氣象條件對攀枝花地區(qū)主要傳染病的影響研究

胡孟然, 尹 立, 趙婉露, 雷應(yīng)朝, 李永軍, 楊 燕, 王式功

(1.成都信息工程大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院環(huán)境氣象與健康研究院,四川 成都 610225;2.攀枝花市中心醫(yī)院,四川 攀枝花 617000;3.攀枝花學(xué)院,四川 攀枝花 617000;4.攀枝花市氣象臺,四川 攀枝花 617000)

0 引言

IPCC第五次特別報告指出,如果氣候以目前的速度持續(xù)變暖,世界將面臨前所未有的挑戰(zhàn)[1]。氣候變化預(yù)計會增加不穩(wěn)定天氣條件的發(fā)生頻率[2],到2030年因氣候變化引起腹瀉、流感等疾病死亡數(shù)將明顯增加[3]。氣候環(huán)境和人類傳染病病原體之間復(fù)雜的關(guān)系可引起新疾病的出現(xiàn)或原有疾病的再度出現(xiàn)[1],如2019年新發(fā)傳染病——新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)。

氣候變化對傳染病的影響是目前國內(nèi)外研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)[4]。研究指出日平均氣溫、相對濕度、風(fēng)速等氣象要素與傳染病發(fā)病率呈一定的相關(guān)性[5-14],如手足口病發(fā)病數(shù)與日均溫度和相對濕度呈顯著正相關(guān),與氣壓呈負(fù)相關(guān)關(guān)系[14]。值得注意的是,氣溫對傳染病發(fā)病的影響存在一定的滯后效應(yīng)[15-18]。以往的研究多是對氣象條件與傳染病之間關(guān)系的定性分析,未曾提出氣象要素對傳染病是否存在康養(yǎng)效應(yīng)以及傳染病與常見病之間是否存在某種聯(lián)系,而且不同地區(qū)傳染病的敏感性氣象指標(biāo)不同,有針對性地進(jìn)行氣象因素分析,才能進(jìn)行有效預(yù)測和預(yù)警。

在全球氣候變化加劇以及新世紀(jì)重大疫情的時代背景下,人們對自身健康的重視程度越來越高,對疾病預(yù)防需求更加迫切。最早提出康養(yǎng)一詞的攀枝花市關(guān)于氣候條件對當(dāng)?shù)貍魅静】叼B(yǎng)效應(yīng)方面的研究也尚未進(jìn)行。因此本文通過攀枝花地區(qū)醫(yī)學(xué)資料與同期氣象要素分析其相關(guān)性,利用分布滯后非線性模型和廣義相加模型研究傳染病發(fā)病數(shù)與氣象要素之間的暴露-響應(yīng)關(guān)系,從“趨利避害”的角度挖掘氣象要素可抑制傳染病發(fā)病的情況,為當(dāng)?shù)毓残l(wèi)生干預(yù)、傳染病防控、康養(yǎng)產(chǎn)業(yè)全面發(fā)展提供科學(xué)依據(jù),具有重要的社會意義。

1 資料和方法

1.1 資料

疾病資料:攀枝花市疾控中心提供的2010年1月1日至2019年12月31日手足口病、流感、痢疾、其他感染性腹瀉(下文簡稱腹瀉)、結(jié)核性胸膜炎5種主要傳染病發(fā)病記錄,其中流感數(shù)據(jù)時間長度為2018年12月至2019年12月,數(shù)據(jù)共27046例。

氣象資料:攀枝花市氣象臺提供的2010年1月1日至2019年12月31日常規(guī)地面氣象觀測資料,包括氣溫、氣壓、相對濕度、風(fēng)速等氣象要素。

1.2 研究方法

Spearman相關(guān)分析是秩相關(guān)系數(shù)的一種,主要用于描述兩個連續(xù)或等級/秩變量之間的相關(guān)程度,也是衡量兩個變量的依賴性的非參數(shù)指標(biāo):

其中:σ表示相關(guān)系數(shù);n是觀測值的總數(shù)量;di表示二列成對變量的等級差數(shù)。

分布滯后非線性模型 (distributed lag non-linear models,DLNM)由Gasparrini等[19]提出,其核心思想為構(gòu)建交叉基函數(shù),用其二維空間來同時描述預(yù)測值及其發(fā)生的滯后維度的關(guān)系。同時考慮暴露因素的滯后效應(yīng)和暴露-反應(yīng)的非線性關(guān)系。

