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探索传染病监测新范式!看第三方医检大数据如何助力
2025年04月28日
  2024年8月,传染病溯源预警与智能决策全国重点实验室、北京地坛医院、金域医学联合成立了临床病原体信息中心。短短半年的时间,依托金域医学覆盖全国的传染性疾病检测大数据,三方合作取得了阶段性的进展——

  最近,三方合作的三项研究成果分别发表于《Lancet Microbe》《Journal of infection》《Emerging Microbes & Infections》三大国际权威期刊,影响因子总计超40。研究结果为打造新一代传染病病原学监测预警模式提供了新思考,也为医检大数据赋能临床诊疗和传染病防控树立了典范。



  传染病溯源预警与智能决策全国重点实验室主任徐建国院士表示:“在和地坛医院、金域医学的合作中,我们构建了临床传染病信息网络系统,实现了医防融合中的数据融合;通过对数据进行分析,我们发现了新一代传染病病原学监测预警创新点,看到了技术革命、体系发展、概念更新、事业进步的曙光。下一步,我们计划进一步挖掘第三方医检大数据的潜力,探索传染病监测预警,特别是非法定传染病监测预警的新模式,注意技术革命的发展趋势,为建立新时代传染病监测预警核心技术,不断探索和贡献。”

  一起来看看开展了哪三项研究。


建议将鹦鹉热纳入法定传染病
  鹦鹉热(由鹦鹉热衣原体引起),一种从鸟类传播给人类并可能在人与人之间传播的人畜共患传染病,具有气溶胶传播力和高致病性。在中国,鹦鹉热并未被列为需要报告的传染病,全国范围内的监测数据也难以获取。基于金域医学200万急性呼吸道感染病例的tNGS大数据研究揭示,鹦鹉热在中国地区分布广泛,建立监测系统显得尤为重要。研究团队建议:将鹦鹉热纳入法定传染病,以加强其监测和防控。


“Silent outbreaks of psittacosis revealed using targeted next-generation sequencing”研究刊登于《Lancet Microbe》(IF: 20.9)


  研究成果速览

  1、地区差异:研究发现,宁夏和江西的阳性率最高,大多数阳性病例集中在中国东南、南部和西部地区。


2022年1月至2024年8月我国内地各省份鹦鹉热病例分布情况:(a)鹦鹉热病例分布情况;(b)鹦鹉热衣原体阳性率的分布情况


  2、季节性模式差异:南部地区秋冬季达到高峰,相反,在其他地区,高峰主要在春季和夏季观察到,而西北和青藏地区的淡季一直发生在冬季,这些季节性变化可能与鸟类的迁徙模式有关。


不同省份鹦鹉热发病的高发季节


  3、年龄差异:中老年人群感染风险显著增加,且76.2%的病例存在合并感染。


(a)不同年龄段鹦鹉热病例数和阳性率的差异;(b)不同病原体与鹦鹉热衣原体的共感染百分比(饼图),包括与鹦鹉热衣原体共感染的前15种细菌和病毒。在饼状图中,V表示病毒,B表示细菌,F表示真菌,M表示支原体,C表示衣原体2

学校聚集性感染是腺病毒感染反弹的关键推手

  人腺病毒(HAdV)与多种疾病有关,包括呼吸道感染、角结膜炎和肠胃炎,其也被认定为儿童急性呼吸道感染(ARTI)的主要致病原因。2023-2024年期间,中国腺病毒感染活动显著增加。通过分析金域医学超过187万例呼吸道感染患者的tNGS数据,研究团队发现,腺病毒B型逐渐取代C型,成为主要流行型别,且在学校环境中传播迅速,学龄儿童成为高危人群。学校开学期间感染率明显上升,寒暑假期间则显著下降,表明学校聚集性感染是疫情反弹的关键推手。这一发现,将为各地政府制定腺病毒感染针对性防控策略提供重要依据。


“Increased Circulation of Adenovirus in China During 2023-2024: Association with an Increased Prevalence of Species B and School-Associated Transmission”刊登于《Journal of infection》(IF: 14.2)


  研究成果速览

  1、流行型别差异:2023年第1周至第44周,中国流行的优势毒株为HAdV C型,HAdV B型几乎消失,与以往报道一致。然而,从2023年的第45周到2024年的第33周,HAdV B型取代C型,成为主要流行型别。


2023年1月至2024年8月中国急性呼吸道感染病例中腺病毒活动的时间趋势。(A)主图:按腺病毒型别(颜色编码)分层的每周腺病毒阳性率(折线图,右侧y轴)和阳性病例数(叠加柱状图,左侧y轴)。折线图显示了腺病毒B型(蓝色)和C型(红色)在全国急性呼吸道感染病例中的阳性率。(B)插图:腺病毒B型和C型的阳性病例相对比例(堆叠柱状图,左侧y轴)和总体腺病毒阳性率(绿色线条,右侧y轴)


  2、年龄特异性感染风险分析:HAdV C型的感染率在1.84岁时达到高峰,随后随着年龄的增长而降低;相比之下,HAdV B型的感染率在5.21岁时达到高峰。表明HAdV B型更易感染学龄儿童,在学校环境中更容易传播,从而更有可能引发聚集性感染。


