基于移動百分位數(shù)法的深圳市南山區(qū)社區(qū)級肺結(jié)核疫情預(yù)警

朱閔敏， 郭旭君， 范玉錚， 鐘濤， 劉盛元， 黃垚， 王健

·社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)·

基于移動百分位數(shù)法的深圳市南山區(qū)社區(qū)級肺結(jié)核疫情預(yù)警

朱閔敏， 郭旭君， 范玉錚， 鐘濤， 劉盛元， 黃垚， 王健

目的 探尋深圳市南山區(qū)社區(qū)一級肺結(jié)核疫情預(yù)警最優(yōu)閾值。方法 采用移動百分位數(shù)法，以2010年1月—2015年5月為基線，2015年3月—2016年3月為預(yù)警期，以社區(qū)為單位，以月為觀察期，建立兩種5年基候選閾值。根據(jù)ROC曲線下面積選擇基線歷史同期擺動周期，根據(jù)約登指數(shù)結(jié)合特異度優(yōu)選閾值。結(jié)果 以25個歷史數(shù)據(jù)(前后擺動2個月)與15個歷史數(shù)據(jù)(前后擺動1個月)建立肺結(jié)核移動百分位數(shù)預(yù)警，其ROC曲線下面積分別為0.936，0.945，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.131)。15個歷史數(shù)據(jù)的候選閾值中，P80的約登指數(shù)與P60接近(最大者)，特異度>90%。結(jié)論 綜合考慮操作性及后續(xù)處置成本，建議深圳市南山區(qū)采用5年基前后擺動1個月的P80作為社區(qū)一級肺結(jié)核預(yù)警暴發(fā)的閾值。

肺結(jié)核； 暴發(fā)預(yù)警； 移動百分位數(shù)法

我國于2008年啟動了基于移動百分位數(shù)法的傳染病自動預(yù)警信息系統(tǒng)，以P50為閾值進(jìn)行預(yù)警，為傳染病暴發(fā)的早期發(fā)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)[1]。在后期運行中，中國疾病控制中心根據(jù)疾病病種[2]，以及地區(qū)疾病發(fā)病水平的差異進(jìn)行了閾值優(yōu)化[3]。社區(qū)級肺結(jié)核疫情預(yù)警是指在社區(qū)一級行政區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行肺結(jié)核疫情預(yù)警。因社區(qū)行政區(qū)域空間范圍小，與縣級等較大范圍病例數(shù)據(jù)以正態(tài)分布為主不同，社區(qū)級肺結(jié)核報告發(fā)病數(shù)變動大，不能簡單套用現(xiàn)有研究建立的閾值。因此，本研究采用移動百分位數(shù)法，探尋適宜于深圳市南山區(qū)社區(qū)級小范圍空間尺度內(nèi)的肺結(jié)核疫情暴發(fā)預(yù)警的5年基擺動周期及對應(yīng)的最優(yōu)閾值，從而從源頭上更早地識別疾病的暴發(fā)，實現(xiàn)精準(zhǔn)、高效、低成本的疾病防控目標(biāo)。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源及整理

將病例報告訂正終審時間為2010年1月1日—2016年3月31日現(xiàn)住址為“深圳市南山區(qū)”的肺結(jié)核確診病例從中國疾病預(yù)防控制信息系統(tǒng)中導(dǎo)出。將個案按照現(xiàn)住址清晰至社區(qū)[4]，結(jié)合人口數(shù)據(jù)計算社區(qū)一級肺結(jié)核發(fā)病率，并與基礎(chǔ)地圖行政區(qū)域進(jìn)行匹配。人口數(shù)據(jù)來源于南山區(qū)統(tǒng)計局，地圖來源于國家基礎(chǔ)地理信息中心網(wǎng)站(1：10萬比例)。

1.2 移動百分位數(shù)法

以2010年1月—2015年5月為基線，2015年3月—2016年3月為預(yù)警期。按照移動百分位數(shù)法原理，以社區(qū)為單位、以月為觀察期，分別采用以下兩種基線期數(shù)據(jù)計算各候選百分位數(shù)(P50、P60、P70、P75、P80、P85、P90及P95)：①觀察期每年同期前后擺動1個月，5年共15個歷史數(shù)據(jù)；②觀察期每年同期前后擺動2個月，5年共25個歷史數(shù)據(jù)。當(dāng)預(yù)警期某月發(fā)病率>0且≥基線期候選百分位數(shù)值時，記為“暴發(fā)”預(yù)警。

1.3 閾值優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)楊維中等[5]的研究結(jié)果，以大于基線5年同期平均發(fā)病率的“+2 S”作為判斷暴發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)候選百分?jǐn)?shù)判斷預(yù)警信號與暴發(fā)標(biāo)準(zhǔn)比較，繪制受試者工作特征(receiver operator characteristic，ROC)曲線。根據(jù)ROC曲線下面積大小選擇基線擺動的月數(shù)，根據(jù)約登指數(shù)并結(jié)合特異度選擇候選百分位數(shù)。

