魏兆飞，尹家祥

中国鼠疫自然疫源地研究进展

魏兆飞，尹家祥

鼠疫自然疫源地是在鼠疫流行过程中自然形成的特殊生态系统。本文就鼠疫疫源地的研究进展进行了综述，目的是更好的研究新发现的鼠疫自然疫源地，认识其鼠疫生态系统要素及其特征，指导预防和控制鼠疫的发生和流行。

自然疫源地；鼠疫；生态系统

鼠疫是一种自然疫源性疾病，其不依赖于人类而独立存在于自然疫源地中[1]。中国存在世界上最为复杂的鼠疫疫源地，分布范围广、类型多。进入二十一世纪后，我国西北部鼠疫疫源地处于较活跃状态，其它疫源地鼠疫流行虽有波动，但相对平稳[2]。随着我国新鼠疫疫源地的不断发现，动物间以及人间鼠疫流行扩大的可能性进一步增加。在这样的形势下，对我国已知的和新发现的鼠疫自然疫源地的性质和特征进行研究分析，对可能出现的鼠疫疫情进行监测和防控，是当前鼠疫防治研究工作的重点。本文主要就鼠疫自然疫源地的研究进展进行综述。

1 中国鼠疫自然疫源地现状

鼠疫疫源地是一个特殊的生态系统，它由鼠疫耶尔森氏菌(鼠疫菌)、宿主动物及媒介生物在一定的景观环境基础上，历经长期的自然选择和进化演变，而形成的在生物地理群落中具有一定整合作用的特殊功能结构，是鼠疫传染流行过程的基本单位。中国经历了地质-古地理事件，形成了独特的地形面貌，造就了较为复杂多样的自然生态景观。在自然选择的压力下，鼠疫菌随着宿主的迁徙，通过对不同自然景观环境的适应和演变，形成了我国不同的疫源地类型[3]。按主要宿主动物和媒介生物以及鼠疫菌基因组型的差异进行分类，我国现有12个类型和19个亚型的鼠疫疫源地。疫源地中，宿主共计86种，其中主要宿主14种(啮齿类)，次要和偶然宿主72种；媒介有63种，其中主要媒介28种(蚤类)，次要媒介35种[4-6]。受主要宿主和媒介的生物学行为的影响，鼠疫疫源地保持相对活跃和稳定。研究表明，在我国12个不同类型的鼠疫疫源地中，11个疫源地动物鼠疫呈现活跃或较活跃状态[7]。新疆的天山、青藏高原的三江源和云南省横断山区是我国的核心鼠疫疫源地[8]。其中滇西南横断山三江并流纵谷玉龙绒鼠高山姬鼠自然疫源地型，在这一景观区分布的鼠疫宿主、媒介、鼠疫菌基因组型、种类种群数量，明显高于其它景观区[9]；新疆、西藏鼠疫自然疫源地在我国鼠疫自然疫源地起源进化、鼠疫菌遗传演化及其生物群落种族延续中起到至关重要的作用，具有重要的研究价值，应做好鼠疫监测和应急防控工作。

