气候变化，昆虫蔓延：媒介传播疾病带来的日益沉重的负担

媒介传播疾病 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。这些疾病，如疟疾、登革热、基孔肯雅热和莱姆病，由节肢动物媒介（包括蚊子、蜱虫、苍蝇和跳蚤）传播（见图 1）。由于这些媒介是变温动物（依靠外部环境来源调节体温），其生命周期与环境条件紧密相连，这使得媒介传播疾病的传播对气候变化高度敏感。

图 1： 主要媒介传播疾病及其相关媒介概述。插图使用 www. 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。   

证据已经显现：过去二十年间，登革热发病率激增了十倍，基孔肯雅热已 蔓延 截至 2024 年已覆盖超过 119 个国家，且 2021 年的一项研究 估计每年约有 476,000 名美国人被诊断出患有莱姆病并接受治疗。其造成的经济损失同样令人震惊： 伊蚊传播的蚊媒疾病仅在全球范围内的平均年 成本就约为 12 亿美元。    

除了直接的医疗保健成本外，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，媒介传播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方向以及如何保护处于风险中的人群变得愈发重要。这关系到数百万人的健康以及整个地区的经济稳定。

媒介传播疾病的研究布局

近年来，对媒介传播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™（全球最大的经人工收录的科学信息库）来绘制全球关于气候变化和媒介传播疾病的研究活动图谱。我们发现，在过去二十年中，科学界对气候变化与媒介传播疾病之间联系的关注度显著增加。   

检索执行通过 由 STN 提供支持的 CAS IP Finder^TM，它提供了对 CAS Content Collection 的高级访问权限，以及强大的语义索引和分析工具。通过将广泛的媒介传播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 多份经过收录的文献以供分析。  

我们的分析显示，过去 25 年中，相关出版物增加了 40 多倍（见图 2）。期刊文章在该领域占据主导地位，而专利活动仍然很少，仅确定了 27 个同族专利（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、寨卡病毒和其他媒介传播疾病的高度关注，但也凸显了开发有效治疗方法的难度，因为相对较少的研究成果已准备好进行商业化。  
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图 2： 气候变化与媒介传播疾病的年度出版趋势。彩色柱状图代表每年的出版数量，橙色线条显示了年度出版数量的五年滚动平均值。插图饼图展示了文献类型的分布。*2025 年的数据截至 11 月。来源：CAS Content Collection

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利用 CAS 分析师通过全文文献分析从 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）。我们的分析表明，疟疾和登革热似乎是研究最多的疾病，其次是利什曼病和基孔肯雅热。在气候驱动因素中，温度是研究最频繁的因素，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 似乎获得了最多的科学关注，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值得进一步调查的空白。

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) 媒介的出版物相对分布。数据包括 2000 年至 2025 年间发表的期刊文章和同族专利。2025 年的数据截至 11 月。来源：CAS Content Collection。

图 4 展示了全球范围内与气候变化和媒介传播疾病相关的研究活动概况。在不同地区，疟疾、登革热和莱姆病的研究尤为突出；而区域性差异（例如美国对西尼罗河病毒的关注度更高，巴西和印度则更侧重于利什曼病）则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特征，以及气候驱动的健康状况如何影响世界各个地区。

图 4： 气候变化与媒介传播疾病在排名前 10 位国家中的出版物产出情况。柱状图表示出版物数量，饼图展示了各国内部研究组合中主要疾病的相对分布。数据包含 2000 年至 2025 年间发表的期刊文章和同族专利。2025 年的数据截至 11 月。数据来源：CAS Content CollectionTM。

气候变化为何会加速媒介传播疾病的蔓延

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。这些气候驱动因素会影响生态系统、传播媒介以及人类行为，所有这些因素共同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。使用 www. 创建。BioRender.com。

