中國大陸手足口病流行特征及空間聚集性分析

梁小潔,張智芳,王曉歡

手足口病(Hand-foot-and-mouth disease, HFMD)是由柯薩奇病毒A組16型(Cox A16)、腸道病毒71型(EV71)等腸道病毒引起的急性傳染病,以發(fā)熱和皰疹(手、足、口腔等部位)為主要臨床癥狀,可引起肺水腫、心肌炎、無菌性腦膜炎等并發(fā)癥。該病傳染性強,傳播速度快,隱性感染比例大,易引起暴發(fā)流行。20世紀90年代以來,手足口病在澳大利亞、新加坡等亞太地區(qū)大規(guī)模流行[1],1981年我國上海市首次發(fā)現(xiàn)手足口病病例[2],2008年以來河北、安徽等地區(qū)暴發(fā)手足口病疫情,并出現(xiàn)重癥和死亡病例[3-5]。2008年5月手足口病被列入我國丙類傳染病報告管理[6],此后每年報告的病例數(shù)在百萬例以上,成為我國重要的公共衛(wèi)生問題,引起社會各界廣泛關(guān)注。

本研究采用分段線性回歸分析、季節(jié)分解法和空間自相關(guān)分析等方法對2008-2018年全國31個省(市、自治區(qū))手足口病數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,以期了解中國大陸手足口病流行特征及時空聚類特征,為我國手足口病的預(yù)測和預(yù)警系統(tǒng)提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 資料來源 手足口病資料來源公共衛(wèi)生科學數(shù)據(jù)中心(http://www.phsciencedata.cn/),人口資料來源國家統(tǒng)計局(http://www.stats.gov.cn/)發(fā)布的各年末全國及31省(市、自治區(qū))人口。由于數(shù)據(jù)獲取限制,本次研究不包括香港、臺灣和澳門。

1.2 方法 采用描述性流行病學方法描述中國大陸HFMD疫情概況、時間分布、地區(qū)分布、年齡分布及空間聚集性。采用分段線性回歸分析2008-2018年中國大陸及各省(市、自治區(qū))、各年齡組HFMD時間變化趨勢,采用季節(jié)分解法分析中國大陸及各省(市、自治區(qū))HFMD季節(jié)分布,利用分級地圖、全局和局部自相關(guān)分析HFMD空間變化趨勢。

1.2.1 分段線性擬合 以2008-2018年HFMD 31個省(市、自治區(qū))年度報告發(fā)病率、各個年齡段年度報告發(fā)病率數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),應(yīng)用Joinpoint Regression Program 4.9.1.0軟件進行時間趨勢分析,利用年均百分比變化(average annual percent change, AAPC)、年度百分比變化(annual percent changes, APC)分別評價整體、局部趨勢性變化。P<0.05提示存在趨勢性;APC/AAPC>0為上升趨勢,APC /AAPC<0為下降趨勢。若趨勢變化連接點數(shù)(拐點)為0,則APC = AAPC,曲線呈單調(diào)遞增或遞減趨勢。

1.2.2 季節(jié)分解法 季節(jié)分解法分為加法模型和乘法模型2種類型,這2種模型將時間序列拆分為趨勢項(trend)、季節(jié)項(seasonal)和殘差項(residual erro)。將HFMD每月報告發(fā)病率作為疾病時間序列的一種,根據(jù)HFMD時間數(shù)列圖隨時間推移呈等寬推進,選擇加法模型進行季節(jié)分解,公式為:Y|i|=T|i|+S|i|+e|i|。由于2008年部分省份報告月發(fā)病率低于0.000 0(1/10萬),故2008年不參與統(tǒng)計,將2009-2018年分為2個時間段(2009-2013年和2014-2018年),評價季節(jié)分布及變化趨勢。以每月報告發(fā)病率為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)導入SPSS 26.0軟件,計算季節(jié)指數(shù),季節(jié)指數(shù)>0提示當前季節(jié)值超過平均水平;季節(jié)指數(shù)<0提示季節(jié)值低于平均水平,非流行高峰。