通过对我国鼠疫疫源地生态景观、鼠疫菌的生物学及遗传特征分布、宿主动物及媒介生物特性以及疫源地的演变与环境生态位间关联的综合分析，现已证实天山森林草原灰旱獭、长尾黄鼠鼠疫自然疫源地型是我国鼠疫疫源地的起源地[10]。新疆地区的鼠疫分离株属于古老分支和现代分支之间的过渡型菌株，该地区非常有可能是鼠疫菌现代分支的发源地[11]。沿帕米尔高原、昆仑山脉、冈底斯山脉、青藏高原、滇西横断山脉、滇西南山地及闽广沿海，鼠疫菌生物型由古典型经由滇西南山地演变为东方型。这一分支疫源地鼠疫疫情活跃。鼠疫监测显示，新疆、西藏区域内动物间鼠疫处于活跃状态[12-13]；云南疫源地是鼠疫高发区，自2005年发现玉龙野鼠疫源地以来，该地区动物鼠疫异常活跃。基因组研究显示，玉龙疫源地菌株可能由西藏疫源地演变而来，符合上述分支演化理论，但其基因组型仍需进一步研究确定[10,14]；经由呼伦贝尔高原、松辽平原、内蒙古高原、甘宁黄土高原鼠疫菌演化形成另一分支，其间在内蒙古高原长爪沙鼠鼠疫疫源地由古典型菌株进化成中世纪型。另外，不同于上述两分支的菌种间的演变规律，田鼠生物型分别独立存在于锡林格勒高原布氏田鼠鼠疫疫源地和青藏高原青海田鼠鼠疫疫源地，两个疫源地相距甚远，主要宿主和媒介差异较大，但两者鼠疫菌生物学特征完全相似[15]。目前还未监测到由田鼠型鼠疫菌导致的人间鼠疫疫情。通过上述疫源地的动态演化规律，形成了我国鼠疫菌的4种生物型和17个生化型，基因组型也呈现多态性的格局[15-16]。

2 鼠疫自然疫源地的研究进展

随着分子生物学和基因检测技术的应用，我们对鼠疫菌的基因特征进行更深入的探讨。鼠疫菌快速适应媒介蚤类并在哺乳动物宿主间通过独特的皮下和肺炎路径感染的遗传基础的机制已经清晰，新病原体的出现也将遵循这一机制[17]。研究表明，鼠疫菌经历逐步进化模式，形成了依赖蚤传播的克隆体系，且符合适应性辐射的生态学理论[18]。我国学者根据简约进化理论建立了中国鼠疫菌各基因组型别的系统发育关系，初步揭示了鼠疫菌基因组的进化规律及其与鼠疫菌生态位适应和鼠疫疫源地扩展之间的关系[19]。此外，Shi等[20]开发研制了鼠疫耶尔森菌平台数据库，其中丰富的基因数据和先进的技术可供使用，以便对受检菌株进行快速分析，并判别是否为新菌株。对于处于同一演化分支的西藏疫源地和西南家鼠疫源地，西藏地区人感染鼠疫表现远比西南家鼠鼠疫强烈，这种菌株表现的差异机制有待进一步研究[21]。鼠疫在自然界中的保存依靠鼠疫菌在哺乳动物与蚤间的周期性的传播[22]。研究表明，鼠疫生态学由两个主要阶段构成，一是伴随菌群数量上升的快速扩张阶段，二是放缓且持续存在的菌种散布阶段，均有利于菌种的长期保存[23]。对于处于静息期鼠疫菌的保存问题，主要宿主动物和媒介蚤类起着至关重要的作用。此外，学术界也存在植物保存说、土壤保存说等理论，然而其保存的具体机制仍未探明。从生态学的角度考虑，就其存在、形成的微小疫源地中去研究和寻找答案，也许是一种可行的方法。

气候变化对自然疫源性疾病产生了重大的影响[24]。鼠疫自然疫源地特征也随气候变化而波动变化。Stenseth等对中亚地区鼠疫与气候之间关系进行研究，表明气候变化是鼠疫动力学驱动力[25]。对发生在中国的第3次鼠疫世界大流行的数据进行综合分析，发现气候变化对鼠疫流行强度存在非线性的影响[26]。气候变化影响了鼠疫菌的繁殖、宿主及媒介生物的栖息环境，一定范围内改变了环境中的温度、湿度甚至植被特征，并伴随鼠类和蚤类种群数量的波动变化，从而影响群落结构特征。环境变化和人类的社会化进程使得鼠疫流行更加复杂化[27]，受其影响，媒介-宿主生物学的改变，将导致蚤传播疾病的复燃[28]，尤其是造成北半球的蚤类的扩张[29]，这可能使鼠疫疫源地生物学特征发生改变，进而导致鼠疫流行。我国西藏、青海地区，已出现多次由在疫源地感染者携带鼠疫菌进入城市的事例，同时铁路沿线也增加了人类接触鼠疫的风险[30]；甘肃省疫源地近10年鼠疫监测结果表明，由于主动接触旱獭等染疫动物引起，非法捕猎贩运旱獭，打破人间鼠疫的发生与宿主动物活动时间一致的特点，人间鼠疫一年四季均可发生[31]；对我国三峡库区巫山县的调查表明，由于环境改变，使得当地存在形成鼠疫疫源地的条件，有发生鼠疫疫情的可能性[32]。此外，在自然选择缺失时，人口学的改变会影响鼠疫菌的进化速度，进而可能造成社会化影响[33]。因而，在我国城镇化的脚步下，应加大对城区周边及城区内鼠形动物的监测，并建立预警机制。