廣義相加模型(generalized additive models,GAM)是對傳統(tǒng)廣義線性模型的非參數(shù)拓展,可有效處理解釋變量與效應(yīng)變量間復(fù)雜的非線性關(guān)系,表達(dá)特定暴露事件后風(fēng)險的時間變化[20]。GAM目前已廣泛應(yīng)用于流行病學(xué)研究中,主要用于分析氣象因素對人群健康事件(如發(fā)病、住院和死亡)的急性損害效應(yīng)。

本文使用DLNM模型構(gòu)造交叉基,然后在GAM中擬合暴露-響應(yīng)關(guān)系,定量計算出氣象因素(自變量)對發(fā)病數(shù)(因變量)的影響程度——相對危險度(RR)。當(dāng)RR＞1,暴露會造成額外的發(fā)病;RR=1,暴露于疾病無聯(lián)系;RR＜1,暴露造成疾病發(fā)病的減少。這里RR只作為發(fā)病與氣象要素關(guān)系的線索,而不是因果推斷的直接證據(jù)[21]。檢驗(yàn)不同自由度下模型的優(yōu)度(AIC準(zhǔn)則),并在GAM中加入時間趨勢項(xiàng)和啞變量以去除時間序列本身的趨勢、星期和節(jié)假日的影響,調(diào)節(jié)交叉基的各項(xiàng)自由度,選定具有最小AIC值的最優(yōu)模型:

lg[E(Y)]=s(time,df)+basis.T+basis.RH+basis.V+weekend+holiday+α

式中:Y為患病人數(shù);E(Y)為人數(shù)期望值;s()是自然立方樣條函數(shù);time即時間序列變量;df為自由度;basis.T、basis.RH、basis.V分別為氣溫、相對濕度、風(fēng)速的交叉基;weekend和holiday分別指星期幾和節(jié)假日;α為殘差。

2 結(jié)果與分析

2.1 攀枝花地區(qū)主要傳染病患病人數(shù)統(tǒng)計特征

對2010-2019年攀枝花地區(qū)氣象條件與主要傳染病總患病人數(shù)及其各年齡段人數(shù)占比進(jìn)行描述性統(tǒng)計(表1、2)發(fā)現(xiàn),攀枝花地區(qū)年平均氣溫21.0℃,平均氣壓881.0 hPa,風(fēng)速平均值1.7 m/s,平均相對濕度56.5%,均處于適宜康養(yǎng)的氣候段,人體感覺舒適[22-24]。在當(dāng)?shù)馗甙l(fā)的5種傳染病中,手足口病患病人數(shù)最多,最高可達(dá)32人,其次是流感和痢疾,結(jié)核性胸膜炎日均就診人數(shù)最少。各年齡段占比(0～17歲、18～64歲、65歲及以上)顯示:除結(jié)核性胸膜炎主要高發(fā)于中青年和老年人群外,其他4類傳染病,少兒是主要敏感群體,這與其他大部分地區(qū)一致[25-26],在傳染病高發(fā)期應(yīng)提高警惕,尤其要注意防護(hù)手足口病,其老年人群占比最少,可能是由于老年人群的人口較少、就醫(yī)意愿低。

表1 2010-2019年攀枝花地區(qū)氣象要素與主要傳染病患病人數(shù)的描述性統(tǒng)計

圖1為攀枝花2010-2019年氣象要素(氣溫、濕度、風(fēng)速、氣壓以及日照時數(shù))與主要傳染病患病人數(shù)的逐月變化對照圖。由圖1可以看出,結(jié)核性胸膜炎和流感屬呼吸系統(tǒng)疾病,均呈現(xiàn)明顯的冬春季高發(fā)趨勢[27-28],尤其是1月的患病人數(shù)最多,分別為90人和25人,此時攀枝花地區(qū)平均氣溫13.0℃,氣溫較低,空氣略干燥,陽光充足,有利于空氣中細(xì)菌傳播、存活[29]以及粉塵的堆集,從而引發(fā)呼吸道疾病。其中結(jié)核性胸膜炎在秋季(9-11月)患病人數(shù)較少,此時段攀枝花地區(qū)氣溫在16.3℃ ～23.2℃,空氣較溫潤,風(fēng)速小,氣壓略增,在一定程度上可減輕結(jié)核性胸膜炎患者的呼吸負(fù)擔(dān),利于其康復(fù)[30,31]。而流感在夏季(7-8月)患者少,說明較高的氣溫、適宜的濕度、較低的氣壓以及低日照時數(shù)等氣象條件對當(dāng)?shù)亓鞲械谋┌l(fā)起一定的抑制作用。

