甘肅省手足口病時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)特征的空間聚集性探測(cè)研究*

甘肅省疾病預(yù)防控制中心(730000) 劉海霞 劉新鳳 楊筱婷 茍發(fā)香 鄭蕓鶴 魏孔福 蔣小娟 成 瑤 張 宏

【提 要】 目的 探討甘肅省手足口病的時(shí)空分布特征和發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，評(píng)估防控措施實(shí)施效果。方法 收集2018年甘肅省87個(gè)縣每周手足口病數(shù)據(jù)，分析手足口病的時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)特征指數(shù)，采用空間聚類分析方法對(duì)時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)特征指數(shù)的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)區(qū)進(jìn)行可視化探測(cè)和分析。結(jié)果 2018年甘肅省手足口病共報(bào)告病例13571例，報(bào)告發(fā)病率為51.73/10萬，全年有兩個(gè)發(fā)病高峰。手足口病的時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)特征指數(shù)(頻率指數(shù)為0.430，持續(xù)時(shí)間指數(shù)為4.657，強(qiáng)度指數(shù)為11.106)存在空間聚集性，3個(gè)時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)特征指數(shù)在定西市安定區(qū)和蘭州市七里河區(qū)均呈現(xiàn)高值聚集狀態(tài)，是手足口病發(fā)病的熱點(diǎn)區(qū)域。結(jié)論 甘肅省手足口病發(fā)病存在時(shí)空聚集性，安定區(qū)和七里河區(qū)是手足口病的發(fā)病高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，不同發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)區(qū)防控措施效果不同。

手足口病是由多種人腸道病毒引起的急性傳染病，在世界各地均有流行[1]。中國自2008年將手足口病列入丙類傳染病報(bào)告以來，手足口病一直位居法定傳染病的前列[2]，也是甘肅省的高發(fā)傳染病，發(fā)病近年呈上升態(tài)勢(shì)[3]。手足口病傳播途徑多樣，傳染性強(qiáng)，易引起暴發(fā)疫情，甘肅省地形狹長，氣候條件復(fù)雜，手足口病在不同地域發(fā)病不同[4]，導(dǎo)致疫情防控難度大。本研究旨在對(duì)手足口病的發(fā)病頻率、持續(xù)時(shí)間和發(fā)病強(qiáng)度等時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)特征指數(shù)進(jìn)行空間統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，從而探討甘肅省手足口病的時(shí)空分布特征，為優(yōu)化手足口病防控措施提供科學(xué)依據(jù)。

資料與方法

1.資料來源

甘肅省手足口病的病例數(shù)據(jù)來自“中國疾病控制信息系統(tǒng)”，排除疑似病例和地址不詳病例，按發(fā)病日期分別統(tǒng)計(jì)甘肅省2018年52周87個(gè)縣(區(qū))的數(shù)據(jù)。人口數(shù)據(jù)來源于國家統(tǒng)計(jì)局。甘肅省1：25萬矢量化縣界地圖由中國疾病預(yù)防控制中心提供。

2.研究方法

(1)空間掃描統(tǒng)計(jì)：本次研究通過 SatScan 9.1.1.0軟件運(yùn)用移動(dòng)窗口法，探測(cè)研究區(qū)域疾病的空間聚集性，對(duì)每個(gè)掃描窗口分析實(shí)際數(shù)和期望數(shù)計(jì)算對(duì)數(shù)似然比(log likelihood ratio，LRR)，選取LLR值最大的窗口為高發(fā)病聚集窗口，確定此窗口所包括的縣區(qū)，并計(jì)算該地區(qū)的相對(duì)危險(xiǎn)度(RR)，LLR的P值可以通過Monte Carlo 隨機(jī)化法得到，模擬次數(shù)選擇999。將聚集區(qū)通過ArcMap 10.2進(jìn)行可視化展示。

(2) 時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)特征指數(shù)分析：本研究對(duì)時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)[頻率指數(shù)(α)、持續(xù)時(shí)間指數(shù)(β)和強(qiáng)度指數(shù)(γ)]進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析傳染病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)程度，評(píng)估流行病期間采取的預(yù)防或控制策略的有效性，這對(duì)公共衛(wèi)生工作者和衛(wèi)生行政人員是非常重要的[5]。