基于计算机技术，应用地理信息系统，如3S技术、空间分析技术、数学模型等，将景观流行病学和生态流行病学应用于鼠疫监测，为科学监测和预警提供依据[34]。目前，我国达乌尔黄鼠鼠疫疫源地应用GIS系统进行鼠疫监测；青海也应用其进行了鼠疫菌毒力分布研究[35]；广西、新疆等地区也正积极开展应用这一系统。对于发展相对落后的云南，该系统的应用有待开展推广，从而完善地区鼠疫疫源地应急监测系统。

3 结 语

鼠疫自然疫源地本身是一个生态系统，其结构和特征的研究涉及多个学科，同时又是一个动态的过程。唯有对疫源地的生物信息及特征、地理景观特征、气候、人文环境等各要素进行综合全面的分析，才能获得较为肯定的科学结论。此外，鼠疫与人类文明相伴前行，鼠疫自然疫源地也早已不再是相对封闭的自然生态系统。随着旅游业和运输业的发展，人类接触到疫源地的机会大大增加，尤其目前尚未探明及未定义的疫源地或区域，对人类活动存在非常大的风险。因此，深入研究鼠疫自然疫源地的结构和特征，对有效预防和控制我国鼠疫，保护人民健康，促进经济发展有着重要意义，对制定鼠疫防控策略有着深远影响。

[1]WHO. Plague[R]. Wkly Epidemiol Ree, 2005, 80(15):138-139.

[2]Yao XH, Zhou XL, Ju C, et al. Network reporting results of plague in China from 2005 to 2012[J]. Chin J Ctrl Endem Dis, 2013, 28(4): 271-273. (in Chinese) 姚哓恒,周晓磊,鞠成,等.全国2005-2012年鼠疫疫情数据网报率结果分析[J]. 中国地方病防治杂志, 2013, 28(4): 271-273.

[3]Zhang T, Feng ZY, Yang L，et al. The current situation and genotyping of plague in China[J]. Chin J Vector Biol Ctrl, 2010, 21(2): 178-180. (in Chinese) 张涛,冯志勇,杨林,等.中国鼠疫现况与基因分型[J].中国媒介生物学及控制杂志, 2010, 21(2): 178-180.

[4]Qin CY, Xu L, Zhang RZ, et al. Ecological-geographic landscapes of natural plague foci in China V. Biological characteristics of major natural reservoirs ofYersinapestis[J]. Chin J Epidemiol, 2012, 33(7): 692-697. (in Chinese) 秦长育,许磊,张荣祖,等.中国鼠疫自然疫源地分型研究V: 鼠疫宿主生物学特征[J]. 中华流行病学杂志, 2012, 33(7): 692-697.

[5]Du GY, Yang JM, Wang HF, et al. Advances in research on the host diversity in plague natural foci in China[J]. Chin J Vector Biol Ctrl, 2012, 23(3): 273-274. (in Chinese) 杜国义,杨建明,王海峰,等.中国鼠疫自然疫源地宿主多样性研究进展[J].中国媒介生物学及控制杂志, 2012, 23(3): 273-274.