圖1 2010-2019年攀枝花地區(qū)氣象要素與傳染病患病人數(shù)的月際分布對照圖

腹瀉和痢疾屬消化系統(tǒng)疾病,發(fā)病規(guī)律相似。5-6月攀枝花高溫日數(shù)增加,氣溫上升,易造成細(xì)菌繁殖[16],導(dǎo)致腹瀉和痢疾高發(fā)。這類疾病的患者在發(fā)病高峰期間應(yīng)注意預(yù)防,根據(jù)自身情況調(diào)節(jié)飲食。腹瀉人數(shù)在初冬(12月)時也較多,這可能與天氣轉(zhuǎn)涼,未及時添衣有關(guān);在9-10月攀枝花地區(qū)氣候舒適,腹瀉患者最少;痢疾在冬季患病人數(shù)少,說明冬季有偏低的氣溫、較高的氣壓等,不利于細(xì)菌生長繁殖,對痢疾患者有一定的氣候療養(yǎng)效應(yīng)。

手足口病的發(fā)病高峰期在夏季,尤其是6月,在2-3月患病人數(shù)最少,表明此病發(fā)病與夏季高溫有關(guān)。值得注意的是,傳染病患病數(shù)在2月有一低谷,這可能是由于春節(jié)期間,就診意愿低[32]。

2.2 氣象要素與主要傳染病患病人數(shù)的相關(guān)關(guān)系

從氣象要素與攀枝花5類傳染病的相關(guān)系數(shù)(表3)可以看出,結(jié)核性胸膜炎患病數(shù)與氣壓呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,這多是基于氣溫與氣壓之間本身的反向變化[21]。結(jié)核性胸膜炎伴有胸腔積液體征,會出現(xiàn)胸痛、呼吸困難等癥狀[30-31],當(dāng)外界氣壓變高時,因人體內(nèi)外氣壓差可以促進(jìn)人體呼吸從而減輕病癥,攀枝花地區(qū)秋季氣壓升高,且處于不會給人造成負(fù)擔(dān)的康養(yǎng)氣壓段[23],空氣濕潤舒服,非常適宜該類傳染病患者或易感人群療養(yǎng)。流感患病數(shù)與氣溫、風(fēng)速和雨量呈顯著負(fù)相關(guān),與氣壓有正相關(guān)關(guān)系,其中與最低氣溫的負(fù)相關(guān)性最強(qiáng),氣溫越低、風(fēng)速越小,越有利于流感病毒存活、堆集,使易感人群更易受到影響,導(dǎo)致病毒的傳播甚至暴發(fā)[27]。這與上述發(fā)病規(guī)律的分析結(jié)果一致,且與氣溫對呼吸系統(tǒng)疾病就診人數(shù)有顯著影響的結(jié)果相同[33],存在一定的共性[34]。

表2 2010-2019年攀枝花地區(qū)主要傳染病各年齡層患病人數(shù)占比 單位:%

表3 2010-2019年攀枝花地區(qū)主要傳染病每日患病人數(shù)與氣象要素的Spearman相關(guān)系數(shù)

腹瀉、痢疾患病人數(shù)均與平均氣溫、最高氣溫、平均氣壓、最高氣壓呈顯著正相關(guān)(α=0.01),與相對濕度呈顯著負(fù)相關(guān)。攀枝花地區(qū)夏季氣溫較高,易促進(jìn)汗液蒸發(fā),使人體受涼[15-16],患病可能性增大,這與氣溫對消化系統(tǒng)疾病的影響主要體現(xiàn)在“高溫效應(yīng)”結(jié)果相同[35]。痢疾發(fā)病與平均氣壓正相關(guān)性最顯著,同時還與最低氣壓、氣溫和平均風(fēng)速顯著正相關(guān)。較高的風(fēng)速帶走人體皮膚表層熱量,從而使痢疾發(fā)病風(fēng)險增大[15]。

手足口病患病人數(shù)與氣溫、風(fēng)速、雨量和平均相對濕度的正相關(guān)性顯著,與氣壓負(fù)相關(guān)性顯著。攀枝花地區(qū)夏季氣溫較高,濕度增加,有利于腸道病毒的滋生[18,36],使患病人數(shù)增多。

