论文标题：Hydroclimatic Factors Associated with Different Genotypes of Cholera Among 110 Coastal Countries: A Synthesis of Genomic, Historical, and Future Projection

论文链接：https://www.mdpi.com/3042-5832/2/1/5

期刊名： Green Health

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/greenhealth

一、引言

霍乱是一种严重的脱水性腹泻疾病，过去两个世纪已引发七次全球大流行。O1和O139型霍乱弧菌主要栖息于海洋和淡水环境，全球每年报告病例多达400万例，其中非洲近四分之三的病例集中于沿海国家。已有研究表明，水文气候环境在很大程度上决定了霍乱弧菌的分布与生长，海洋变暖可促使霍乱媒介生物聚集，从而增加传播风险。世界卫生组织也强调气候变化正在加剧霍乱疫情。然而，现有研究尚缺乏针对不同霍乱基因型的系统分析，也缺少对全球未来趋势的预测。为此，本研究整合EnteroBase基因组数据与WHO周流行病学报告，探讨全球110个沿海国家水文气候因素与不同霍乱基因型之间的关联，并进一步预测未来霍乱的发生可能性。

二、材料与方法

研究纳入有霍乱历史的沿海国家，排除海岸线或领土面积过小及非合并领土国家。EnteroBase数据库包含1956至2022年间8687株霍乱弧菌El Tor分离株，经筛选清理后与参考基因组N16961比对，识别出7642个单核苷酸多态性位点，并基于系统发育分析定义9个进化分支和42个亚分支。采用Wave分类法将菌株划分为霍乱O139、O1及O1 Wave 1-3，最终保留1983个基因组，覆盖110个国家。同时收集WHO周流行病学报告，以及SST、降水、湿度、海岸线长度、排水密度、GDP和人口密度等数据，并获取SSP126、SSP585和SSP370三种气候情景下至2100年的未来预测数据。统计分析采用广义相加模型估计各因素的比值比，并进行校正与未来霍乱发生可能性预测。敏感性分析中排除了由军事行动或援助引起的霍乱发病记录。

三、分析与结果

本研究从EnteroBase共收集1956至2022年间5069株菌株，排除重复后分为霍乱O1、O139及O1 Wave 1-3，最终选取2554株纳入分析，其中亚洲菌株最多（1287株，50.39%），其次为非洲（876株，34.30%）；研究期间Wave 3自孟加拉湾出现后逐渐取代O1 Wave 1，成为非洲、亚洲和北美最广泛和最主要的基因型，而O139始终维持在低水平，仅见于亚洲（尤其是中国），各国平均SST呈波动上升趋势。SST与霍乱发生呈显著正相关，海表温度每升高1°C，霍乱发病比值增加，霍乱O1与SST升高呈正相，Wave 3风险亦随SST升高而增，而O139与SST呈负相关，Wave 1和Wave 2未发现显著关联；总降水与霍乱发生呈非线性关联，在0–0.1 m范围内总体呈倒U型，相对湿度在60%以上表现出保护效应，海岸线比例和排水密度与霍乱发生呈正相关，GDP与霍乱及霍乱O1、Wave 1–3呈负相关，人口密度则与霍乱及霍乱O1 Wave 3呈显著正相关。在三种SSP情景下，霍乱风险呈现明显空间异质性，拉丁美洲沿海、非洲东西海岸、孟加拉湾及东亚风险较高，大洋洲、欧洲和北美北部风险较低；多数国家霍乱风险在2025至2100年间逐渐上升，SSP585情景下风险最高，包括中国、美国、意大利等48国，少数国家在SSP370情景下风险最高，主要位于东南亚和西非，而瑞士、芬兰、德国等11个欧洲国家风险呈下降趋势，且在SSP585下下降最慢；敏感性分析表明结果在不同条件下保持稳健。

图4展示了全球沿海国家在不同情景（SSP585、SSP370和SSP126）下未来霍乱发生风险的预测，包含四种趋势类型（A–D）：（A）SSP585情景（绿线）对应最高风险，未来霍乱发病风险上升；（B）非SSP585情景（红线和蓝线）对应最高风险，未来霍乱发病风险上升；（C）非SSP585情景（红线和蓝线）对应最高风险，未来霍乱发病风险下降；（D）SSP585情景（绿线）对应最高风险，未来霍乱发病风险下降。

四、讨论

本研究首次系统评估了水文气候因素与不同霍乱基因型之间的关联，并预测了全球未来霍乱趋势。研究发现，Wave 3逐渐取代Wave 1和Wave 2成为全球最主要的O1基因型，Wave 1被取代可能与其缺乏SXT/R391家族整合接合元件有关，而O139局限于亚洲可能源于其肠道附着能力较弱。SST与总霍乱及Wave 3发生显著相关，提示水文气候因素在驱动基因型分布中发挥重要作用。海洋变暖促进浮游生物暴发，进而加剧霍乱弧菌传播；更长的海岸线和更高的排水密度增加了接触机会与废水管理风险；降水呈倒U型关联，适度降雨增加污染风险，而强降雨则可减少潮汐入侵。人均GDP反映水卫生水平，具有保护效应，而高人口密度则增加接触与卫生压力。大多数国家在SSP585情景下风险最高，提示控制排放有助于降低霍乱风险；部分发展中国家在SSP370情景下风险最高，可能与其经济增长较慢、水卫生系统相对薄弱有关。本研究仍存在一定局限：数据在国家层面报告，难以建立更精确的相关性；数据自愿上传，缺失难以避免；未纳入自然灾害与冲突因素；未考虑动态人口流动；国家级汇总可能掩盖国内气候与人口变异。

五、展望与结论

本研究揭示了水文气候因素与不同霍乱基因型之间的关联，并评估了各沿海国家未来的霍乱风险，为全球霍乱防控提供了关键科学证据。未来应加强基因型特异性监测与针对性预防策略，重点关注高排放情景下风险加剧的趋势，推动减排政策与水卫生适应性干预相结合，并加强跨区域数据共享与国际合作。研究总结认为，水文气候因素对不同霍乱基因型的影响存在显著差异，其中Wave 3对SST变化尤为敏感。通过整合基因组、历史与未来预测分析，本研究为全球沿海国家霍乱防控提供了科学依据，精准化、基因型导向的预防策略将在全球霍乱控制中发挥越来越重要的作用。

Zheng, D.; Wen, W.; Zhao, W.; Chen, J.; Zhou, H.; Tan, L.; Lin, H.; Pang, B.; Kan, B. Hydroclimatic Factors Associated with Different Genotypes of Cholera Among 110 Coastal Countries: A Synthesis of Genomic, Historical, and Future Projection. GreenHealth 2026, 2, 5.

期刊介绍

主编：

Prof. Dr. Hualiang Lin

Department of Epidemiology, School of Public Health, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510080, China

Prof. Dr. Jose L. Domingo

Laboratory of Toxicology and Environmental Health, School of Medicine, Universitat Rovira i Virgili, 43201 Reus, Catalonia, Spain

Green Health（ISSN 3042-5832）是一个国际开放获取、同行评审期刊，致力于推动绿色理念与人类健康之间关系的研究。期刊关注的健康范畴涵盖身体、心理和社会福祉，绿色理念则包括环境可持续性、生态可持续性及自然保护。期刊发表综合性综述、原创研究论文和短篇通讯等多种类型文章，旨在促进人类健康与环境可持续发展的协同进步。期刊不仅聚焦环境与健康领域的核心问题，更致力于推动具有实践意义的解决方案，特别鼓励将识别问题与提出可行对策的相结合的创新性研究。