[6]Gong ZD, Yu X, Liu QY, et a1. Ecological-geographic landscapes of natural plague foci in China VI. Biological characteristics of natural vectors ofYersinapestis[J]. Chin J Epidemiol, 2012, 33(8): 818-822. (in Chinese) 龚正达,于心,刘起勇,等.中国鼠疫自然疫源地分型研究Ⅵ: 鼠疫媒介生物学特征[J].中华流行病学杂志, 2012, 33(8): 818-822.

[7]Wang ZH. Relations between natural plague foci and human plague and the control and prevention strategies[J]. Chin J Endemiol, 2009, 28(6): 688-691. (in Chinese) 王振华. 中国鼠疫自然疫源地与人类鼠疫关系及防控策略[J]. 中国地方病学杂志, 2009, 28(6): 688-691.

[8]Zhang T, Feng ZY, Li L. Progress on plague[J]. Chin J Zoonoses, 2011, 27(7): 663-667. (in Chinese) 张涛,冯志勇,李丽.鼠疫研究进展[J].中国人兽共患病学报, 2011, 27(7): 663-667.

[9]Fang XY, Yang RF, Xu L, et al. Ecological-geographic landscapes of natural plague foci in ChinaⅦ. Typing of natural plague foci[J]. Chin J Epidemiol, 2012, 33(11): 1144-1150. (in Chinese) 方喜业,杨瑞馥,许磊,等.中国鼠疫自然疫源地分型研究VII: 鼠疫自然疫源地分型生物学特征[J].中华流行病学杂志,2012, 33(11): 1144-1150.

[10]Xu L, Fang XY, Zhou DS, et al. The dynamics, evolution and the ecological niche of natural plague foci in China[J]. Chin J Vector Biol Ctrl, 2015, 26(3): 321-325. (in Chinese) 许磊,方喜业,周冬生,等.中国鼠疫自然疫源地的演化动态及环境生态位的生物学特征[J].中国媒介生物学及控制杂志,2015, 26(3): 321-325.

[11]Cui YJ, Song YJ, Yang RF. From phylogenetics to phylogenomics: a brief review to the evolutionary researches ofYersiniapestis[J]. Scientia Sinica Vitae, 2013, 43: 23-30. DOI: 10.1360/052012-424(in Chinese) 崔玉军,宋亚军,杨瑞馥.鼠疫耶尔森氏菌的进化研究:从系统发育学到系统发育基因组学[J].中国科学:生命科学, 2013, 43: 23-30. DOI:10.1360/052012-424

[12]Zhou XL, Zhang BY, Cong XB, et al. Preliminary study for the animal plague in Himalayan Marmota focus in China[J]. Chin J Ctrl Endem Dis, 2014, 29(6): 401-402. (in Chinese) 周晓磊,张博宇,从显斌,等.喜马拉雅旱獭疫源地动物鼠疫预测初步研究[J].中国地方病防治杂志, 2014, 29(6): 401-402.

[13]Cao HL, Zhang YJ. Analysis of epidemic situation of animal plague in mountainous plague natural foci in Xinjiang from 2000 to 2009[J]. Bull Dis Ctrl Prev, 2011, 26(1): 1-6. (in Chinese) 曹汉礼,张渝疆. 2000-2009年新疆山地鼠疫自然疫源地动物鼠疫疫情形势分析[J]. 疾病预防控制通报, 2011, 26(1): 1-6.

[14]Shen XN, Wang Q, Xia LX, et al. Comparison ofYersiniapestisgenomes from a new natural loci in China[J]. Chin J Endemiol, 2011, 30(5): 476-480. (in Chinese) 申小娜,王琪,夏连续,等.我国新发现的鼠疫自然疫源地鼠疫菌基因组序列测定及分析[J].中国地方病学杂志,2011, 30(5): 476-480.

[15]Fang XY, Zhou DS, Cui YJ, et a1. Ecological-geographic landscapes of natural plague foci in China IV. Characterization of biovars ofYersiniapestis, China[J]. Chin J Epidemiol, 2012, 33(6): 626-629. (in Chinese) 方喜业,周冬生,崔玉军,等.中国鼠疫自然疫源地分型研究Ⅳ: 鼠疫耶尔森菌生物型生物学特征的探讨[J].中华流行病学杂志,2012, 33(6): 626-629.