温度效应   

温度是影响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，温度会影响其幼虫发育、成虫寿命、吸血频率和飞行活动，生长速度会随着温度升高而加快，直至达到物种特定的热适宜温度，超过该温度后生长则会减缓。    

病原体在媒介体内的发育过程（即外潜伏期，EIP）对温度高度敏感。建模数据表明，气候变暖会显著缩短外潜伏期并增加传播潜力。例如，一个基于实验数据集拟合的机制模型 估计 温度从 21 °C 升高至 34 °C，可使疟原虫的 EIP₅₀ 从 16.1 天缩短至 8.8 天。同样，根据 埃及伊蚊 体内登革热病毒的发育情况，其外潜伏期从 25 °C 时的 15 天缩短至 30-32 °C 时的约 6.5 天（15 和 6.5 为平均值），这符合 温度依赖性外潜伏期模型。    

值得注意的是，传播效率遵循“金发姑娘原则”（适度原则），即适度变暖会增加风险，但过高的温度则会产生限制作用。 登革热病毒 在 28–32 °C 时传播达到峰值，在 35 °C 以上则急剧下降； 寨卡病毒 在 22.7°C 至 34.7°C 之间传播效果最佳；而 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，同时也凸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

降雨和湿度对媒介栖息地和生存有着强烈影响，对传播产生复杂且非线性的影响。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导致种群减少。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 年西尼罗河病毒 疫情期间所见。 在德克萨斯州，干旱加剧了病毒的传播。湿度进一步影响成年蚊子的寿命和活动；低湿度会降低其存活率和飞行能力，而过度的水分则可能促进 真菌感染，这为病媒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，导致病媒传播疾病的模式变得难以预测。洪水会产生大量临时滋生地，助长 蚊子数量激增 以及登革热、基孔肯雅热和寨卡病毒的爆发，例如2017年加勒比地区飓风“艾尔玛”和“玛丽亚”过后所观察到的情况。厄尔尼诺现象引发的降雨和高温先于 秘鲁登革热的大规模激增 ，2023年至2024年间病例增加了超过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、卫生和个人清洁系统，并使流离失所群体中的病媒与宿主相互作用更加集中，从而引发了爆发性的 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病媒生存和疾病传播时，全球各地的医疗系统必须迅速做出反应。    

病媒传播疾病的扩散与潜在治疗方法

‍全球登革热发病率急剧上升 在过去二十年中，2023年至2024年创纪录的疫情与气候变暖、厄尔尼诺事件以及蚊子病媒分布的变化有关。机制模型和分布模型一致预测，病媒将向两极扩张，温带地区将出现季节性适宜环境，其中欧洲被视为未来主要的疫情热点地区。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。这种扩张是由以下物种的能力所驱动： 埃及伊蚊 和 白纹伊蚊 能够在不同的温度范围内繁衍，从而使这两个物种能够扩散到气候变暖的新区域。寨卡病毒也呈现出类似的气候敏感趋势，一项研究估计，在高排放情景下，到2050年，可能还有超过 13亿 人面临寨卡病毒传播的风险，特别是在北美和欧洲，这些地区的人群仍然缺乏免疫力。在临床上，登革热可能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。目前的治疗仍以支持性疗法为主，因为尚无广泛有效的抗病毒疗法，且现有疫苗在血清状态和适用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。针对登革热及相关虫媒病毒的药物研发进展缓慢，令人失望，进入后期临床试验的候选药物寥寥无几。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。    ‍‍