1.2.3 全局空間自相關(guān)分析和局部空間自相關(guān)分析 將2008-2018年HFMD 31個省(市、自治區(qū))年度報告發(fā)病率數(shù)據(jù)導入Geoda1.18進行空間統(tǒng)計分析,以全國基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)為地圖,建立Queen權(quán)重矩陣文件,進行全局自相關(guān)分析和局部空間自相關(guān)分析。全局空間自相關(guān)分析使用全局Moran’s Ⅰ指數(shù)反應(yīng)空間要素屬性值聚集程度;局部空間自相關(guān)分析采用LI-SA集聚圖識別四類聚集區(qū)域(高-高聚集、高-低聚集、低-高聚集和高-低聚集)反應(yīng)空間單元與相鄰單元疫情的相關(guān)程度。

1.2.4 統(tǒng)計分析 采用Excel 2013建立數(shù)據(jù)庫,采用ArcMap10.8進行地理繪圖,應(yīng)用SPSS 26.0進行統(tǒng)計學分析,檢驗水準α=0.05。

2 結(jié) 果

2.1 概況 2008-2018年中國大陸HFMD累計報告20 537 199例,死亡3 667例,年均報告發(fā)病率137.13/10萬,死亡率0.02/10萬,病死率17.86/10萬。

2.2 時間分布 2008-2018年中國大陸HFMD報告發(fā)病率平均每年上升4.44%(AAPC=4.44%,P>0.05)。江蘇、浙江、重慶、四川、云南、西藏6個省(市、自治區(qū))HFMD報告發(fā)病率整體呈上升趨勢(P<0.05),河北、內(nèi)蒙古、黑龍江3個省(市、自治區(qū))整體呈下降趨勢(P<0.05),2008-2018年海南、寧夏、甘肅3個省(市、自治區(qū))整體疫情比較平穩(wěn)(P>0.05),見表1。2008-2018年4個省(市、自治區(qū))報告發(fā)病率存在時間趨勢變化連接點,其中天津在2010年出現(xiàn)拐點,分為2008-2010年(APC=87.55%,P>0.05)和2010-2018年(APC=-11.71%,P<0.05);廣東在2014年出現(xiàn)拐點,分為2008-2014年(APC=17.72%,P>0.05)和2014-2018年(APC=-7.07%,P>0.05);廣西在2014年出現(xiàn)拐點,分為2008—2014年(APC=23.43%,P>0.05)和2014-2018年(APC=-10.08%,P>0.05);貴州在2012年出現(xiàn)拐點,分為2008-2012年(APC=53.28%,P>0.05)和2012-2018年(APC=-7.88%,P>0.05)。

2.3 季節(jié)分布 整體上,2009-2018年中國大陸HFMD發(fā)病存在明顯季節(jié)性。2009-2013年呈單峰分布,高發(fā)季節(jié)在夏季(5-7月),6月達到發(fā)病高峰;2014-2018年演變?yōu)殡p峰分布,在夏季高峰同時在秋季(9-11月)又出現(xiàn)一個流行小高峰。具體來看,31個省(市、自治區(qū))HFMD疫情均存在明顯季節(jié)性。北京、天津、河北、山西、山東、河南、湖南、新疆、貴州、云南、遼寧、吉林、黑龍江呈夏季高峰分布,其中東北三省高峰季較其他地區(qū)往后推遲一個月(6-8月)。海南、西藏、重慶、四川、江蘇、湖北、廣東、寧夏、內(nèi)蒙古呈雙峰分布,不同地區(qū)雙峰分布不盡相同,有寧夏夏季高峰大于秋季(“一大一小”)、海南(2009-2018年)秋季高峰大于夏季高峰(“一小一大”)和重慶夏季高峰與秋季高峰相當這3種模式。2009-2018年部分地區(qū)季節(jié)性發(fā)生了變化。廣西、福建、江西、浙江、陜西、甘肅、上海、安徽、青海從單峰分布轉(zhuǎn)變?yōu)殡p峰分布;北京、天津、河北、山東夏季高峰分布不變,但高峰月從6月演變成7月;海南、西藏、重慶、四川始終呈雙峰分布,但海南、西藏從“一小一大”流行高峰轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙淮笠恍　绷餍懈叻?重慶、四川則從“一大一小” 流行高峰轉(zhuǎn)變?yōu)殡p峰相當模式。詳見圖1。

