王龍昌,鄭桂來,夏珊珊,李淑軍
(1.云南協同環保工程有限公司,云南 昆明 650000;2.云南大學科技咨詢發展中心,云南 昆明 650000)
在過去的40年里,全球登革熱發病率增加30倍,300萬病例,6萬例死亡,目前全球1/2人口面臨感染登革熱威脅[1]。登革熱作為熱帶和亞熱帶地區流行的以蚊蟲為媒介的急性傳染病,具有傳播快、發病率高等特點,嚴重的還會出現大出血和休克導致死亡。埃及伊蚊(Aedes egypti)和白紋伊蚊(A.albopictus)是登革病毒傳播的主要媒介,蚊蟲通過人體散發的熱量、二氧化碳、體味(乳酸、1-辛烯-3-醇)尋找目標[2],蚊蟲叮咬帶病原宿主后,病毒進入蚊體內進一步增殖,并通過叮咬健康宿主完成自然界的傳播循環[3]。埃及伊蚊和白紋伊蚊孳生環境不同,埃及伊蚊是家棲型,在野外很少發現,埃及伊蚊的孳生容器93%在屋內及距屋1 m以內的墻根,且水質比較清澈[4]。白紋伊蚊孳生環境以輪胎為主,其次是水桶和廢棄瓶罐[5, 6]。另外,白紋伊蚊和埃及伊蚊存在著激烈的種間競爭關系[7]。
伊蚊主要分布在冬季低溫為10 ℃的等溫線區域內[8],因此主要威脅我國南方諸省。1917年我國開始有登革熱的描述,1940年上海、廣東、浙江、福建、江蘇、湖北、臺灣等地均有登革熱流行記載。新中國成立后到改革開放前,我國大陸無登革熱疫情報道。直到1978年,廣東省佛山市暴發登革熱疫情,報告病例達2萬多例;1987年廣東省(海南在1988年4月前歸廣東省管轄)出現2次登革熱大流行,僅海南就報告59.69萬例;1995年和2013年出現2次登革熱流行,我國登革熱報告病例分別達到6836例和4664例[8]。2013~2014年中國南方廣東、云南等省暴發近20年來最嚴重的登革熱疫情,已導致4萬余人受到感染[9]。以云南省為例,自2002年2月首次在云南省發現埃及伊蚊以來,現已在瑞麗、芒市、勐臘、勐海、景洪、盈江、隴川、瀘水、耿馬等地陸續發現,分布范圍不斷擴大[10]。2008年9月和2009年7月,勐臘檢驗檢疫局在關累碼頭的入境船舶的外掛輪胎積水中捕獲到埃及伊蚊(http://news.sina.com.cn/c/2009-07-29/130916033034s.shtm1);2011年在景洪港監測到埃及伊蚊;2013年8~11月,景洪市發生建國以來首次登革熱本地感染暴發,此次暴發疫情報告發病1269例,無死亡[11]。2013年景洪市暴發登革熱疫情在景洪城區開展媒介監測,首次在景洪市城區發現埃及伊蚊;在后續開展的媒介監測中,在景洪市嘎灑鎮、勐臘縣城區、勐臘縣勐侖鎮、勐海縣打洛鎮先后監測到埃及伊蚊[12]。景洪市所在的西雙版納傣族自治州作為云南省國境線最長的州,直接面對來自東南亞疫區的登革熱擴散風險,登革熱再次爆發的潛在壓力很大。
伊蚊密度季節性消長的高峰期在5~11月份,12月份開始下降,至次年2月份達最低點,4月份開始回升[13]。伊蚊密度臨界閾值為2.08只,對應的臨界叮人率,即維持疾病傳播的1人/d受叮咬的最低次數或頻率僅為0.4[14]。感染伊蚊經10~20 d(31 ℃)后的總傳播率為30%,相當部分雌蚊可以繼續傳播3次以上[15]。以埃及伊蚊為例,雌蚊飽吸一次血能產一次卵,一生可產卵6~8次,每次200~300粒,在常溫條件下,卵期2~3 d、幼蟲期6~8 d、蛹期1~2 d[16]。一般雨后2~3周伊蟻密度上升,導致發病高峰出現[17]。感染登革熱病毒后,經過3~15 d潛伏期(一般5~8 d),患者多以突然發熱為首發癥狀,持續發熱3~5 d,由于廣大公眾對此病發病癥狀不了解是突然發熱往往當作普通感冒對待,不及時就診,或隨便到附近藥店買點藥服,耽誤病例診斷、疫情報告以及及時采取控制措施的時機,這都給疫情的擴散留下了重大隱患[18]。因此,如果蟲口基數大,加上從感染到發病3~15 d潛伏期,只要醫院報告發現感染病例,這就意味登革熱已在局部范圍感染擴散[18],條件適合伊蚊快速繁殖擴散可引起登革熱暴發。