全球疟疾轨迹 在过去十年中呈现出早期控制成效与近期停滞并存的局面，这反映在 世界卫生组织《2024年世界疟疾报告》 中，该报告估计2023年疟疾病例为2.63亿例，死亡人数为59.7万人。进展停滞的原因包括媒介抗药性、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适宜传播的环境，特别是在高地和边缘地区等过渡性生态交错带。系统综述记录了气温升高和降雨变化如何影响媒介丰度和寄生虫发育，预测显示疟疾传播范围将向高海拔地区扩张，受威胁人口不断增加，其中包括巴布亚新几内亚等高地地区。一项 范围综述 进一步强调了非洲的 按蚊 对气候的敏感性，以及 疟原虫 对气温微小升高表现出极高的发育敏感性，而降雨量的波动则决定了滋生地的可用性及季节性传播模式。随着环境压力导致传播模式发生变化，疟疾在临床和治疗方面面临的挑战日益严峻。目前的治疗手段主要依赖于 青蒿素类联合疗法，然而青蒿素部分耐药性的蔓延构成了重大威胁。预防工具包括杀虫剂处理蚊帐、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、耐药性增加以及新型治疗药物类别进展缓慢。对此，新兴策略包括下一代抗疟药、肝期药物、阻断传播药物以及 mRNA 疟疾疫苗等实验性平台。   ‍

‍蜱媒疾病 是对气候变化反应最显著的疾病之一，其地理分布范围不断扩大，在许多地区的发病率也在上升。由 伯氏疏螺旋体 引起并经由 硬蜱 传播的莱姆病，已在北美和欧洲大范围扩散，因为气候变暖使得蜱虫能够在以往不适宜生存的地区存活。 硬蜱复杂的生命周期涉及多个宿主和多年发育过程，这使其与气候变量之间形成了错综复杂的联系。气温升高加速了蜱虫的发育并提高了其存活率，而降水带来的湿度则强烈影响着蜱虫的活动。蜱传脑炎（TBE）在欧洲和亚洲也在不断蔓延，在高纬度和高海拔地区出现了新的地方性流行病灶。该病毒在蜱虫体内的复制具有温度依赖性，这表明气候变暖可能会进一步提高传播效率。在临床上，莱姆病的表现范围广泛，从早期的游走性红斑（特征性的环状皮疹）到若不及时治疗可能引发的严重神经系统和心脏并发症。然而，由于目前尚无获批的人用疫苗，治疗仍完全依赖抗生素。对于蜱传脑炎，虽然在一些流行地区已有有效疫苗，但覆盖率仍然参差不齐，不足以完全遏制传播。  

这些预防和临床方面的缺口反映了蜱媒疾病管理中更广泛的创新挑战，即治疗管线依然匮乏，且在生物标志物引导的诊断或治愈性干预措施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媒介摄食的抗蜱疫苗、针对蜱虫种群的生物媒介控制方法、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：从疾病负担到投资机遇

媒介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，登革热的单次治疗费用从门诊的15美元到重症监护病房患者的9300多美元不等。随着登革热蔓延至温带高收入地区，由于医疗成本更高且住院时间更长，其单病例经济负担急剧上升。相反， 在发展中地区，媒介传播疾病消耗了公共卫生预算的很大一部分，而这些资金本可用于其他必要的卫生服务。   

其影响不仅限于医疗系统。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损失的旅游收入估计达70亿至180亿美元。    

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媒介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的反应。基于气候信息的媒介传播疾病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，重申了它们作为疫情防范高性价比工具的价值。    

因此，对预防系统的投资可以推动当今受媒介传播疾病影响最严重地区的广泛经济增长，并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

气候驱动的媒介传播疾病风险需要采取综合且具有前瞻性的战略，将监测、预防和具有韧性的卫生系统结合起来。为多种气候情景做好准备至关重要，因为温和变暖（+2 °C）可能会使媒介扩展到温带地区，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的预警系统；通过综合媒介管理实现适应气候的媒介控制；基因驱动蚊子等新型工具；加速开发和部署 疫苗、药物和诊断工具；以及建立拥有强大供应链和数字决策支持的、具有气候韧性的卫生系统。 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、基于证据的公共卫生应对措施。    

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。研究应聚焦于媒介-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道德标准的遗传及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的病原体影响的不可预测性，使得这些发展充满挑战，但媒介传播疾病的严重性及其经济影响要求我们必须采取行动。

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