頻率指數(shù)(α)是指在整個(gè)研究期間的某一周內(nèi)發(fā)生一例或多例手足口病病例的概率。表述如下：

其中TW是研究期間的總周數(shù)(52周)。CW是整個(gè)研究期間發(fā)生一個(gè)或多個(gè)病例的累積周數(shù)。當(dāng)頻率指數(shù)(α)接近1時(shí)，某些周內(nèi)手足口病發(fā)病的頻率越大，接近0時(shí)發(fā)病的頻率越低。

持續(xù)時(shí)間指數(shù)(β)是指整個(gè)研究期間手足口病感染持續(xù)發(fā)生的平均周數(shù)。其表述如下：

β=CW/PV

式中，CW如上所述，PV是整個(gè)研究期間流行波的總數(shù)。本文中的流行波是由手足口病病例出現(xiàn)并持續(xù)發(fā)生的周所構(gòu)成，一旦某周手足口病無病例出現(xiàn)則一個(gè)流行波結(jié)束。持續(xù)時(shí)間指數(shù)(β)越高，病例出現(xiàn)后持續(xù)的時(shí)間越長，病毒突變的可能性越大。

強(qiáng)度指數(shù)(γ)指流行波中手足口病活動(dòng)的嚴(yán)重程度。表述如下：

γ=IR/PV

其中，IR是手足口病的發(fā)病率，PV如上所述。強(qiáng)度指數(shù)(γ)指病例連續(xù)發(fā)生數(shù)周內(nèi)手足口病流行的強(qiáng)度。強(qiáng)度指數(shù)(γ)越大，意味著更多的病例集中發(fā)生在整個(gè)流行過程中，易發(fā)生人群播散，導(dǎo)致爆發(fā)或流行。

(3)時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的空間映射分析：本研究對(duì)全省87個(gè)縣區(qū)的3個(gè)時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)運(yùn)用Geoda 1.60軟件進(jìn)行空間自相關(guān)分析，通過分析地理單元和相鄰單元的觀測(cè)值之間疾病的空間相關(guān)性程度來探索聚集區(qū)域[6-7]。并采用ArcGIS 10.2軟件進(jìn)行時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)特征指數(shù)的空間可視化呈現(xiàn)，以確定甘肅省手足口病發(fā)病的高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)。本方法采用Moran′sI指數(shù)作為全局空間自相關(guān)的分析指標(biāo)，確定事件是否與空間存在自相關(guān)，全局Moran指數(shù)I的取值范圍為[-1，1]。以標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)計(jì)量Z(I)檢驗(yàn)其統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。當(dāng)Moran′sI>0且Z>1.96，P<0.05時(shí)，說明病例呈聚集性分布，有高值聚集區(qū)或低值聚集區(qū)存在；當(dāng)Moran′sI<0且Z<-1.96，P<0.05時(shí)，說明病例呈離散性分布；當(dāng)Moran′sI=0且Z的取值在-1.96和1.96之間，P≥0.05，說明病例空間分布可能是隨機(jī)分布。進(jìn)而通過空間局部自相關(guān)分析和Lisa圖的生成，空間關(guān)聯(lián)模式分為四種類型：High-High(高值聚類、熱聚類區(qū)域)；Low-Low(低值聚類、冷聚類區(qū)域)；Low-High；High -Low。前兩種是空間正自相關(guān)，后兩種是空間負(fù)自相關(guān)。