2.4 地區(qū)分布 2008-2018年全國31個省(市、自治區(qū))均有HFMD病例報告。報告發(fā)病數(shù)前3位的省(市、自治區(qū))依次為廣東(3 207 524例)、廣西(2 080 539例)、湖南(1 425 207例),年均報告發(fā)病率超過全國平均水平的省(市、自治區(qū))共11個,年均報告發(fā)病率居前3的省(市、自治區(qū))依次是海南(406.09/10萬)、廣西(396.09/10萬)、廣東(273.46/10萬)。見表1。

2.5 年齡分布 2008-2018年中國大陸HFMD各年齡組均有病例報告,報告發(fā)病數(shù)前3位的年齡組依次為1～年齡組(6 217 719例)、2～年齡組(4 647 916例)、3～年齡組(3 572 969例);報告發(fā)病率前3位的年齡組與發(fā)病數(shù)一致。見表2。

表2 2008-2018年中國大陸年齡別HFMD發(fā)病概況Tab.2 Age-specific incidence of hand, foot and mouth disease in mainland China from 2008 to 2018

2008-2018年0～年齡組等15個年齡組HFMD報告發(fā)病率呈上升趨勢(P<0.05),見表2。其中0～年齡組2008-2012年報告發(fā)病率呈上升趨勢(APC=48.03%,P<0.05);70～、75～、80～年齡組2008-2014年報告發(fā)病率呈上升趨勢(APC70:2008—2014=30.06%,APC75:2008—2014=32.13%,APC80:2008—2014=48.88%,均P<0.05),80～年齡組2014-2018年報告發(fā)病率呈下降趨勢(APC=-30.01%,P<0.05);85～年齡組HFMD報告發(fā)病率在2011年有1個拐點,分為2個時間段(2008-2011年和2011-2018年),且2個時間報告發(fā)病率變化均有統(tǒng)計學意義(APC2008—2011=71.15%,APC2011—2018=-19.74%,P<0.05)。

從圖2可知,HFMD高發(fā)人群為5歲以下兒童,該人群發(fā)病在2008-2018年可分為2個階段,2008-2012年HFMD疫情呈逐年上升趨勢,而在2012-2018年有明顯周期性,呈現(xiàn)偶數(shù)年高發(fā)和奇數(shù)年低發(fā)的流行特點。

圖2 2008-2018年中國大陸HFMD年齡別報告發(fā)病率變化熱力圖Fig.2 Heat map of age-specific incidence of hand, foot and mouth disease in mainland China during the period from 2008 to 2018

2.6 空間特征分析

2.6.1 全局空間自相關(guān)分析 以31個省(市、自治區(qū))HFMD年報告發(fā)病率為單位進行全局空間自相關(guān)分析,2008-2018 年中國大陸HFMD報告發(fā)病率的全局Moran’sI指數(shù)均為正值(0.34～0.66),具有統(tǒng)計學意義(z>2.56,P<0.05),詳見表3,表明HFMD在中國大陸呈現(xiàn)空間正相關(guān)關(guān)系,具有顯著的空間聚集性,相鄰省(市、自治區(qū))之間有相似的HFMD發(fā)病風險。由表3可知,2008-2009年HFMD的Moran’sI指數(shù)大幅上升,隨后一年指數(shù)從0.61下降至0.46,自2011年起全局Moran’sI指數(shù)整體呈波動上升趨勢,2017年達到最高0.66。與2008 年全局Moran’sI指數(shù)0.34相比,2008-2018 年全局Moran’sI指數(shù)出現(xiàn)大幅度上升,表示HFMD在中國大陸的空間聚集性由相對較弱轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬^強。

表3 2008-2018 年中國大陸HFMD全局莫蘭指數(shù)Tab.3 Global Moran’s I index of hand, foot and mouth disease incidence in mainland China from 2008 to 2018

