研究人员报告称，卫星图像、无人机照片，甚至谷歌地球，都有助于识别日血吸虫病风险最高的社区。日血吸虫病是全球最严重的热带疾病之一。
一项新研究表明，环境中的线索有助于识别这种寄生虫病的传播热点。这种疾病对全球健康的影响仅次于疟疾。研究人员通过严谨的实地采样和航拍图像，精确绘制出风险最高的社区地图。
“这对发展中国家的公共卫生机构来说是一大变革，因为它将使这些机构能够高效地找到最需要帮助的村庄，”华盛顿大学水产与渔业科学学院助理教授、该论文第一作者切尔西·伍德（Chelsea Wood）表示。该论文发表于《PNAS》。
全球有超过2亿人感染日血吸虫病。该病可以治疗，但在世界某些地区一直难以消除。
血吸虫，即引起该病的蠕虫，在淡水螺体内生长，并在那里繁殖，随后进入河流、湖泊和溪流的水体。人在游泳、洗澡或涉水时，蠕虫会穿透皮肤使人感染。
日血吸虫病会导致血尿、便血和腹痛，并可损害肝脏、脾脏、肠道、肺部和膀胱。在儿童中，感染可能导致生长发育迟缓并损害认知发育。
该病分布于撒哈拉以南非洲、南美洲、加勒比地区、中东以及东亚和东南亚。虽然日血吸虫病可用吡喹酮治疗，但如果患者在寄生虫存在的淡水中游泳或洗澡，治疗后很容易再次感染。
数一数螺
世界卫生组织近期认识到，在某些地区，通过药物分发来减缓该病传播的努力并未奏效。除药物分发外，世卫组织现在建议针对传播寄生虫蠕虫的螺类种类采取措施，这也是本研究团队参与其中的原因。
“这一问题的生态层面，正是阻碍我们控制和消除日血吸虫病的关键所在——如今，生态学家正介入并填补这一空白，”伍德表示。她还说：“这是一个令人兴奋的时期，因为我们有太多东西需要学习。我们引入的这类创新只是生态学家为控制日血吸虫病所能做出贡献的开端。”
研究人员在塞内加尔西北部的30多个地点开展了工作，当地村庄利用一条河流和一个湖泊满足从洗澡、游泳到洗碗、洗衣的各种需求。该地点是有记录以来规模最大的日血吸虫病疫情的中心，发生于20世纪80年代中期。
研究人员首先着手对各地点的螺类分布进行系统计数和绘图，历时两年。野外工作十分艰苦、耗费体力——研究人员在水中及胸部深度涉水采集泥土和植物样本时，必须避免让皮肤接触到感染血吸虫的水。天气炎热潮湿，岸边茂密的植被中布满蚊子、蜘蛛、蛇，甚至还有野狗。
他们发现，河流中的螺类分布零散且随时间变化不稳定。某地点可能存在螺类，三个月后却完全消失。鉴于螺类的这种短暂性，研究人员意识到，以大量螺类为目标进行清除，可能并非减少日血吸虫病传播的有效方式。
发现日血吸虫病的更好方法
因此，他们将重点转向螺类的栖息地。螺类在未扎根的浮动植被中大量繁殖，而这些植被在卫星和无人机图像中清晰可见。
研究人员结合这些栖息地特征，以及他们收集的每个地点的其他数据（如螺类密度、村庄规模和位置），使用模型评估哪些因素最能预测日血吸虫病的传播。取水点的总面积和浮动植被的面积，是预示附近会发生人类感染的两个最佳指标。
这些栖息地特征都可以在卫星或无人机图像中轻松测量。
“对螺类进行计数并非易事，而且所得数据的实用性也不及无人机所获数据，”伍德表示。她说：“一旦我们了解了螺类存在与特定栖息地特征之间的关联，就可以利用无人机和卫星图像来探测这些栖息地特征。这将把评估日血吸虫病感染风险所需的时间，缩减至仅直接观察螺类所需时间的一小部分。”
研究人员表示，塞内加尔的公共卫生机构现在可以查看其辖区内的航拍图像，找出取水点中浮动植被最多的区域，并针对这些村庄开展日血吸虫病治疗。
“现在，我们可以逐季度对这些航拍图像进行分析，从而了解病原环境在时间和空间上的变化情况。这能让我们更好地掌握感染率，”合著者、斯坦福大学生物学教授朱利奥·德莱奥（Giulio De Leo）表示。
机器学习能否提供帮助？
该团队还在尝试利用机器学习，自动识别照片中的浮动植被，使各机构更容易使用这些信息。他们计划利用公开可得的感染数据和卫星图像，在非洲其他地区以更大范围测试其方法。
“我们持谨慎乐观的态度，但要将研究结果推广至新的情境，我们仍有一些工作要做，”合著者、斯坦福大学研究科学家苏珊妮·索科洛（Susanne Sokolow）表示。
“如果我们确实发现日血吸虫病的预测因素具有可扩展性和可自动化的特点，那么我们将在对抗该病的斗争中拥有一个强大的新工具，并填补一项关键的能力空白：一种能够高效地将环境干预措施与人类治疗相结合、共同对抗该病的方法。”
其他合著者来自斯坦福大学、比利时皇家自然科学研究所、弗吉尼亚理工大学、华盛顿大学、北卡罗来纳大学威尔明顿分校、加州大学洛杉矶分校、圣母大学、伦敦自然历史博物馆、伦敦大学，以及位于塞内加尔圣路易斯的生物医学研究中心EPLS。
该研究由密歇根大学、阿尔弗雷德·P·斯隆基金会、惠康信托基金、比尔及梅琳达·盖茨基金会、斯坦福大学、美国国立卫生研究院和美国国家科学基金会资助。
