ダニ媒介性脳炎（TBE）の症例はランダムではない：オーストリアのTBE時系列に基づいたトレンド、低頻度および高頻度の振動を説明する

Tick-borne encephalitis (TBE) cases are not random: explaining trend, low- and high-frequency oscillations based on the Austrian TBE time series.

• Franz Rubel
• Melanie Walter
• Janna R Vogelgesang
• Katharina Brugger

抄録

背景:

なぜヒトマダニ媒介性脳炎（TBE）の症例数が年によって異なるのか、年によっては100％を超えることもあるが、その理由はまだ明らかにされていない。また、増減傾向の原因についても議論の余地があります。オーストリアは、これらの未解決の疑問を調査するために、40年間のTBEの時系列と公式のワクチン接種率の時系列が利用できるヨーロッパで唯一の国である。

BACKGROUND: Why human tick-borne encephalitis (TBE) cases differ from year to year, in some years more 100%, has not been clarified, yet. The cause of the increasing or decreasing trends is also controversial. Austria is the only country in Europe where a 40-year TBE time series and an official vaccine coverage time series are available to investigate these open questions.

方法:

一般化線形モデル（GLM）を開発し、TBE時系列のトレンドと振動に関連する人口統計学的・環境的要因を同定した。観測されたTBE時系列と予測されたTBE時系列の両方をスペクトル分析した。結果として得られたパワースペクトルは、どの予測因子がトレンド、高周波数、低周波数の振動に関与しているのか、そしてそれらがどのような説明付き分散でTBE振動に寄与しているのかを示している。

METHODS: A series of generalized linear models (GLMs) has been developed to identify demographic and environmental factors associated with the trend and the oscillations of the TBE time series. Both the observed and the predicted TBE time series were subjected to spectral analysis. The resulting power spectra indicate which predictors are responsible for the trend, the high-frequency and the low-frequency oscillations, and with which explained variance they contribute to the TBE oscillations.

結果:

増加傾向は、人口増加の人口動態と関連している可能性があります。責任のあるGLMはTBE時系列の分散の12%を説明する。低周波振動（10年）は、中央ヨーロッパの大規模な気候の10年ごとの変化と関連している。これらは、いわゆるスカンジナビア指数によってよく記述されている。この10年間の振動サイクルは、社会経済予測因子である純移民によって補強されています。純移民とスカンジナビア指数を考慮すると、GLMの説明済み分散は44％に増加します。高頻度の振動（2-3年）は、小型哺乳類とマダニの間の自然のTBE伝達サイクルの変動と関連しており、これはブナの結実によって駆動される。また、2年前の結実も考慮すると、TBE時系列の分散の64％を説明することができます。さらに、人間の屋外活動の予測因子として年間の日照時間を考慮すると、説明された分散は70％に増加する。

RESULTS: The increasing trend can be associated with the demography of the increasing human population. The responsible GLM explains 12% of the variance of the TBE time series. The low-frequency oscillations (10 years) are associated with the decadal changes of the large-scale climate in Central Europe. These are well described by the so-called Scandinavian index. This 10-year oscillation cycle is reinforced by the socio-economic predictor net migration. Considering the net migration and the Scandinavian index increases the explained variance of the GLM to 44%. The high-frequency oscillations (2-3 years) are associated with fluctuations of the natural TBE transmission cycle between small mammals and ticks, which are driven by beech fructification. Considering also fructification 2 years prior explains 64% of the variance of the TBE time series. Additionally, annual sunshine duration as predictor for the human outdoor activity increases the explained variance to 70%.

結論:

ここに示されたGLMは、主にブナの結実によって決定されたTBEの年間予測の基礎となるものである。5年のうち3年は完全結実し、2年後に高いTBE症例数をもたらしたが、2010年以降に発生した。したがって、気候変動の影響は、気温の上昇とTBE事例の直接的な相関関係では見えないが、マスト播種の頻度の増加を介して間接的に現れている。

CONCLUSIONS: The GLMs presented here provide the basis for annual TBE forecasts, which were mainly determined by beech fructification. A total of 3 of the 5 years with full fructification, resulting in high TBE case numbers 2 years later, occurred after 2010. The effects of climate change are therefore not visible through a direct correlation of the TBE cases with rising temperatures, but indirectly via the increased frequency of mast seeding.