1.4 統(tǒng)計分析

采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總以及全區(qū)月發(fā)病率作圖，采用Stata 11.0軟件進(jìn)行百分位數(shù)計算，繪制ROC曲線及假設(shè)檢驗。用ArcGIS 10.2軟件在南山區(qū)行政地圖上呈現(xiàn)產(chǎn)生預(yù)警信號的社區(qū)。

2 結(jié)果

2.1 南山區(qū)肺結(jié)核報告發(fā)病率情況

2010年1月—2016年3月深圳市南山區(qū)共報告確診肺結(jié)核4 636例，年均報告發(fā)病率為68.77/10萬。2010—2011年每月報告發(fā)病率變動振幅大，2012—2013年變動振幅??；每年1—2月為低谷(春節(jié)期間)，高峰期每年有差異、較多出現(xiàn)在9和11月，各月報告發(fā)病率見圖1。

圖1 南山區(qū)2010年1月—2016年3月月報告發(fā)病率(單位：1/10萬)

2.2 基年擺動月數(shù)

經(jīng)非參數(shù)統(tǒng)計分析顯示，以5年為基數(shù)前后擺動2個月或前后擺動1個月，進(jìn)行肺結(jié)核暴發(fā)預(yù)警，其ROC曲線下面積分別為0.936和0.945，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=2.28，P=0.131)。見圖2。

注：AUC-受試者操作特征曲線下面積圖2 5年基肺結(jié)核疫情暴發(fā)預(yù)警ROC曲線：前后擺動2個月與擺動1個月比較

2.3 閾值優(yōu)選

選擇ROC曲線下面積最大的15個月歷史基數(shù)(觀察期同月前后擺動1個月)進(jìn)行預(yù)警，各候選百分位數(shù)的靈敏度、特異度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值和約登指數(shù)如表1。其中P50～P80的約登指數(shù)均在70以上，P60的約登指數(shù)最大為76.90。考慮到預(yù)警信號后續(xù)處置，減少調(diào)查成本，綜合靈敏度、特異度、陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值四者的平衡，本研究建議深圳市南山區(qū)采用P80作為肺結(jié)核暴發(fā)的預(yù)警閾值，其靈敏度>80%，特異度>90%，相對于P60可以減少9%的假陽性預(yù)警信號。

表1 南山區(qū)肺結(jié)核候選閾值靈敏度、特異度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值及約登指數(shù)

2.4 2016年3月預(yù)警信號展示

以80分位數(shù)為閾值，南山區(qū)2016年3月共有10個預(yù)警信號，月報告發(fā)病率最小8.07/10萬，最高28.41/10萬，見表2。10個暴發(fā)預(yù)警社區(qū)較為分散，其地理分布見圖3。

表2 2016年3月按照15個歷史數(shù)據(jù)80分位深圳市南山區(qū)暴發(fā)預(yù)警情況

圖3 深圳市南山區(qū)社區(qū)級肺結(jié)核疫情暴發(fā)預(yù)警:基于移動百分位數(shù)法P80閾值

3 討論

本研究初步確定了南山區(qū)社區(qū)一級移動百分位數(shù)法肺結(jié)核預(yù)警歷史同期前后擺動周期及最優(yōu)閾值，為在較小空間范圍內(nèi)核實和處置肺結(jié)核暴發(fā)疫情提供了基礎(chǔ)。目前，已有應(yīng)用移動百分位數(shù)的研究一般以縣或以上行政區(qū)域為單位進(jìn)行預(yù)警[6-8]，最小到鄉(xiāng)鎮(zhèn)/街道一級[9]，主要應(yīng)用于急性傳染性疾病，如手足口病、流感、痢疾、風(fēng)疹等。在社區(qū)級小范圍空間尺度內(nèi)開展疫情預(yù)警，較縣區(qū)級或更大區(qū)域，可以從源頭更早識別暴發(fā)，介入控制更精準(zhǔn)、更具可操作性，具有高效、低成本的優(yōu)勢。

2004年，基于疾病“流行”概念的基礎(chǔ)上，借鑒比值圖法，楊維中教授[5]建立我國傳染病移動百分位數(shù)預(yù)警法。移動百分位數(shù)法與移動平均控制圖法原理相似，區(qū)別在于移動百分位數(shù)法計算基線同期數(shù)據(jù)的百分位數(shù)，可適宜于任意分布數(shù)據(jù)，而移動平均控制圖法計算基線參比周期所有數(shù)據(jù)的平均值，對于正態(tài)分布數(shù)據(jù)預(yù)警效果較好。移動百分位數(shù)法預(yù)警具有簡單易操作、可自動調(diào)整季節(jié)因素影響以及應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點[10]，但基線數(shù)據(jù)中暴發(fā)疫情可能導(dǎo)致預(yù)警上限過高、預(yù)警信號假陰性增多[11]，后期研究中可嘗試剔除歷史數(shù)據(jù)中部分極大值來進(jìn)行控制(如最高的15%數(shù)據(jù))[12]。

