National Science Review | 复旦大学余宏杰课题组在登革病毒全球传播动态领域取得重要进展

近期，复旦大学余宏杰课题组在登革病毒全球传播动态的研究领域取得重要进展，研究结果以“Global source-sink dynamics of dengue viruses and epidemic establishment in areas on the fringe of endemic transmission”为题，于6月15日以原创性研究（Research Article）的形式发表在National Science Review。

余宏杰课题组前期定量评估了2005-2015年登革热从东南亚输入我国的风险（Lai et al, PLoS Negl Trop Dis 2018），解析了广州市2014年登革热暴发的驱动机制（Oidtman et al, Nat Commun 2019）。在此基础上，进一步聚焦登革病毒在全球的传播模式及其动态演变规律，并以中国为例系统解析登革病毒地方性流行的边缘区域本土疫情建立的过程。

近年来，随着蚊媒适宜性的增强、城市化和人口流动的加剧变化，登革热不断在地方性流行的边缘区域（如美国南部、欧洲和中国南方）出现本土暴发。因此，国际科学界普遍担忧，处于登革热地方性流行的边缘区域可能面临成为新的地方性流行区域的风险。目前尚缺乏针对登革热的特异性抗病毒药物，可及的疫苗由于抗体依赖增强效应或免疫诱导的不均衡性也难以大范围推广。因此，蚊媒控制措施成为目前降低全球登革热疾病负担的主要手段。但现实情况是，即使单一国家采取了高强度的蚊媒控制措施，其周边国家带病毒血症的旅行者的不断输入，也可能会导致其面临难以持续的困境。登革病毒的跨地域频繁传播不仅凸显了局部控制策略的固有局限性，更表明唯有在全球尺度上协同部署防控措施，才能最大程度地实现防控目标。为实现此目标，理解登革病毒在全球的传播动态是其中的一个核心科学问题。

为此，余宏杰课题组通过整合2010-2025年登革病毒的全球基因组、流行病学和人群移动数据，在全球尺度构建了嵌入旅行史的系统进化动力学模型，重建登革病毒在全球的传播模式。研究共识别了三种类型的传播模式：1）地方性流行区域内部传播的异质性；2）地方性流行区域传至边缘区域和非地方性流行区域；3）地方性流行的边缘区域传至地方性流行区域（反向传播）。其中，反向传播事件主要发生在两条路径：中国南方传至亚洲的地方性流行区域（Bayes factor ≥ 1,000），以及新冠大流行前期DENV-1血清型从乌拉圭/阿根廷北部传播到美洲地方性流行地区（Bayes factor ≥ 1,000）；但反向传播的强度均远低于从地方性流行区域向边缘区域方向的传播强度。

图1. 登革病毒的谱系时空重建

随后，通过开展谱系时空重建（图1），进一步验证反向传播事件，并探索其背后的潜在机制。结果发现，登革病毒的全球传播遵循“源-汇”理论，即病毒在地方性流行区域连续跨年持久性循环，每年在特定时间传播至温带地区。更为重要的是，“源-汇”模式呈现动态变化的特征。例如，本研究揭示了中国南方偶发的DENV-1病毒越冬现象，表明已具有一定的地方性流行潜力，但尚未建立起持续的越冬传播模式。因此，中国南方低强度的反向传播事件以及偶发的越冬现象表明，中国可能处于“源”和“汇”的中间状态。然而，对地方性流行趋势的精准研判尚需在人群和蚊媒层面上开展多年连续的病毒基因组监测。

图2. 登革病毒在中国的传播谱系重建

本研究进一步利用中国所有DENV-1和DENV-2的基因序列，分析了传播谱系（transmission lineages）的时空分布（图2）。结果发现，中国DENV-1和DENV-2传播谱系中分别有82.1%和83.1%为单分支（singleton），表明在当前的抽样框架下，没有更多的序列与其聚类。持续时间不足 1 周的传播谱系分别占 DENV1 和 DENV2 总传播谱系的 86.0%和 87.5%。尽管如此，仍有部分传播谱系的持续时间超过 1 年，进一步验证了登革病毒在中国越冬传播的可能性。此外，传播谱系间呈现出高度的时间异质性，COVID-19疫情的出现也导致其传播的中断。

最后，本研究定量分析了登革病毒全球传播的驱动因素。发现人群移动、蚊媒、气候共同驱动了登革病毒的传播。例如，航空旅行是全球登革病毒传播的驱动因素，四种DENV血清型的对数效应值分别为 1.89、2.06、1.57和1.15。驱动因素在不同区域也存在异质性，以DENV-2为例，空间距离与美洲地区登革病毒的传播呈负相关，但负向关联在亚洲并不显著。这可能与亚洲更多样化、更快速的人群流动网络有关，从而有效降低了绝对距离对传播的阻碍作用。

本研究加深了我们对全球登革病毒“源-汇”传播模式的理解，对于登革热的防范和控制具有重要意义。大部分全球地方性流行的边缘地区均扮演“汇”的角色，中国南方处于“源”和“汇”的中间状态。因此，需持续关注地方性流行的边缘地区的传播特征，其动态演变过程进一步凸显加强蚊媒病原体的病毒学和基因监测的重要性。此外，登革病毒的传播在全球不同区域相互关联，且不断演变。理解这种复杂动态极为重要，因为评估登革病毒未来的扩散和地方性流行趋势需要全球协调一致的监测，降低登革热的疾病负担也需要全球协调一致的防控策略。

复旦大学公共卫生学院博士后陈志元为第一作者，复旦大学公共卫生学院教授、上海市重大传染病和生物安全研究院与复旦大学附属华山医院感染病科双聘PI余宏杰为通讯作者。本研究得到新发突发与重大传染病防控国家科技重大专项项目（2025ZD01901300）、国家自然科学基金委博士生项目（823B2089）和博士后创新人才支持计划（BX20250185）项目的资助。