执行摘要
- 由蚊子、蜱虫和其他节肢动物传播的虫媒疾病占所有传染病的 17% 以上，每年导致超过 70 万人死亡。过去二十年里，登革热病例增加了十倍，据估计，伊蚊传播的疾病每年给全球经济造成约 12 亿美元的损失。
- 气候变化是虫媒疾病的主要驱动因素。气温升高缩短了病原体在媒介体内的潜伏期，并使其栖息地扩展到新的区域。预测显示，在高排放情景下，到本世纪中叶，将有数亿人面临感染风险。
- 治疗和预防手段仍然有限。目前尚无广泛获批用于治疗登革热、寨卡病毒或基孔肯雅热的特效抗病毒药物，且新出现的耐药性也威胁着疟疾防控策略的有效性。预防措施效果最为显著，早期预警系统和适应气候的媒介控制策略远优于事后应对。
虫媒疾病是一项重大的全球健康挑战，占所有传染病的 17% 以上，每年导致超过 70 万人死亡。疟疾、登革热、基孔肯雅热和莱姆病等疾病均由节肢动物媒介（包括蚊子、蜱虫、苍蝇和跳蚤）传播（见图 1）。由于这些媒介属于变温动物（依赖外部环境调节体温），其生命周期与环境条件紧密相关，这使得虫媒疾病的传播对气候变化高度敏感。
图 1： 创建。BioRender.com
政府间气候变化专门委员会（IPCC）预测，到 2100 年全球气温将升高 1.5 至 4.5°C，这将对全球疾病动态产生深远影响。气候变化导致全球气温升高、降水模式改变以及极端天气事件频发，正在重塑决定媒介生存、繁殖和地理分布的生态环境。
证据已显而易见：过去二十年里，登革热发病率激增了十倍；截至 2024 年，基孔肯雅热已蔓延至 119 多个国家；一项2021 年的研究估计，美国每年约有 47.6 万人被诊断出患有莱姆病并接受治疗。经济损失同样令人担忧：仅伊蚊传播的蚊媒疾病每年在全球造成的经济损失就约为 12 亿美元。
除了直接的医疗成本外，这些疾病还会阻碍经济发展。一份世界卫生组织（WHO）报告指出，虫媒疾病限制了热带和亚热带地区的城乡发展。它们还会抑制旅游业——消除疟疾和登革热等疾病，有望使全球旅游支出增加 120 亿美元。
随着气候带的转移和降水模式的改变，了解疾病媒介的移动路径以及如何保护高危人群变得愈发重要。这不仅关乎数百万人的健康，也关系到整个地区的经济稳定。
虫媒疾病的研究现状
近年来，对虫媒疾病的研究兴趣急剧上升，反映出人们对气候驱动的健康风险的认识日益增强。我们利用CAS Content Collection™（全球最大的经人工标引的科学信息库）绘制了全球关于气候变化与虫媒疾病的研究活动图谱。我们发现，过去二十年里，科学界对气候变化与虫媒疾病之间联系的关注度显著增加。
搜索通过由 STN 提供支持的 CAS IP Finder™进行，该工具提供了对 CAS Content Collection 的高级访问权限，以及强大的语义索引和分析工具。通过将广泛的虫媒疾病术语与气候和环境相关概念相结合，并将结果限制在 2000 年至 2025 年之间，我们检索到了 1,600 多份经过整理的文献进行分析。
我们的分析显示，过去 25 年里，相关出版物数量增长了 40 多倍（见图 2）。期刊文章在该领域占据主导地位，而专利活动仍然较少，仅识别出 27 个专利族（为保护同一发明而在多个司法管辖区提交的相关专利组）。研究的激增反映了全球对疟疾、寨卡病毒和其他虫媒疾病的高度关注，但也凸显了开发有效治疗方法的难度，因为目前可供商业化的成果相对较少。
图 2：气候变化与媒介传播疾病的年度出版趋势。彩色柱状图代表年度出版数量，橙色线条显示年度出版数量的五年移动平均值。内嵌饼图展示了文献类型的分布。*2025 年数据截至 11 月，为部分数据。来源：CAS Content Collection
研究人员可以使用 CAS IP Finder，通过与本文类似的检索策略，识别各司法管辖区的申请模式、监测竞争对手动态、追踪新申请并发现空白领域机会。
利用 CAS 分析师对完整文献进行分析后从 CAS Content Collection 中提取的索引概念，该数据集揭示了文献中重点关注的疾病、气候因素和媒介的独特模式（见图 3）。我们的分析显示，疟疾和登革热是研究最多的疾病，其次是利什曼病和基孔肯雅热。在气候驱动因素中，温度是最常被研究的因素，湿度和降水也受到了显著关注。
在媒介群体方面，伊蚊和按蚊似乎引起了科学界最大的兴趣，这反映了它们在传播登革热、基孔肯雅热和疟疾等高负担疾病中的作用。这种分类展示了研究工作如何在气候-媒介-疾病界面上分布，有助于确定研究充分的领域以及需要进一步调查的空白点。
图 3：气候变化与媒介传播疾病数据集中 (A) 主要疾病、(B) 气候因素和 (C) 媒介的相对分布。数据包括 2000 年至 2025 年间发表的期刊文章和专利族。2025 年数据截至 11 月，为部分数据。来源：CAS Content Collection。