受患者就診延遲(如Xu等[13]調(diào)查結(jié)果顯示，深圳市肺結(jié)核患者平均就診延遲10天)、醫(yī)療機構(gòu)報病周末效應(yīng)(周一和周五報告病例最多)[14]、中等發(fā)病率水平及人口流動等因素影響，在以天或周為觀察周期內(nèi)病例數(shù)波動性大，預(yù)警效果差。因此，本研究選擇以月為觀察周期，以增加觀察數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。

本文研究結(jié)果顯示，5年基觀察月同期前后擺動2個月與擺動1個月，預(yù)警效果差異無統(tǒng)計學(xué)意義。因肺結(jié)核發(fā)病存在一定季節(jié)性，考慮到選擇前后擺動2個月作為基線跨越季節(jié)過多，可能導(dǎo)致低估或高估預(yù)警月份肺結(jié)核疫情水平，建議選擇前后擺動1個月作為基線。

本研究得出的最優(yōu)閾值P80低于楊維中教授等[5]以全國范圍研究確定的最優(yōu)閾值(P90)，可能是因為南山區(qū)與全國肺結(jié)核發(fā)病率不同導(dǎo)致。發(fā)病率越低的地區(qū)，在相同百分位數(shù)閾值情況下靈敏度與特異度高于發(fā)病率高的地區(qū)[2-3]。張洪龍等[3]研究結(jié)果顯示，在發(fā)病率水平不同地區(qū)，流行性腮腺炎等6種疾病的最優(yōu)閾值不同。同時，其他以較小區(qū)域范圍進(jìn)行肺結(jié)核預(yù)警的研究，所確定最優(yōu)閾值與本研究接近，如楊春梅等[15]研究得出2012年蘭州軍區(qū)某部隊的預(yù)警閾值為P80，孫利文等[16]得出北京市懷柔區(qū)2016年肺結(jié)核預(yù)警閾值為P85。

在較小空間范圍內(nèi)應(yīng)用移動百分?jǐn)?shù)法進(jìn)行預(yù)警時尚需慎重，從本研究表2中看出，4個預(yù)警社區(qū)的病例數(shù)只有1例，可能存在偶然因素。因此，建議單一預(yù)警信號應(yīng)結(jié)合病例絕對數(shù)(如≥2例)，或數(shù)據(jù)產(chǎn)生連續(xù)多個預(yù)警信號(如連續(xù)2個)才發(fā)出暴發(fā)預(yù)警[17]。合適的病例絕對數(shù)或連續(xù)信號數(shù)需進(jìn)一步研究，并通過實際應(yīng)用中核實的暴發(fā)疫情來確定。

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Outbreaks Detection of Community-level Pulmonary Tuberculosis based Moving Percentile Methods at Nanshan District，Shenzhen City

ZHU Minmin，GUO Xujun，WANG Jian，et al.

ShenzhenNanshanCenterforChronicDiseaseControl，Shenzhen，518054，China

ObjectivesToexploretheoptimalthresholdforoutbreakearlywarningofpulmonarytuberculosis(PTB)atcommunitylevelinNanshanDistrict，Shenzhen.MethodsWeusedthemovingpercentilemethod(MPM)tocalculatetwotypesoffive-yearbasedcandidatethresholdsformonthlyPTBoutbreaksdetection，withdatafromJanuary2010toMay2015asabaselineanddatafromMarch2015toMarch2016asatestingdata.Thenwedecidedreferencemonthsatbaselinebasedonareasunderreceiveroperatingcharacteristiccurve(AUC)andchosethethresholdbasedonYoudenindex.ResultsTheAUCswere0.936and0.945，respectively，forthe25historicaldata(dataatcorrespondingmonth，twoprecedingmonths，andthetwofollowingmonths)and15historicaldata(dataatcorrespondingmonth，theprecedingmonth，andthefollowingmonth)，andthedifferencesbetweenthemwerenotstatisticallysignificant(P=0.131).Forthe15baselinedata，theP80gotaclosevalueofYoudenindextothatofP60，whichwasthemaximum，withaspecificity> 90%.ConclusionsConsideringthepracticalityandcost，itissuggestedthatdataatcorrespondingmonth，theprecedingmonth，andthefollowingmonthfortheprevious5yearsshouldbethereferencedata，andP80shouldbeawarningthresholdoftheMPMforcommunity-levelPTBoutbreakdetectionatNanshanDistrict，ShenzhenCity.

Pulmonarytuberculosis；Outbreakdetection；Movingpercentilemethod

深圳市南山區(qū)科技創(chuàng)新局科技計劃項目(南科研衛(wèi)2014033)

深圳市南山區(qū)慢性病防治院，廣東深圳，518054

王健

R181.3

A

10.3969/j.issn.1673-5625.2017.03.017

2016-09-15)(本文編輯 王芳)