[16]Qi MY, Xiong HM, Wei BQ, et al. Biochemical characteristics and geographical distribution ofYersiniapestisin China[J]. Chin J Zoonoses, 2015, 31(2): 121-124. DOI: 10.3969/j.issn.1002-2694.2015.02.006 (in Chinese) 祁美英,熊浩明,魏柏青,等.中国鼠疫菌某些生化特征及地理分布[J].中国人兽共患病学报, 2015,31(2): 121-124.DOI: 10.3969/j.issn.1002-2694.2015.02.006

[17]Michael BP, Lila R. Plague[J]. Lancet, 2007, 369: 1196-1207. DOI: 10.1016/S0140-6736(07)60566-2

[18]Sun YC, Clayton OJ, Christopher FB, et al. Retracing the evolutionary path that led to flea-borne transmission ofYersiniapestis[J]. Cell HostMicrobe, 2014, 15: 578-586. DOI: 10.1016/j.chom.2014.04.003

[19]Li Y, Dai E, Cui Y, et al. Different region analysis for genotypingYersiniapestisisolates fromChina[J]. PLoS One,2008,3(5): e2166.DOI: 10.1371/journal.pone.0002166

[20]Shi YT, Avirup D, Nick SJ, et al. YersiniaBase: a genomic resource and analysis platform for comparative analysis ofYersinia[J]. BMC Bioinformatics, 2015, 16(1): 9. DOI: 10.1186/s12859-014-0422-y

[21]Hai R. The research advancement of plague natural foci in China[J]. Chin J Vector Biol Ctrl,2011, 22(4): 301-303. (in Chinese) 海荣.中国鼠疫自然疫源地研究进展[J].中国媒介生物学及控制杂志,2011, 22(4): 301-303.

[22]Jeffrey W, Dean EB. A review of plague persistence with special emphasis on fleas[J]. J Vector Borne Dis, 2009, 46: 85-99.

[23]Jessica MG, David MW, Amy JV, et al. Differential plague-transmission dynamics determineYersiniapestispopulation genetic structure on local, regional, and global scales[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2004, 101(22): 8408-8413. DOI: 10.1073/pnas.0401561101

[24]Zheng XL. Effects of global climate change on natural foci and vectors of infectious diseases[J]. J Pathog Biol, 2011, 6(5): 384-387. (in Chinese) 郑学礼.全球气候变化与自然疫源性、虫媒传染病[J].中国病原生物学杂志, 2011, 6(5): 384-387.

[25]Nils CS, Noelle IS, Hildegunn V, et al. Plague dynamics are driven by climate variation[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2006,103(35):13110-13115.DOI:10.1073/pnas.0602447103

[26]Xu L, Liu Q, Stige LC, et al. Nonlinear effect of climate on plague during the third pandemic in China[J]. Proc Nat Acad Sci USA, 2011, 108(25): 10214-10219. DOI: 10.1073/pnas.1019486108

[27]Wang XF, Yin JX. Analysis for the factors of plague occurrence[J]. Chin J Endemiol, 2014, 33(1): 116-118. (in Chinese) 王秀芳,尹家祥.鼠疫复燃因素的分析[J].中华地方病学杂志, 2014, 33(1): 116-118.

[28]Idir B, Katharina D， Philippe P, et al. Fleas and flea-borne diseases[J]. Intl J Infect Dis, 2010, 14: e667-e676. DOI: 10.1016/j.ijid.2009.11.011

[29]Gage KL, Burkot TR, Eisen RJ, et al. Climate and vector-borne diseases[J]. Am J Prev Med, 2008; 35: 436-450. DOI: 10.1016/j.amepre.2008.08.030

[30]Luo XZ, Hai R. An overview of the epidemiological characteristics ofMarmotahimalayanaplague on Qinghai-Tibet plateau[J]. Chin J Vector Biol Ctrl, 2010, 21(4): 394-398. (in Chinese) 骆孝志,海荣.青藏高原喜马拉雅旱獭鼠疫流行特征研究概况[J].中国媒介生物学及控制杂志, 2010, 21(4): 394-398.