2.3 基于廣義相加模型和分布滯后非線性模型的主要?dú)庀笠貙魅静〉挠绊懷芯?/h3>

基于氣溫和氣壓的反向變化的關(guān)系[21],攀枝花5種傳染病的主要相關(guān)氣象要素為氣溫(表2),考慮到風(fēng)速能通過空氣流動影響細(xì)菌、病毒等微生物的傳播[21],本節(jié)采用GAM和DLNM方法分析氣溫、風(fēng)速與5種傳染病發(fā)病的關(guān)系。受生理特性和活動習(xí)慣影響,不同年齡人群對氣溫變化的適應(yīng)程度不同,傳染病發(fā)病風(fēng)險存在差異,且在氣溫超出一定范圍時,濕度對人體的熱感覺會產(chǎn)生顯著的放大效應(yīng)[37]。因此本節(jié)進(jìn)一步探尋溫-濕協(xié)同效應(yīng)對各傳染病不同年齡段主要患病人群的影響,為傳染病預(yù)防和康養(yǎng)提供一定的參考。

2.3.1 結(jié)核性胸膜炎

圖2為攀枝花平均氣溫與結(jié)核性胸膜炎患病數(shù)的暴露響應(yīng)關(guān)系,從圖2(a)可以看出,氣溫在22℃ ～30℃、lag1-3 d時,RR在高溫段增幅明顯,lag9-12 d高溫效應(yīng)明顯較弱。在8℃ ～20℃、lag1-10 d時,該病有弱發(fā)病風(fēng)險;在8℃以下的氣溫對結(jié)核性胸膜炎發(fā)病的累積影響置信水平低。從圖2(b)可以看出,氣溫在21℃～23℃時,RR在1附近浮動,氣溫對結(jié)核性胸膜炎發(fā)病的影響最小,即此溫度段對該病易感人群友好,可稱為最適氣溫,在最適氣溫高溫側(cè)、氣溫升高以及最適氣溫低溫側(cè)、氣溫降低,發(fā)病的危險度均增大,影響效應(yīng)有所不同[38]。結(jié)核性胸膜炎發(fā)病最長滯后期可視為12 d,受高溫滯后影響顯著。由于攀枝花地區(qū)最熱月的月均氣溫也僅27.0℃,相比其他地區(qū)的高溫天氣,攀枝花地區(qū)氣溫較為溫和,同一時期內(nèi),結(jié)合性胸膜炎易感人群的發(fā)病可能性則相對較低。

圖2 攀枝花地區(qū)平均氣溫與結(jié)核性胸膜炎患病人數(shù)的暴露響應(yīng)關(guān)系及其剖面圖

由風(fēng)速及其滯后性與結(jié)核性胸膜炎發(fā)病風(fēng)險性的關(guān)系(圖3)可知,1 m/s以下風(fēng)速在就診當(dāng)天和滯后7～12 d時發(fā)病可能性較高,在4 m/s以上風(fēng)速、滯后6～10 d也會增加結(jié)核性胸膜炎的發(fā)病,而1～4 m/s風(fēng)速在所有滯后時段對應(yīng)的相對危險度≤1,具有減小發(fā)病風(fēng)險的作用[39]。近10年來,攀枝花地區(qū)風(fēng)速在1～4 m/s的天氣占比可達(dá)75.1%,年均各月風(fēng)速均在其內(nèi),在該風(fēng)速范圍內(nèi),有利于抑制該病發(fā)病。

圖3 攀枝花地區(qū)平均風(fēng)速及其滯后效應(yīng)對結(jié)核性胸膜炎患病人數(shù)的影響

在調(diào)整時間長期趨勢、節(jié)假日和星期幾效應(yīng)后,發(fā)現(xiàn)溫濕效應(yīng)對中青年和老年人發(fā)病影響存在著較大的差異(圖4):中青年發(fā)病主要響應(yīng)高溫高濕、高溫低濕、低溫低濕,尤其在低溫低濕下的發(fā)病風(fēng)險更高;而老年人主要在低溫高濕、高溫低濕天氣下發(fā)病風(fēng)險較高。