與蘇教版相比，康軒版的編排順序主要有3個(gè)方面的不同．其一，康軒版安排的5個(gè)活動(dòng)是“同分母分?jǐn)?shù)相除”“整數(shù)除以分?jǐn)?shù)”“異分母分?jǐn)?shù)相除”“有余數(shù)的除法”及“關(guān)系”，分?jǐn)?shù)除法類型與蘇教版不同，其每一個(gè)活動(dòng)內(nèi)的例題基本按照除數(shù)是真分?jǐn)?shù)、假分?jǐn)?shù)、帶分?jǐn)?shù)（大陸小學(xué)數(shù)學(xué)教材一般不涉及帶分?jǐn)?shù)）除法呈現(xiàn)．其二，不同類型的分?jǐn)?shù)除法的算法是統(tǒng)一的，即都化成相同單位的分?jǐn)?shù)進(jìn)行計(jì)算，在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)除以一個(gè)數(shù)等于乘這個(gè)數(shù)的倒數(shù)的規(guī)律．其三，安排了“有余數(shù)的分?jǐn)?shù)除法”．兩種版本編排順序上的差異反映出編寫者對(duì)知識(shí)邏輯結(jié)構(gòu)理解的差異．

結(jié) 果

1.手足口病的時(shí)間分布

甘肅省手足口病2018年共報(bào)告病例13571例，死亡5例。全年均有病例報(bào)告，有兩個(gè)高峰，5～7月為發(fā)病第一個(gè)高峰期，占全年發(fā)病總數(shù)的56.73%，其次為9～11月，占所有發(fā)病數(shù)的25.19%，如圖1所示。

圖1 甘肅省2018年手足口病周發(fā)病分布

2.手足口病報(bào)告發(fā)病率的空間分布

2018年甘肅省手足口病報(bào)告發(fā)病率為51.73/10萬，報(bào)告發(fā)病率前五位的縣區(qū)為：定西市臨洮縣228.40/10萬、隴南市兩當(dāng)縣185.93/10萬、定西市安定區(qū)142.76/10萬、定西市渭源縣122.95/10萬、武威市古浪縣120.82/10萬，如圖2。

圖2 甘肅省2018年手足口病報(bào)告發(fā)病率空間分布

3.甘肅省2018年手足口病空間掃描分析

應(yīng)用SaTScan軟件進(jìn)行空間掃描統(tǒng)計(jì)，手足口病最大可能聚集區(qū)集中在中部的定西市，覆蓋2個(gè)縣半徑為43.16km，發(fā)病數(shù)1612例(LLR=993.62，P<0.001)，該聚集區(qū)手足口病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)是其他區(qū)域的4.09倍；第二可能聚集區(qū)在蘭州市城關(guān)區(qū)，發(fā)病數(shù)1337例(LLR=285.33，P<0.001)，該聚集區(qū)手足口病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)是其他區(qū)域的2.14倍；第三可能聚集區(qū)在定西市安定區(qū)，發(fā)病數(shù)624例(LLR=252.33，P<0.002)，該聚集區(qū)手足口病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)是其他區(qū)域的2.92倍，詳見表1。

表1 甘肅省2018年手足口病高發(fā)病率空間掃描統(tǒng)計(jì)結(jié)果

4.時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)特征指數(shù)：手足口病的頻率指數(shù)為0.430，持續(xù)時(shí)間指數(shù)為4.657，強(qiáng)度指數(shù)為11.106，見表2。3個(gè)時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)特征指數(shù)的相關(guān)性分析顯示，頻率指數(shù)與持續(xù)時(shí)間指數(shù)的相關(guān)系數(shù)為0.87，持續(xù)時(shí)間指數(shù)與強(qiáng)度指數(shù)的相關(guān)系數(shù)為0.62，持續(xù)時(shí)間指數(shù)與強(qiáng)度指數(shù)的相關(guān)系數(shù)為0.84，表明時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)特征指數(shù)之間存在較強(qiáng)的相關(guān)性。

表2 甘肅省2018年手足口病時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)特征指數(shù)

5.時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)特征指數(shù)的空間自相關(guān)分析：手足口病的發(fā)病率和3個(gè)時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)特征指數(shù)的Moran′sI均為正值，Z值均大于1.96，表明時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)特征指數(shù)的分布不是隨機(jī)的，存在有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的正向空間自相關(guān)，呈聚集性分布，見表3。

表3 甘肅省2018年手足口病報(bào)告發(fā)病率和時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)特征指數(shù)全局自相關(guān)系數(shù)