腺病毒B型和C型在所有年龄组中的阳性率。x轴代表年龄,其中3-6岁(幼儿园)年龄段用橙色标记,6-12岁(小学)年龄段用绿色标记。y轴代表腺病毒在急性呼吸道感染病例中的比值比(Odds Ratio, OR),其中红线代表腺病毒C型,蓝线代表腺病毒B型


3、流行时间特征分析:通过比较腺病毒B型和C型主要流行时期发现,HAdV C型流行期间假期对发病率无影响;而HAdV B型流行时期,寒假发病率下降,春季开学后上升,暑假再次下降。这表明HAdV B型在学校传播能力强,其引起的学校聚集性感染是2023年10月起中国腺病毒活动增加的主要原因。


比较分析腺病毒在寒暑假与学期期间的阳性率,按腺病毒B型或C型占主导的时期划分。上图:在腺病毒B型或C型占主导的时期,比较冬季假期、夏季假期和学期期间腺病毒阳性率的增长率。下图:每周腺病毒阳性率,箭头表示阳性率的变化趋势3


中国肺炎支原体流行呈现三大不同传播带

  肺炎支原体(MP)已成为威胁中国儿童健康的“隐形杀手”,也是常见的社区获得性下呼吸道感染病原。2022年之后,广泛的肺炎支原体感染给中国公卫防控带来了严峻的挑战,亟待明确全国流行病学的特征。研究团队基于金域医学覆盖中国31省160万例急性呼吸道感染(ARI)病例的大数据分析,揭示了MP感染的季节性模式、年龄和性别特征以及耐药情况。这些发现,对于确定MP感染高危人群、发病地点和时间以及进行更有针对性的预防和治疗具有重要意义。


“Characterizing the epidemiology of Mycoplasma pneumoniae infections in China in 2022–2024: a nationwide cross-sectional study of over 1.6 million cases”刊登于《Emerging Microbes & Infections》(IF: 8.0)


  研究成果速览

  1、三大传播区域呈现不同的流行高峰:季节性模式分析揭示了中国三个不同的传播带。传播区1包括 13 个省份(安徽、上海、湖北、江苏、贵州、湖南、福建、重庆、四川、江西、广东、广西、浙江),表现出两个年度流行高峰,分别在7-8月和11月;而传播区2(海南、内蒙古、北京、宁夏、新疆、云南和甘肃)年度流行高峰在1月,传播区3(黑龙江、吉林、辽宁、陕西、河南、山西、河北、天津和山东)年度流行高峰在11月。另外值得注意的是,冬季前往旅游热门城市会推动局部传播。


29个省份MP的季节性模式和传播区。A:不同省份疫情趋势的K-means聚类结果,Dim1 和Dim2分别表示降维后的第一和第二维度,其中Dim1解释了数据中方差最大(47.9%),Dim2 解释了第二大方差(30.8%)。B:中国地图上的集群分布。C:不同省份和集群的发病月份(绿点)、流行月份(红点)和非流行月份(蓝点)。灰线代表不同省份的平均年度占比(AAP)趋势图,拟合线代表集群 1(红色)、集群 2(绿色)和 集群3(蓝色)的流行趋势。红色箭头表示流行高峰


  2、高危人群精准定位:0-1岁新生儿男性感染风险高出女性1.67倍,而23-38岁的育龄女性因家庭照护角色感染风险显著增加。



MP感染的年龄-性别特异性风险分析。A和B:男性和女性之间ARI(A)或MP感染(B)风险的比较分析。x轴表示年龄。红色条表示女性病例数,而蓝色条表示男性病例数。绿线表示男性和女性之间ARI(A)或MP(B)感染的风险比(RR-ARI-MF 或 RR-MP-MF)。>1的表示男性的感染风险较高,<1表示女性的感染风险较高。红色框标记了与女性生育高峰期相对应的年龄范围。C:不同年龄组MP感染的风险评估。x轴表示不同的年龄组,y轴表示OR值,红线表示不同年龄组的OR值


  3、耐药性急剧攀升:2023-2024年耐大环内酯类肺炎支原体(MRMP)比例从80.00%飙升至93.02%,增长率中位数为10.21%。这种快速增长与2011年至2019年观察到的5.3%的温和增长形成鲜明对比,考虑归因于T1-3R耐药菌株在中国的日益流行。


大环内酯类药物耐药率变化与MP主要流行分支之间的相关性。A:2023年7月和2024年5月全国不同省份的MRMP比例。B:2023年7月至2024年5月全国29个省份MRMP比例趋势图。红线代表29个省份不同月份的阻力率中位数趋势,红色阴影区域的上边缘代表75th和25th阻力率的百分位数。C:MP的系统发育树。基因组的分支信息和抗性状态在系统发育树的右侧注释,红色表示抗性,蓝色表示易感性。D:MP不同分支的大环内酯类耐药率比较

  在金域医学感染性疾病中心主任李培博士看来,“这三项研究主要围绕我国比较重要的三种急性呼吸道感染性疾病的不同人群流行趋势进行分析。金域的数据,为疾病预警提供了很好的数据基础,可以更好帮助临床和公卫优化急性呼吸道感染的社会预警,避免医疗挤兑。这些成果的发表,也是第三方医检数据价值的充分证明。”

  未来,金域医学也将继续深挖肾脏、肿瘤、感染、自免等全疾病领域的医检大数据,以便更好地赋能临床和公卫防控。
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