圖4 年齡分層的結(jié)核性胸膜炎患病人數(shù)對溫-濕協(xié)同效應(yīng)的響應(yīng)曲面

2.3.2 流感

氣溫對流感發(fā)病的影響如圖5所示。流感對氣溫的響應(yīng)呈倒“V”型。14℃以下、lag1-10d時,流感發(fā)病風(fēng)險較高,即低溫是流感患者多的主要原因,這與上兩節(jié)結(jié)果對應(yīng)。而攀枝花地區(qū)2018-2019年來最低日平均氣溫僅為9.8℃,非常適宜國內(nèi)其他寒冷地區(qū)的流感易感或患感人群前來攀枝花利用相對溫和的氣溫進(jìn)行療養(yǎng)。“舒適閾值”[39]內(nèi)(21℃ ～28℃),RR約為1,流感發(fā)病風(fēng)險低,在該最適氣溫段內(nèi),有利于抑制流感發(fā)病。而在高溫天氣下,就診當(dāng)天該病有弱的發(fā)病風(fēng)險,但置信水平低,未通過顯著性檢驗(yàn)。可認(rèn)為,攀枝花地區(qū)流感發(fā)病具有低溫滯后性(1～10 d),發(fā)病最長滯后期10 d。流感在冬季易發(fā),但攀枝花地區(qū)冬季的日均日照時數(shù)比全國其他地區(qū)多出0.7～5.8 h,“暖冬”特點(diǎn)在全國范圍內(nèi)僅次于海南、臺灣省和西雙版納州[40],非常適宜全國大部分地區(qū)在冬季最冷的時間來攀枝花規(guī)避流感發(fā)病的風(fēng)險。

圖5 攀枝花地區(qū)平均氣溫與流感患病人數(shù)的暴露響應(yīng)關(guān)系及其剖面圖

考慮到氣溫影響下流感發(fā)病的最長滯后期以及滯后期長模型易過擬合,在滯后10 d后的高濕天氣條件下的高流感發(fā)病風(fēng)險不作主要分析(圖6)。風(fēng)速在2.7 m/s以上,lag0.5-3 d時對流感發(fā)病的影響是最高的,隨時間后延1 d,風(fēng)速對流感發(fā)病的影響逐漸降低至消失。同樣,在風(fēng)速小于2.7 m/s時,其對流感發(fā)病無影響,即為可抑制該病發(fā)病的風(fēng)速條件。

圖6 攀枝花地區(qū)平均風(fēng)速及其滯后效應(yīng)對流感患病人數(shù)的影響

不同年齡分層的流感主要患病人群(少兒和中青年)均在低溫低濕天氣易患流感(圖7),且少兒的發(fā)病風(fēng)險最高。

圖7 年齡分層的流感患病人數(shù)對溫-濕協(xié)同效應(yīng)的響應(yīng)曲面

2.3.3 腹瀉

腹瀉患病人數(shù)與氣溫的暴露-響應(yīng)關(guān)系如圖8所示,可以看出,該病發(fā)病響應(yīng)25℃以上的高溫,溫度越高,越易發(fā)病,在lag1-4 d高溫側(cè)(30℃以上)腹瀉發(fā)病可能性高,且通過了95%的置信水平檢驗(yàn);而低溫(10℃以下)、lag2-3 d時,腹瀉發(fā)病風(fēng)險相對較低,lag4d以后所有氣溫段的效應(yīng)不顯著。在人體感覺較為舒適的氣溫段(15℃ ～25℃)時,RR在1附近浮動,腹瀉易感人群發(fā)病可能性低。因此可認(rèn)為氣溫對腹瀉作用的最長滯后期為4 d,高溫危害性大。而攀枝花地區(qū)最熱月在5月,月均氣溫僅27.0℃,在全國大部分地區(qū)處于炎熱的“三伏天”時,攀枝花地區(qū)則溫暖舒適,該病脆弱人群可借助其“夏無酷暑”的獨(dú)特氣溫條件進(jìn)行療養(yǎng)。

圖8 攀枝花地區(qū)氣溫效應(yīng)對腹瀉患病人數(shù)影響及其剖面圖

不同水平風(fēng)速其效應(yīng)在之后維度上的變化差異較大,風(fēng)速偏高或偏低均能顯著增大發(fā)病風(fēng)險[21]。就診當(dāng)天高風(fēng)速側(cè)(4 m/s以上)立刻體現(xiàn)出高的發(fā)病風(fēng)險,隨著時間后延到2 d后開始衰減,在 lag4-12 d,3 m/s以上的風(fēng)速開始影響腹瀉患者發(fā)病,但發(fā)病風(fēng)險弱于 lag0-2 d的高風(fēng)險;在1 m/s以下的低風(fēng)速側(cè),lag1 d以后有腹瀉發(fā)病風(fēng)險,且滯后時間較長,但由于攀枝花地區(qū)3 m/s以上風(fēng)速出現(xiàn)頻次低,僅為3.8%,因此更需要防護(hù)低風(fēng)速的不良影響。而1～3 m/s的風(fēng)速對腹瀉發(fā)病影響不大,且在10年內(nèi)占比很大,因此攀枝花地區(qū)其得天獨(dú)厚的風(fēng)速條件對腹瀉患者有利。