2.6.2 局部空間自相關(guān)分析 以31個省(市、自治區(qū))HFMD年報告發(fā)病率為單位進行局部空間自相關(guān)分析,見圖3。2008-2018 年中國大陸HFMD報告發(fā)病率的高聚集區(qū)和低聚集區(qū)表現(xiàn)出較明顯的空間演變特征,低-低聚集區(qū)由西部地區(qū)轉(zhuǎn)移至北部地區(qū),高-高聚集區(qū)在東部地區(qū)擴散并向中部地區(qū)輻射,最后轉(zhuǎn)移至南部地區(qū)。具體來看,2008年HFMD高-高聚集區(qū)僅天津市,低-低聚集區(qū)主要出現(xiàn)在西藏、新疆、青海3省(市、自治區(qū));2009年HFMD高-高聚集區(qū)在東北部地區(qū)呈現(xiàn)明顯的聚集狀態(tài),涉及7個省份,低-低聚集區(qū)覆蓋范圍向西南方向擴張,新增四川、云南和貴州3個省。2010-2013年HFMD高-高聚集區(qū)發(fā)生明顯的空間變化,山東、北京、河北、天津、山西、江蘇和遼寧由高-高聚集區(qū)轉(zhuǎn)變成隨機分布區(qū),廣東、廣西、海南由隨機分布區(qū)轉(zhuǎn)變成高-高聚集區(qū);低-低聚集區(qū)覆蓋區(qū)域整體較為穩(wěn)定,在東北地區(qū)有所波動;陜西由高-低聚集區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)殡S機分布區(qū)。2014年新增湖南為高-高聚集區(qū);陜西則由隨機分布區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)楦?低聚集區(qū);貴州、江西為新出現(xiàn)的低-高聚集區(qū)。2015-2018年HFMD高-高聚集區(qū)范圍明顯擴大,上海、福建由隨機分布區(qū)轉(zhuǎn)變成高-高聚集區(qū);低-低聚集區(qū)區(qū)域范圍明顯減小,新疆、青海、甘肅退出低-低聚集區(qū)。

審圖號:GS(2022)1873圖3 2008-2018年中國大陸HFMD報告發(fā)病率LISA集聚圖Fig.3 Global and local spatial autocorrelation analyses identify spatial clusters of hand, foot and mouth disease incidence in mainland China during the period from 2008 to 2018

3 討 論

健康中國戰(zhàn)略是中國新時期的重大戰(zhàn)略之一,HFMD作為日益嚴重的全球公共衛(wèi)生問題[7],在我國法定傳染病中發(fā)病率常年位居首位[8],造成巨大的疾病、社會和經(jīng)濟負擔[9-11]。本研究基于中國大陸HFMD流行病學數(shù)據(jù),描述2008—2018年HFMD發(fā)病的時間、季節(jié)、區(qū)域、年齡差異和空間聚類特征,旨在為中國HFMD精準防控提供參考。

2008—2018年中國大陸HFMD年平均報告發(fā)病率為137.13/10萬,低于2011—2018年[12-13]。2008—2018年中國大陸HFMD報告發(fā)病率平均每年上升4.44%,其中江蘇、浙江、重慶、四川、西藏、云南省(市、自治區(qū))HFMD報告發(fā)病率整體呈上升趨勢,河北、內(nèi)蒙古、黑龍江省(市、自治區(qū))整體呈下降趨勢,海南、寧夏、甘肅省(市、自治區(qū))等整體疫情比較平穩(wěn)。天津、廣東、廣西、貴州省(市、自治區(qū))報告發(fā)病率呈先升高后下降趨勢。盡管西北、西南地區(qū)總體處于較低發(fā)病水平,但部分省(市、自治區(qū))(四川、西藏等)報告發(fā)病率升高;其次高發(fā)地區(qū)也有部分省(市、自治區(qū))(廣東、廣西等)報告發(fā)病率呈下降趨勢。隨著時間的推移,HFMD發(fā)病范圍有從南向北,從東向西擴散趨勢。