图 4 展示了与气候变化和媒介传播疾病相关的全球研究活动概况。在不同地区，疟疾、登革热和莱姆病表现突出，而区域性差异（如美国对西尼罗河病毒的关注度更高，或巴西和印度对利什曼病的关注）凸显了各地的研究重点。该可视化图表展示了媒介传播疾病的全球性，以及气候驱动的健康状况如何影响世界各地。
图 4：排名前 10 位的国家在气候变化与媒介传播疾病方面的出版产出。柱状图表示出版物数量，饼图说明了每个国家研究组合中主要疾病的相对分布。数据包括 2000 年至 2025 年间发表的期刊文章和专利族。2025 年数据截至 11 月，为部分数据。来源：CAS Content Collection。
气候变化为何会加速媒介传播疾病的扩散
气候变化通过相互关联的环境和生物机制影响媒介传播疾病的动态。这些气候驱动因素影响生态系统、媒介和人类行为，所有这些都创造了有利于疾病传播的条件（见图 5）。
图 5：气候因素及其对媒介传播疾病的影响。由 www.BioRender.com 创建。
温度的影响
温度是媒介生物学的主要气候驱动因素，通过非线性热关系塑造昆虫的发育、生存、繁殖和行为。对于蚊子而言，温度会影响幼虫发育、成虫寿命、吸血频率和飞行活动，其生长速度在达到物种特定的最适温度前会加速，超过该温度后则会下降。
媒介体内病原体的发育，即外潜伏期（EIP），对温度高度敏感。建模数据表明，较暖的环境会显著缩短 EIP 并增加传播潜力。例如，根据拟合实验数据集的机制模型估算，温度从 21 °C 升高到 34 °C，疟原虫的 EIP₅₀ 从 16.1 天缩短至 8.8 天。同样，根据温度依赖性 EIP 模型，登革病毒在埃及伊蚊体内的发育时间从 25 °C 时的 15 天加速到 30-32 °C 时的约 6.5 天（15 和 6.5 为平均值）。
重要的是，传播效率遵循一个“金发姑娘区”（适度区间），即适度变暖会增加风险，但过热则会产生限制作用。登革病毒在 28–32 °C 时达到峰值，在 35 °C 以上急剧下降；寨卡病毒在 22.7°C 至 34.7°C 之间传播效果最佳；西尼罗河病毒预计在 23.5°C 至 25.6°C 之间传播效果最佳。这些阈值表明气候驱动的温度变化如何扩大或缩小主要媒介传播疾病的传播窗口，并突显了全球变暖及其对疾病媒介的具体影响所带来的变异性和不确定性。
降水与湿度
降雨和湿度强烈影响媒介的栖息地和生存，对传播产生复杂的非线性影响。许多蚊子物种依赖积水进行幼虫发育，因此适度的降雨会扩大滋生地，而极端降水则可能冲走幼虫并减少种群数量。相反，干旱可能会彻底消除栖息地，或者使媒介和宿主集中在有限的水源周围，从而加剧传播，正如 2012 年德克萨斯州西尼罗河病毒爆发期间所见，干旱加剧了病毒的传播。湿度进一步影响成蚊的寿命和活动；低湿度会降低其生存率和飞行能力，而过高的湿度则可能促进真菌感染，为媒介丰度增加了另一层复杂性。
极端天气事件
气候变化正在加剧飓风、洪水和热浪，导致媒介传播疾病的传播模式难以预测。洪水会产生大量临时滋生栖息地，助长蚊子种群激增和登革热、基孔肯雅热及寨卡病毒的爆发，例如 2017 年加勒比地区飓风“艾尔玛”和“玛丽亚”过后观察到的情况。厄尔尼诺现象引发的降雨和高温导致 2023-2024 年秘鲁登革热病例大幅激增，病例数上升了超过 130%。2025 年巴基斯坦季风季节发生的灾难性洪水，通过破坏供水、环境卫生和个人卫生系统，并使流离失所社区中的媒介-宿主相互作用更加集中，引发了爆发性的虫媒病毒疫情。这种不可预测性意味着，当极端天气条件有利于媒介生存和疾病传播时，全球各地的当地医疗系统必须迅速做出反应。
媒介传播疾病的扩散与潜在治疗方法
过去二十年来，全球登革热发病率急剧上升 ，2023–2024 年创纪录的疫情与气候变暖、厄尔尼诺事件以及蚊子媒介分布的变化有关。机制模型和分布模型一致预测，媒介将向高纬度地区扩张，温带地区将出现季节性适宜传播的区域，其中欧洲被列为未来主要的风险热点。基于温度参数的全球模型预测，到本世纪中叶，气候变暖将创造出适合登革热传播的新区域，可能使数亿人面临感染风险。这种扩张是由埃及伊蚊和白纹伊蚊在不同温度范围内生存的能力所驱动的，使这两个物种能够扩散到新变暖的地区。类似的对气候敏感的趋势也出现在寨卡病毒的预测中，一项研究估计，在高排放情景下，到 2050 年，可能有超过13 亿额外人口面临寨卡病毒传播风险，特别是在北美和欧洲，这些地区的人口仍然脆弱。在临床上，登革热可发展为伴有血浆渗漏、出血或器官损伤的重症登革热，在疫情爆发期间给医疗系统带来巨大压力。治疗仍以支持性治疗为主，因为目前尚无广泛有效的抗病毒疗法，且现有疫苗在血清型和年龄组方面存在局限性。更广泛的伊蚊传播的虫媒病毒（如基孔肯雅热和寨卡病毒）也缺乏特异性抗病毒药物，其中基孔肯雅热会导致长期的致残性多关节痛，而寨卡病毒则与先天性畸形有关。登革热及相关虫媒病毒的药物研发进展缓慢，令人失望，进入后期试验的新候选药物寥寥无几。目前的策略包括广谱抗病毒药物、宿主靶向疗法、单克隆抗体、基于 RNA 的疫苗以及新兴的 mRNA 疫苗平台。