登革熱沒有特效的治療藥物,實時監測伊蚊動態、及早偵測疫情與清除病媒蚊孳生源為防治登革熱的首要工作[19]。現行的蚊蟲監測手段主要有分為對蚊蟲和孳生地調查兩類。
蚊蟲調查:誘卵器誘測法[20];現場孳生地捕撈幼蟲,帶回實驗室飼養至羽化,分類鑒定計數[21];誘蚊燈誘捕成蚊[21];采用人工誘捕法捕蚊[21,22];入戶搜捕法[23];電筒的照明下采用吸蚊管捕捉棲息的成蚊[24];電動吸蚊器捕蚊[7]。
孳生地調查:每個調查點采集室內外積水容器,如水坑、水缸、花盆、樹洞、溪床、竹筒、廢舊輪胎等調查幼蟲孳生情況[4,22]。
現行監測手段自動化水平較低,自20世紀80年代以來監測手段沒有本質上提升,仍然大量依靠人工監測,費時費力。人工監測以定期持續的形式,指定專業人員負責,往往是1月監測1次,高密度監測為每月2次[25,26];而且工作量十分巨大,如楊明東等[27]共調查積水容器159924個,李春敏等[28]共調查40159戶,檢查積水容器66192個。由于人工監測的頻度過低,人工整理、分析、呈現數據的時滯過大[29],而且伊蚊的產卵至羽化僅需7~13 d,這種人工監測基本起不到預警和指導科學快速滅蚊工作的效果。因此,需要迫切建立快速有效智能化的蚊蟲監測體系。
構建智能快速的蚊蟲監測體系,快速高效智能化監測登革熱媒介蚊蟲分布格局及種群動態,為媒介蚊蟲的快速機動防治提供實時信息指導,力爭將媒介蚊蟲長期控制在爆發閾值以下,進而實現科學、快速、環保、低成本控制登革熱爆發的目標。
限于目前沒有伊蚊監測的智能前端設備,目前主要通過半自動的人工輔助監測完成,主要分兩部分。
蚊蟲監測網絡化:主要依靠人民群眾的人海戰術加標準監測方法,將原來只依靠疾控中心專業人員的點狀工作平鋪到面上來,統一監測方法,實現對蚊蟲監測的點面結合,重點部位加強監測,面上鋪開,人工輔助采集數據后回傳管理平臺。根據現有監測點結合伊蚊及登革熱曾經爆發區域,使用3S技術設計面上監測區域及重點監測區域;如人員密集流動性大的車站、醫院、學校、景區、廣場、社區,伊蚊潛在孳生地如水池、水溝、排污管道、廢品收購站、垃圾場、橡膠地等。
蚊蟲信息處理智能管理平臺:主要搭建登革熱媒介蚊蟲網站平臺,依托AI智能學習技術,對人工采集回傳的監測本底圖片資料進行自動識別、自動計數,按照發現地點進行及時歸類,提示監測員進行審核,并按發現區域發布預警信息。目前沒有伊蚊監測的智能前端設備,短期無法實現登革熱媒介蚊蟲智能實時監測預警,主要通過半自動的人工輔助監測構建半智能監測預警系統,從而實現將現行以月計時的監測間隔,縮短為隔日預警的快速反應能力,為下一步實現智能實時預警打下基礎。主要控制措施是完成監測方法的統一標準化,對參與人員進行統一培訓,完全執行統一標準;利用智能手機回傳監測信息,顯現信息的快速傳遞,并通過人工識別提取有效信息,及時處理并發布監測信息。
半自動的人工輔助監測預警系統具體操作流程:首先,通過疾控中心招募社區志愿者構建監測隊伍,組織布點、監測、信息發布、防控;其次,前期起步監測技術以簡潔、實用、快速為主,構建以蚊媒誘餌+粘蚊板+智能手機的前端監測設備,每日回傳手機拍攝的粘蚊板捕蚊圖片;然后,前期人工輔助鑒別,待監測資料積累到一定程度后逐步進行人工智能訓練,最終實現智能識別蚊蟲種類,并進行監測數據智能發布。
快速監測蚊媒動態及時清除孳生源是防治登革熱最有效的方法,但是現行人工監測手段存在覆蓋面小、效率低、時滯長的缺點,很難實現全面快速監測蚊媒動態的效果,建議建立半自動的人工輔助監測預警系統,依靠人海戰術面上鋪開,使用誘蚊粘板采集數據后由智能手機回傳管理平臺,由專業人員迅速采集整理信息,及時地應用于疫情防控工作。