2009—2018年中國大陸HFMD發(fā)病存在明顯季節(jié)性,從夏季(5-7月)單峰分布,演變?yōu)殡p峰(5—7月,9-11月)分布,這與任敏睿等[14]研究HFMD重癥病例春夏季(4—7月)為發(fā)病高峰,秋冬季小高峰不明顯有所不同。不同地區(qū)季節(jié)性存在明顯差異,湖南、遼寧、黑龍江、北京、天津等大部分地區(qū)呈現(xiàn)夏季高峰分布,而江蘇、內(nèi)蒙古、廣東、湖北等地呈現(xiàn)一大一小2個流行高峰,夏季高峰高于秋冬季高峰,與既往研究[15-19]結(jié)果一致。腸道病毒喜潮濕的環(huán)境、降雨量多的潮濕季節(jié),由于中國季風性氣候顯著,而春末夏初濕熱天氣恰恰促進病毒的繁殖和擴散,因此夏季容易形成高峰[20];秋末冬初出現(xiàn)一個次高峰則與學校假期時間有關(guān),7—8 月正值暑期學生互相分散能夠降低發(fā)病率,而9月為開學季,暑假結(jié)束進入秋冬季節(jié),學校人群接觸機會的增加導致發(fā)病風險增加,尤其兒童對溫度變化的適應(yīng)性較差[21]。隨著時間的推移,部分地區(qū)季節(jié)性發(fā)生改變,2009—2018年海南、西藏從一小一大流行高峰轉(zhuǎn)變?yōu)橐淮笠恍×餍懈叻?四川、重慶季節(jié)特征則從一大一小流行高峰變化為雙峰相當模式。HFMD的季節(jié)特征和趨勢與當年的氣候條件有關(guān)[22-25],其次在同一地區(qū)具有緯度依賴性[26]。

2008—2018年中國大陸HFMD發(fā)病人群主要集中在5歲以下兒童,發(fā)病數(shù)占全人群89.42%,與多數(shù)研究[18,27]結(jié)果一致,重癥病例則主要集中在≤3歲兒童[14]。該年齡段兒童免疫系統(tǒng)尚未完全發(fā)育,免疫力低有關(guān),而一般成人可通過隱性感染獲得免疫力;其次HFMD腸道病毒傳染性強、傳播速度快、隱形感染比例大,極易在托幼機構(gòu)和社區(qū)中傳播,引起暴發(fā)或聚集性疫情。2012—2018年0～6歲兒童HFMD報告發(fā)病率呈隔年高發(fā)的流行特征,與2008—2018年HFMD重癥病例偶數(shù)年高于奇數(shù)年的相關(guān)報道[14]結(jié)果相符,這與引起HFMD EV71、CoxA16等腸道病毒流行周期和流行強度相關(guān)[28-29]。

2008—2018年中國大陸HFMD報告發(fā)病率空間聚集性顯著,且呈現(xiàn)明顯的空間演變特征。2008—2018年HFMD高-高聚集區(qū)在東部地區(qū)擴散并向中部地區(qū)輻射,最后轉(zhuǎn)移至南部地區(qū),呈現(xiàn)持續(xù)熱點(海南、廣東和廣西)、間隔熱點(湖南)和新增熱點(上海)3種模式。低-低聚集區(qū)由西部地區(qū)向西南、東北方向擴張,隨后范圍逐年縮小,2018年聚集在東北地區(qū)(黑龍江、吉林、遼寧)和華北地區(qū)(河北、內(nèi)蒙古)。這與2008—2018年HFMD重癥病例以西南部、中部、東部地區(qū)較多,西南部省份有增多趨勢的結(jié)果[14]有所不同。我國地域遼闊,環(huán)境多樣,HFMD發(fā)病不僅僅只受緯度因素影響,與氣象因素、人口密度、經(jīng)濟發(fā)展水平和人口間交叉感染等密切相關(guān)[30-34]。2008—2018年海南、廣西、廣東為高發(fā)病率聚集區(qū),可能與地區(qū)處于亞熱帶/熱帶地區(qū),氣候特點以高熱、高濕度為主,適合腸道病毒生存有關(guān),其次這3個地區(qū)均為沿海省份,而HFMD在沿海城市較為常見,發(fā)病率較高[35]。

綜上所述,2008—2018年中國大陸HFMD持續(xù)流行,流行區(qū)域擴大,流行特征發(fā)生變化。這種改變與HFMD傳染率、傳播力較高,易感人群存在,傳播途徑多樣,以及氣候、人口等因素息息相關(guān)。加強HFMD疫情監(jiān)測報告,重視病原學監(jiān)測,做好5歲以下兒童HFMD的預(yù)防,在疾病高發(fā)時期加強重點防控,家庭、幼兒園、社區(qū)應(yīng)開展健康教育,幫助幼兒養(yǎng)成良好的衛(wèi)生習慣,注重環(huán)境清潔和消毒,加強早查制度等預(yù)防措施。加強與環(huán)境監(jiān)測部門合作,利用其監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)完善傳染病預(yù)警機制,合理配置衛(wèi)生資源,改善決策應(yīng)對全球挑戰(zhàn)。

利益沖突：無