甘肅省2018年手足口病報(bào)告發(fā)病率的熱點(diǎn)區(qū)域(High-High)主要集中在定西市安定區(qū)、蘭州市七里河和安寧區(qū)。時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)特征指數(shù)LISA統(tǒng)計(jì)量的局部自相關(guān)檢驗(yàn)顯示：頻率指數(shù)的熱點(diǎn)區(qū)域(High-High)主要集中在定西市安定區(qū)、隴西縣，蘭州市的七里河區(qū)、榆中縣、安寧區(qū)、城關(guān)區(qū)、皋蘭縣和西固區(qū)，白銀市會(huì)寧縣、景泰縣，天水市麥積區(qū)和秦州區(qū)；持續(xù)時(shí)間指數(shù)的熱點(diǎn)區(qū)域(High-High)主要集中在定西市安定區(qū)，蘭州市七里河和榆中縣，隴南市兩當(dāng)縣；強(qiáng)度指數(shù)的熱點(diǎn)區(qū)域(High-High)主要集中在定西市安定區(qū)和蘭州市七里河，見圖3。

圖3 甘肅省2018年手足口病時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)特征指數(shù)的LISA關(guān)聯(lián)類型圖

討 論

本次研究顯示甘肅省手足口病呈明顯季節(jié)性分布，有兩個(gè)發(fā)病高峰，分別是5～7月和9～11月，這與全國及其他省份的情況相似[8-10]，這可能與氣溫、日照時(shí)數(shù)、降水量等氣象因素有關(guān)[11-12]，5月甘肅氣溫上升，雨水增多，濕度增大，可能有助于病毒的生存；同時(shí)人口密度等社會(huì)因素也與手足口病的發(fā)病有關(guān)[3-4]，學(xué)校、托幼機(jī)構(gòu)等人群流動(dòng)和擁擠的場(chǎng)所，密切接觸傳播的風(fēng)險(xiǎn)高，使手足口病發(fā)生與傳播的可能性增加。

本研究顯示，手足口病的頻率指數(shù)為0.43，表明1年中接近一半的時(shí)間有手足口病的發(fā)病，最大值為0.90，提示甘肅省內(nèi)某縣(區(qū))全年幾乎均有手足口病發(fā)??；持續(xù)時(shí)間指數(shù)為4.66，表明手足口病全省平均持續(xù)發(fā)病4周，持續(xù)時(shí)間最大值為21，表明手足口病最長持續(xù)時(shí)間21周；強(qiáng)度指數(shù)為11.11，表明在10萬人中，約有11人可能在手足口病流行期間被感染，最大值為76.13，則可能某縣區(qū)有76人被感染手足口病病毒。手足口病的3個(gè)時(shí)間特征指數(shù)之間的相關(guān)系數(shù)均超過0.60，表明三者間存在較強(qiáng)的相關(guān)性，提示手足口病一旦發(fā)病，持續(xù)發(fā)生的可能性大，病毒有可能發(fā)生變異，易在人群中造成病毒播散，進(jìn)而形成暴發(fā)或流行[5，13]。

