒介的其他虫媒病毒疾病爆发的可能性，即登革热病毒和黄热病病毒。就裂谷热病毒而言，气候一直是新疫情爆发的主要因素，因为洪水泛滥地区出现了有能力的蚊子。人类活动，包括灌溉项目、放牧动物的流动和进口动物来喂养大批人类，例如前往麦加的朝圣者，几乎可以肯定是裂谷热疫情的重要原因。

如果在阿拉伯半岛以外的地区建立发展和维持适当的有能力的病媒物种所需的特定环境条件，气候变化可能会发挥更大的作用。欧洲西尼罗河病毒脑炎的流行总是与温暖潮湿的夏季相关；因此，气候再次成为一个重要因素。然而，大量易感候鸟的存在、有能力的病媒的可用性以及人类的商业和休闲活动是西尼罗河病毒在欧洲作为人类流行病出现的主要因素。由于这种病毒已经通过候鸟在北欧传播，因此诱导的低水平免疫可能会降低北欧的疾病严重程度。气候变化的影响可能是通过提高病毒传播效率（增加病媒种群密度和病媒脊椎动物接触，缩短外源性潜伏期）将疾病进一步向北传播，但正在开发的新疫苗和抗病毒药物可能提供了控制这种病毒的手段。最后，BTV是一种已被证实的病毒的例子，该病毒已进入北欧并在北欧建立，部分原因是气候变化。尽管如此，欧洲各地动物的出口和其他因素，如风媒侏儒，显然是BTV向北传播的原因之一。

致谢

脚注

参考文献