圖9 攀枝花地區(qū)平均風(fēng)速及其滯后效應(yīng)對腹瀉患病人數(shù)的影響

另外,腹瀉主要患感人群(少兒和中青年腹瀉患者)對溫濕協(xié)同作用的響應(yīng)也不同(圖10)。少兒在低溫高濕和高溫低濕情況下腹瀉發(fā)病可能性相對較大,而中青年主要在高溫高濕天氣發(fā)病風(fēng)險偏高。

圖10 年齡分層的腹瀉患病人數(shù)對溫-濕協(xié)同效應(yīng)的響應(yīng)曲面

2.3.4 痢疾

圖11為氣溫與痢疾患病人數(shù)的暴露響應(yīng)關(guān)系,可以看出,痢疾在23℃以上就診當(dāng)天有即時發(fā)病的風(fēng)險,且風(fēng)險較高,隨時間后延,lag1-20 d發(fā)病風(fēng)險有所減弱,但發(fā)病人數(shù)仍較多,說明此溫度最能增加發(fā)病危險性,效應(yīng)顯著且影響持久。低溫段(10℃以下)在滯后4-20 d有弱發(fā)病風(fēng),但置信水平低。低溫對痢疾的影響明顯低于高溫效應(yīng),lag20 d后的弱發(fā)病風(fēng)險,考慮到滯后日數(shù)較長或模型存在過擬合等因素后[37],暫不作分析。在最適氣溫范圍內(nèi) (20℃ ～23℃),氣溫對痢疾發(fā)病的影響低。痢疾發(fā)病最長滯后期可視為20 d,高溫即時效應(yīng)(23℃以上)最強(qiáng),置信水平高。同理,攀枝花地區(qū)也適合全國大部分地區(qū)痢疾易感人群在炎熱的夏季前來規(guī)避風(fēng)險。

圖11 攀枝花地區(qū)平均氣溫與痢疾患病人數(shù)的暴露響應(yīng)關(guān)系及其等值線圖

由平均風(fēng)速及其滯后性與痢疾發(fā)病的關(guān)系(圖12)可知,在小于1.3 m/s的風(fēng)速就診當(dāng)天即出現(xiàn)危險性,隨時間后延,RR＜1,但在lag10-20 d,低風(fēng)速效應(yīng)再次出現(xiàn),痢疾發(fā)病人數(shù)隨之增加。在20 d后的風(fēng)速效應(yīng)置信水平低,不作主要分析。另外,在1.6～2 m/s風(fēng)速、lag5-10 d的時段具有一定的危險性。值得注意的是,1.3～1.6 m/s和2～3 m/s風(fēng)速的RR在整個滯后時段始終在1附近,置信度較高,說明適度的風(fēng)速對痢疾發(fā)病并無影響[35],適宜該病康養(yǎng)。在較大的風(fēng)速(＞4 m/s)對痢疾的影響很低,但攀枝花地區(qū)出現(xiàn)頻次極低,結(jié)論僅供參考。

圖12 攀枝花地區(qū)平均風(fēng)速及其滯后效應(yīng)對痢疾患病人數(shù)的影響

從主要患感人群對溫濕效應(yīng)的響應(yīng)可以看出(圖13),少兒在高溫中濕(40-60%)、高溫高濕時痢疾發(fā)病風(fēng)險高,而中青年在高濕側(cè)的整個溫度段內(nèi)痢疾發(fā)病風(fēng)險很高,尤其是高溫高濕天氣條件下發(fā)病風(fēng)險更高。