全球疟疾的发展轨迹 在过去十年中呈现出一种复杂局面：既有早期的防控成效，也有近期的停滞不前。这一点反映在 世界卫生组织《2024年世界疟疾报告》中，该报告估计2023年全球疟疾病例数为2.63亿，死亡人数为59.7万。进展停滞的原因在于病媒抗药性、卫生系统中断以及日益严峻的气候压力。气候变化正日益改变环境对疾病传播的适宜性，特别是在高地和边缘地区等过渡性生态交错带。系统性综述记录了气温升高和降雨变化如何影响病媒丰度和寄生虫发育，预测显示，包括巴布亚新几内亚高地在内的地区，其海拔分布范围将扩大，受威胁人口也将增加。一项针对非洲的范围界定综述进一步强调了按蚊和疟原虫的发育速率对微小气温升高的敏感性，而降雨波动则决定了滋生地点的可用性和季节性传播模式。随着传播模式在环境压力下发生转变，疟疾带来的临床和治疗挑战正变得愈发突出。目前的治疗手段严重依赖青蒿素联合疗法，然而青蒿素部分抗药性的蔓延构成了重大威胁。预防工具包括经杀虫剂处理的蚊帐、季节性化学预防以及近期推出的疫苗（如RTS,S和R21），但这些手段均无法提供完全或长期的保护。药物研发管线面临持续的制约，包括化学多样性有限、抗药性增加以及新治疗类别进展缓慢。为此，新兴策略包括下一代抗疟药、肝期药物、阻断传播制剂以及mRNA疟疾疫苗等实验性平台。
Tick‑borne diseases are showing some of the most pronounced responses to climate change, with expanding geographic ranges and rising incidence in many regions. Lyme disease, caused by Borrelia burgdorferi and transmitted by Ixodes ticks, has spread significantly across North America and Europe as warming enables tick survival in previously unsuitable areas. The complex life cycle of Ixodes, involving multiple hosts and multi‑year development, creates intricate links to climate variables. Warmer temperatures accelerate tick development and improve survival, while precipitation‑driven humidity strongly influences tick activity. Tick‑borne encephalitis (TBE) is also expanding in Europe and Asia, with new endemic foci at higher latitudes and elevations. The virus shows temperature‑dependent replication in ticks, suggesting that warming may further enhance transmission efficiency. Clinically, Lyme disease presents with a wide spectrum, from early erythema migrans (the characteristic ring-type rash) to severe neurologic and cardiac complications if untreated. However, treatment continues to rely solely on antibiotics, as no licensed human vaccine is available. For TBE, effective vaccines exist in several endemic regions, but coverage remains variable and insufficient to fully curb transmission.