本研究對(duì)手足口病的報(bào)告發(fā)病率和時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)特征指數(shù)進(jìn)行空間自相關(guān)分析，結(jié)果顯示手足口病的報(bào)告發(fā)病率、頻率指數(shù)、持續(xù)時(shí)間指數(shù)和強(qiáng)度指數(shù)的Moran′s I均為正值，呈正向空間自相關(guān)，表明手足口病發(fā)病在甘肅省有空間聚集性。進(jìn)一步進(jìn)行局部空間自相關(guān)檢驗(yàn)顯示，定西市安定區(qū)和蘭州市七里河的報(bào)告發(fā)病率和3個(gè)時(shí)間特征指數(shù)均最高，為手足口病發(fā)病的熱點(diǎn)區(qū)域(High-High)，其發(fā)病頻次高，持續(xù)時(shí)間長，傳播強(qiáng)度大。定西市安定區(qū)和蘭州市七里河可能是甘肅省手足口病播散的源頭，病毒發(fā)生變異的可能性大，且易發(fā)生手足口病暴發(fā)疫情，是衛(wèi)生行政部門重點(diǎn)關(guān)注的重點(diǎn)區(qū)域，應(yīng)當(dāng)集中衛(wèi)生資源，采取有效措施控制疫情的播散[5]。蘭州市榆中縣頻率指數(shù)和持續(xù)時(shí)間指數(shù)高，強(qiáng)度指數(shù)低，原因可能是當(dāng)?shù)匦l(wèi)生專業(yè)人員與教育部門密切協(xié)作，對(duì)托幼機(jī)構(gòu)和學(xué)校等手足口病高發(fā)場(chǎng)所加強(qiáng)疫情監(jiān)測(cè)，主動(dòng)搜索病例，做到早發(fā)現(xiàn)、早居家隔離、早處置等防控措施，起到遏制手足口病在人群中播散，阻斷傳播途徑的作用，導(dǎo)致強(qiáng)度指數(shù)低。蘭州市安寧區(qū)、城關(guān)區(qū)、皋蘭縣和西固區(qū)，白銀市會(huì)寧縣、景泰縣，天水市麥積區(qū)和秦州區(qū)的手足口病僅頻率指數(shù)高，表明這些縣區(qū)存在防控盲點(diǎn)區(qū)域或場(chǎng)所，主要原因可能是尚未明確手足口病的傳播來源，在盲點(diǎn)區(qū)域或場(chǎng)所采取的防控措施未到位或失效，導(dǎo)致手足口病在這些區(qū)域呈點(diǎn)狀頻繁發(fā)生，但因采取的措施在整體防控過程中起到了人群阻斷作用，僅點(diǎn)狀區(qū)域發(fā)病，發(fā)病后持續(xù)時(shí)間短，傳播強(qiáng)度低，致使病毒尚未在人群大范圍播散，因此這些縣區(qū)的衛(wèi)生專業(yè)人員需時(shí)刻關(guān)注點(diǎn)狀發(fā)病區(qū)域的動(dòng)態(tài)發(fā)展以及區(qū)域間的關(guān)聯(lián)，尋找防控措施未起作用的原因，調(diào)整防控策略。隴南市兩當(dāng)縣僅持續(xù)時(shí)間指數(shù)高，由于發(fā)病頻次低，累積的病例少，易被衛(wèi)生專業(yè)人員忽略，往往因病例持續(xù)低強(qiáng)度存在，導(dǎo)致手足口病在該區(qū)域的人群中呈輕度或潛在播散的形式。

本研究分別對(duì)甘肅省手足口病的報(bào)告發(fā)病率和時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)特征指數(shù)(頻率指數(shù)、持續(xù)時(shí)間指數(shù)和強(qiáng)度指數(shù))分別進(jìn)行了全局和局部相關(guān)分析。比較顯示，發(fā)病率是傳統(tǒng)流行病學(xué)一般用來衡量疾病嚴(yán)重程度的指標(biāo)[14]，不能反映疾病的發(fā)生是偶然的還是聚集的，對(duì)其進(jìn)行空間掃描和相關(guān)分析只能靜態(tài)呈現(xiàn)空間聚集性區(qū)域，但不能評(píng)價(jià)疫情發(fā)展的態(tài)勢(shì)和防控措施的有效性。而傳染病是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，在地理指標(biāo)上疊加時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)特征指數(shù)，彌補(bǔ)了單純分析發(fā)病率的不足，增加了時(shí)空維度，更有利于識(shí)別空間風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，評(píng)估不同發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)區(qū)防控措施的效果[5，15-17]；同時(shí)，時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)特征指數(shù)可進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估，短期預(yù)警，及時(shí)調(diào)整防控措施。

本研究通過時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)特征指數(shù)空間聚集性的探測(cè)分析，明確了甘肅省手足口病防控的重點(diǎn)區(qū)域，評(píng)估了不同地區(qū)手足口病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)以及采取防控措施的效果，為衛(wèi)生行政部門制定手足口病的防控策略提供了科學(xué)依據(jù)。但本研究是在不考慮氣象等環(huán)境因素的前提下對(duì)手足口病時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)特征指數(shù)進(jìn)行的空間分析，對(duì)采取的防控措施未進(jìn)行量化評(píng)估，這些方面存在的局限性還需在今后深入的研究中進(jìn)一步分析。