圖13 年齡分層的痢疾患病人數(shù)對溫-濕協(xié)同效應(yīng)的響應(yīng)曲面

2.3.5 手足口病

平均氣溫與手足口病患病數(shù)的影響如圖14所示,在15℃～23℃最適氣溫段內(nèi),氣溫對手足口病的發(fā)病影響低。23℃以上,RR隨日平均氣溫升高而增大,手足口病發(fā)病具有即時性且在高溫段增幅明顯,在lag4-8 d時,患病人數(shù)也有所增加。而lag13后高溫效應(yīng)的出現(xiàn)因考慮到較長的滯后期,不作分析。低溫效應(yīng)未通過顯著性檢驗(yàn)。手足口病發(fā)病最長滯后期為8 d,易受高溫影響,符合病種發(fā)病規(guī)律。

圖14 攀枝花地區(qū)平均氣溫與手足口病患病人數(shù)的暴露響應(yīng)關(guān)系及其剖面圖

風(fēng)速對手足口病發(fā)病的影響見圖15,在0.5～3 m/s風(fēng)速危險度較小,在整個滯后期RR=1,說明適度或較低的風(fēng)速對手足口病發(fā)病無影響。鑒于攀枝花地區(qū)0.5 m/s以下和3 m/s以上風(fēng)速出現(xiàn)頻次極低以及較長滯后期內(nèi)混雜因素的影響,極端風(fēng)速對手足口病發(fā)病的影響幾乎可以忽略不計,則攀枝花地區(qū)的風(fēng)速條件整體上是適合手足口病易感或患感人群康養(yǎng)的。由圖16可知,主要易感人群(少兒)手足口病發(fā)病響應(yīng)高溫高濕天氣,在此天氣下,需提高警惕。

圖15 攀枝花地區(qū)平均風(fēng)速及其滯后效應(yīng)對手足口病患病人數(shù)的影響

圖16 少兒手足口病患病人數(shù)對溫-濕協(xié)同效應(yīng)的響應(yīng)曲面

2.3.6 滯后效應(yīng)與協(xié)同作用小結(jié)

根據(jù)2010-2019年攀枝花地區(qū)氣溫、風(fēng)速及溫-濕協(xié)同作用對當(dāng)?shù)?種傳染病的影響(表4)。結(jié)果發(fā)現(xiàn):結(jié)核性胸膜炎和流感(呼吸系統(tǒng)疾病類)在21℃ ～23℃時發(fā)病風(fēng)險低,兩者氣溫最長滯后期相近,這與常見病發(fā)病特征有共性[21,27];1～2.7 m/s是最不利于該類傳染病發(fā)病的風(fēng)速條件;中青年在低溫低濕條件下易患感此類傳染病。呼吸系統(tǒng)疾病類傳染病發(fā)病響應(yīng)低溫,攀枝花“冬暖”突出,適宜人們在冬季來攀枝花規(guī)避健康風(fēng)險。腹瀉發(fā)病的最長滯后期相對痢疾短。在20℃～23℃時不易感腹瀉和痢疾(消化系統(tǒng)疾病類),但當(dāng)氣溫高于25℃時,其危險度隨氣溫升高而增加[35];在1.3～1.6 m/s或2～3 m/s的風(fēng)速對該類傳染病發(fā)病無影響;少兒和中青年均在高溫高濕結(jié)合時患這兩種傳染病的可能性高,這與其高發(fā)期在夏季的結(jié)果一致。少兒手足口病發(fā)病主要具有即時效應(yīng)且響應(yīng)高溫高濕的天氣條件。消化系統(tǒng)類傳染病和手足口病發(fā)病響應(yīng)高溫,而攀枝花地區(qū)“夏無酷暑”,適宜人們在夏季來攀枝花規(guī)避高溫帶來的傳染病發(fā)病風(fēng)險。

表4 氣溫、風(fēng)速及溫-濕協(xié)同作用對攀枝花地區(qū)主要傳染病的影響

受濕度、風(fēng)速等多種因素的影響,體感最舒適的溫度在四季略有差別(夏季:21℃ ～26℃,冬季:18℃～23℃)[23],溫度為21℃ ～23℃、風(fēng)速在1.3～1.6 m/s及2～2.7 m/s時,是5類傳染病發(fā)病風(fēng)險低的溫度、風(fēng)速閾值,也恰是體感最舒適的范圍,人們可在該溫、濕度環(huán)境下康養(yǎng)。