这些预防和临床方面的差距反映了蜱媒疾病管理中更广泛的创新挑战，即治疗研发管线依然匮乏，且在生物标志物指导下的诊断或治疗干预方面的进展仍然有限。因此，研究重心正转向超越传统病原体导向抗生素的新方法。目前正在探索的有前景的策略包括：旨在干扰病媒吸血的抗蜱疫苗、针对蜱虫种群的生物病媒控制方法、旨在减轻疾病严重程度的宿主导向疗法，以及mRNA技术等新兴疫苗平台。此外，反义寡核苷酸（ASOs）作为抑制病原体基因表达的精准分子工具也正在研究之中，尽管这些方法仍处于早期开发阶段。
经济维度：从负担到投资机遇
病媒传播疾病给医疗系统带来了巨大的直接成本，而气候变化通过将疫情推向准备不足的地区，进一步加剧了这些压力。例如，登革热的单次治疗成本从门诊患者的15美元到重症监护室患者的9300多美元不等。随着登革热蔓延至温带高收入地区，由于医疗费用更高且住院时间更长，每例病例的经济负担急剧上升。相反，在发展中地区，病媒传播疾病消耗了公共卫生预算中很大一部分本可用于其他基本卫生服务的资金。
其影响远不止于医疗系统。依赖旅游业的经济体极易因疾病发病率上升而遭受收入损失。正如2015-2016年寨卡疫情期间所见，据联合国开发计划署的一份报告显示，拉丁美洲和加勒比地区的旅游收入损失估计在70亿至180亿美元之间。
针对非洲农业社区的研究报告显示，生产力损失巨大；家庭可能因疟疾损失近28%的季节性收入，且在疟疾高发期，农作物产量始终较低。
这些数据凸显了在应对病媒传播疾病时预防工作的重要性。经济分析一致表明，预防系统的收益远高于被动应对疫情。基于气候信息的病媒传播疾病早期预警系统极大地提高了公共卫生干预的及时性和有效性，通过实现更早的行动，降低了疫情的规模、严重程度及相关成本。同样，经济评估框架表明，由早期预警情报触发的响应为卫生系统提供了积极的净收益，重申了它们作为应对疫情的成本效益工具的价值。
因此，对预防系统的投资不仅能推动当今受病媒传播疾病影响最严重地区的广泛经济增长，还能避免随着气候变化持续，这些昆虫及其携带的疾病向新地区扩散时所带来的经济冲击。
未来方向：适应性策略与研究重点
气候驱动的病媒传播疾病风险需要结合监测、预防和韧性卫生系统的综合性、前瞻性策略。为多种气候情景做好准备至关重要，因为中度变暖（+2°C）可能会使病媒扩展到温带地区，而极端变暖（+4°C）则可能彻底重塑疾病动态。
公共卫生系统的关键优先事项包括：整合气候和健康数据的人工智能驱动早期预警系统；通过综合病媒管理实现气候适应型病媒控制；基因驱动蚊子等新型工具；加速疫苗、治疗药物和诊断试剂的开发与部署；以及建立拥有强大供应链和数字决策支持的气候韧性卫生系统。 数字决策支持包括仪表板、预测分析平台和自动警报，这些工具可帮助卫生部门实时解读监测和气候信息，并指导及时、循证的公共卫生响应。
政策框架必须将气候驱动的健康规划纳入国家适应战略，并加强全球合作。研究应聚焦于病媒-病原体-气候的相互作用、不同情景下的预测建模、对具有稳健安全性和伦理性的基因与生物控制技术的评估，以及社区参与和公平实施等社会维度。
气候对昆虫、其生命周期及其携带病原体影响的不可预测性，使得这些发展充满挑战，但病媒传播疾病的严重性及其经济影响要求我们必须采取行动。