[31]Xu DQ, Xi JX, Zhang H, et al. Analysis of different endemic state of plague in the plaguenatural foci of Gansu Province[J]. Bull Dis Ctrl Prev, 2013, 28(2): 9-12, 23. (in Chinese) 徐大琴,席进孝,张宏,等.甘肃省鼠疫自然疫源地鼠疫疫情不同流行状态分析[J]. 疾病预防控制通报, 2013, 28(2): 9-12,23.

[32]Li H, Mao DQ, Su PX, et al. Investigation of potential plague focus at Wushan county of Chongqing[J].Chin J Ctrl Endem Dis, 2012, 27(4): 285-287. (in Chinese) 李洪,毛德强,苏培学,等.重庆市巫山县鼠疫疫源地调查[J].中国地方病防治杂志,2012, 27(4): 285-287.

[33]Cui YJ, Yu C, Yan YF, et al. Historical variations in mutation rate in an epidemic pathogen,Yersiniapestis[J]. Proc Nat Acad Sci USA, 2013, 110(2): 577-582. DOI: 10.1073/pnas.1205750110

[34]Zhang T, Feng ZY. Study and control measures on plague[J]. Chin J Vector Biol Ctrl, 2008, 19(5): 490-492. (in Chinese) 张涛,冯志勇.鼠疫研究与控制措施[J].中国媒介生物学及控制杂志, 2008, 19(5): 490-492.

[35]Xiong HM, Wei BQ, Qi MY, et al. Virulence research forYersiniapestisbased on Geographic Information System[J]. Chin J Zoonoses, 2014, 30(1): 45-48. DOI: 10.3969/j.issn.1002-2694.2014.01.010. (in Chinese) 熊浩明,魏柏青,祁美英,等. 基于地理信息系统的青海省鼠疫菌毒力研究[J].中国人兽共患病学报, 2014, 30(1): 45-48.DOI: 10.3969/j.issn.1002-2694.2014.01.010

Advances on plague natural foci in China

WEI Zhao-fei,YIN Jia-xiang

(SchoolofPublicHealth,DaliUniversity,Dali671000,China)

Plague natural foci becomes a special ecosystem during the plague epidemic. The paper summarizes the advances of plague natural foci in China. Our objectives are to guide the control and prevention of plague occurrence and epidemic, via studying a new plague natural foci further and knowing the essential factors of plague ecosystem and its characteristics.

natural focus; plague; ecosystem

Yin Jia-xiang, Email: chinayjx@hotmail.com

10.3969/j.issn.1002-2694.2015.12.016

国家自然科学基金项目(No. 81060229，No. 81460485)；教育部留学回国人员科研启动基金项目(教外司留[2011]1568号)；云南省高层次卫生技术人才培养专项(No. D-201249)；云南省中青年学术和技术带头人后备人才培养项目(No. 2013HB080)和大理大学博士科研启动费项目(No. KYBS201302)联合资助

尹家祥，Email：chinayjx@hotmail.com

大理大学公共卫生学院，大理 671000

R378.6

A

1002-2694(2015)12-1167-04

2015-05-08；

2015-10-16

Supported by the National Natural Science Foundation of China (Nos. 81060229,81460485), the Scientific Research Foundation for the Returned Overseas Chinese Scholars, State Education Ministry(No. [2011]1568), the Yunnan Provincial Training Special Fundsfor High-level Health Technical Personnel (No. D-201249), the Yunnan Provincial Training of Youth Leader in Academic and Technical Reserve Talents(No. 2013HB080) and Dali University Doctoral Scientific Research Foundation (No. KYBS201302)