3 結(jié)論與討論

2010-2019年攀枝花地區(qū)5種主要傳染病中,結(jié)核性胸膜炎主要高發(fā)于中青年和老年人,少兒是腹瀉、流感、痢疾和手足口病的主要敏感人群,其次是中青年。結(jié)核性胸膜炎、流感(呼吸系統(tǒng)疾病類)在冬春季患病人數(shù)多,而痢疾、腹瀉(消化系統(tǒng)疾病類)以及手足口病均是夏季高發(fā),且腹瀉在初冬時也易發(fā)病。

氣象要素與傳染病發(fā)病相關(guān)性顯著。其中結(jié)核性胸膜炎患病人數(shù)與氣壓顯著負(fù)相關(guān),流感患病人數(shù)與氣壓呈正相關(guān)關(guān)系,與氣溫、風(fēng)速和雨量顯著負(fù)相關(guān),且與最低氣溫的負(fù)相關(guān)程度最強(qiáng);腹瀉、痢疾患病人數(shù)均與平均氣溫、最高氣溫、平均氣壓、最高氣壓顯著正相關(guān),與相對濕度呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,其中痢疾與風(fēng)速也顯著正相關(guān);手足口病患病人數(shù)與氣溫、風(fēng)速、雨量和相對濕度呈正相關(guān)關(guān)系,與氣壓負(fù)相關(guān)性顯著。

綜合氣溫、風(fēng)速與攀枝花5種傳染病的暴露-響應(yīng)關(guān)系以及溫濕協(xié)同作用對不同年齡段主要患感人群的影響發(fā)現(xiàn):

(1)結(jié)核性胸膜炎和流感在氣溫為21℃ ～23℃時不易發(fā)病,兩種疾病的最長滯后期分別為12 d和10 d,結(jié)核性胸膜炎主要在高溫滯后1～3天時發(fā)病風(fēng)險高,而流感主要在低于閾值氣溫、滯后1～10 d時,相對危險度大,發(fā)病風(fēng)險高。1～2.7 m/s是最不利于兩者發(fā)病的風(fēng)速條件。中青年、少兒群體發(fā)病均響應(yīng)低溫低濕效應(yīng)。

(2)腹瀉和痢疾在氣溫20℃ ～25℃、風(fēng)速在1.3～1.6 m/s或2～3 m/s時不易發(fā)病。腹瀉最長滯后期4 d,在高溫滯后1～4 d或低溫滯后1～3 d的天氣下發(fā)病風(fēng)險高,而痢疾發(fā)病主要具有高溫即時效應(yīng),在滯后1～20 d的高發(fā)病風(fēng)險同樣需要高度重視。主要患感人群(少兒和中青年)在高溫高濕時發(fā)病風(fēng)險高。

(3)手足口病滯后期最長可達(dá)8天,少兒發(fā)病響應(yīng)高溫高濕的天氣條件,在風(fēng)速為0.5～3 m/s時不易發(fā)病。

病原體能否存活和病原體的致病力是致病的關(guān)鍵[41-44],氣溫、風(fēng)速等氣象要素可以通過作用于病原體或易感人群來影響傳染病發(fā)病[45-46]。在最舒適氣溫、風(fēng)速段內(nèi)(21℃ ～23℃、1.3～1.6 m/s及 2～2.7 m/s),5種傳染病發(fā)病風(fēng)險均最低,說明該時段最有利于人們進(jìn)行氣候康養(yǎng)和疾病療養(yǎng)。而5種傳染病易感人群可在在傳染病高發(fā)期間利用攀枝花地區(qū)獨(dú)特的氣候條件進(jìn)行康養(yǎng),降低傳染病發(fā)病可能。此外,當(dāng)平均氣溫偏離舒適閾值時,由于其冷效應(yīng)或熱效應(yīng)[31],傳染病發(fā)病風(fēng)險會顯著增加,這對呼吸、消化系統(tǒng)疾病同樣造成類似的影響[35,47],正面說明了呼吸、消化系統(tǒng)疾病中傳染病與常見慢性病發(fā)病機(jī)制具有共性。由于不同年齡段的患感人群對傳染病發(fā)病的響應(yīng)存在明顯差異,在疾病高發(fā)期和易感人群所敏感的天氣出現(xiàn)時,有關(guān)部門應(yīng)及時告知公眾做好應(yīng)對措施,并有針對性地實(shí)施布控降低傳染病發(fā)病可能。

致謝:感謝2020年度第一批攀枝花市市級科技計劃項(xiàng)目(2020ZX-6-2);2020年度第三批攀枝花市市級科技計劃項(xiàng)目(2020CY-S-5)對本文的資助