中国媒介生物学及控制杂志  2019, Vol. 30 Issue (3): 237-243

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张育富, 刘大鹏, 褚宏亮
ZHANG Yu-fu, LIU Da-peng, CHU Hong-liang
江苏省2008-2017年恙虫病流行特征和时空聚集性分析
An analysis of epidemiological characteristics and spatiotemporal clustering of scrub typhus in Jiangsu province, China, during 2008-2017
中国媒介生物学及控制杂志, 2019, 30(3): 237-243
Chin J Vector Biol & Control, 2019, 30(3): 237-243
10.11853/j.issn.1003.8280.2019.03.002

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收稿日期: 2019-02-12
网络出版时间: 2019-04-23 16:06
江苏省2008-2017年恙虫病流行特征和时空聚集性分析
张育富 , 刘大鹏 , 褚宏亮     
江苏省疾病预防控制中心消毒与媒介生物防制所, 江苏 南京 210009
摘要: 目的 分析江苏省恙虫病时空流行特征和时空聚集性,为制定防控策略和措施提供参考。方法 利用描述性流行病学方法、空间自相关性分析和时空聚集性分析描述江苏省2008-2017年恙虫病的时空分布特征和确定高风险地区,并通过ArcGIS 10.2软件对结果进行可视化展示。结果 江苏省2008-2017年共报告恙虫病7 950例,年平均发病率为1.01/10万。农民是高危人群,女性发病率高于男性,病例主要集中在45~80岁年龄组。年平均发病率全局Moran’s I指数为0.130(P=0.023),提示有高值或低值聚集区的存在。局部自相关分析结果显示“高-高”聚集区主要有大丰区、东台市和滨海县等,“高-低”聚集区主要有靖江市。单纯时间扫描分析结果显示,江苏省恙虫病发病存在时间聚集性,主要集中在每年10-11月。单纯空间扫描分析结果显示,恙虫病病例存在明显聚集性,2008-2017年空间聚集区呈从中东部向西、向北和向南扩大的趋势,于2014-2016年聚集区辐射半径达到最大且覆盖区(县)数最多。时空扫描发现一个高发病率时空聚集区,时间为2013年10月至2017年12月,中心为盐城市建湖县,辐射半径为166.68 km(RR=14.45,LLR=6 295.90,P < 01)。结论 江苏省恙虫病病例在时间、空间2个维度均呈聚集性分布,高发病率聚集区不断扩大,应加强全省恙虫病监测和重点区域防控。
关键词: 恙虫病    时空聚集性    空间自相关    
An analysis of epidemiological characteristics and spatiotemporal clustering of scrub typhus in Jiangsu province, China, during 2008-2017
ZHANG Yu-fu , LIU Da-peng , CHU Hong-liang     
Jiangsu Center for Disease Control and Prevention, Nanjing 210009, Jiangsu Province, China
Abstract: Objective To analyze the epidemiological characteristics and spatiotemporal clustering of scrub typhus in Jiangsu province, China, and to provide a reference for the development of prevention and control strategies and measures of scrub typhus. Methods Descriptive epidemiological method, spatial autocorrelation, and spatiotemporal clustering were used to analyze the spatiotemporal distribution characteristics of scrub typhus and identify high-risk areas in Jiangsu province during 2008-2017. ArcGIS 10.2 software was used to visualize the results. Results A total of 7 950 cases were reported in Jiangsu province during 2008-2017, and the mean annual incidence was 1.01/100 000. Farmers were the high-risk population. Women had a higher incidence rate of scrub typhus than men. The cases were mainly concentrated in the population aged 45-80 years. The global Moran's I index was 0.130 (P=0.023), indicating the presence of a high value or low value clustering area. The local autocorrelation analysis results showed that "High-High" clustering areas were mainly located in Dafeng district, Dongtai city, and Binhai county, and "High-Low" clustering area was mainly located in Jingjiang city. The temporal scan analysis results showed that the distribution of scrub typhus cases in Jiangsu province had obvious temporal clustering and cases occurred primarily from October to November in each year. The spatial scan analysis results showed that the distribution of cases had obvious spatial clustering; the spatial clustering areas during 2008-2017 had an expanding tendency from middle east to west, south, and north, and the radiation radius of the clustering areas and the number of covered districts or counties all reached the maximum during 2014-2016. Spatiotemporal scan analysis found one clustering area with high incidence from October 2013 to December 2017; its center was Jianhu county of Yancheng, and the radiation radius was 166.68 km (risk ratio=14.45, log-likelihood ratio=6 295.90, P < 0.01). Conclusion The distribution of scrub typhus cases in Jiangsu province shows clustering in both dimensions of time and space, and the number of clustering areas with high incidence increases gradually. It should be considered to strengthen the monitoring of scrub typhus and the prevention and control of scrub typhus in key areas.
Key words: Scrub typhus    Spatiotemporal clustering    Spatial autocorrelatio    

恙虫病是由恙虫病东方体所致、以鼠类为主要贮存宿主、经恙螨幼虫叮咬传播的急性自然疫源性传染病,本病可导致多脏器损害,人群对其普遍易感,老年人、孕妇、有并发症者预后较差。1984年江苏省首次报道东台市安丰镇芦东村出现疑似恙虫病病例,1985年病例增多,且芦东村毗邻村庄亦出现疑似病例,1986年9-11月东台市安丰镇疫情发展为局部流行,并经血清学首次确诊为恙虫病[1]。1986年10-11月南京市发现2例恙虫病病例,并从其中1例病例的血液中分离到恙虫病病原体[2]。1987-1991年全省相继有金湖、如东、海安、江都县等10个县(市)出现恙虫病病例或暴发流行,吴扬生等[3]证实健康人群存在隐性感染。1990年我国恙虫病疫情报告制度取消后,全省统计数据出现缺失。直至2006年,盐城市通过疫情报告系统报告10-12月全市出现149例恙虫病病例,滨海县为主要流行区,全县15个乡镇均有病例分布,滨海港镇罹患率最高,达125.9/10万;盐城市大丰市、东台市、射阳县等也有散发病例报告[4]。2006-2010年,全省每年病例数大多维持在150例以内,恙虫病发病率较低且平稳,以盐城和淮安市发病率最高;2011年全省恙虫病发病率突然上升,且发病范围由盐城和淮安两地向四周扩散,泰州、宿迁和镇江市发病率明显增高;2015年恙虫病疫情已波及全省13个设区市[5]。为了解江苏省恙虫病流行特征,本研究拟综合采用传统描述性流行病学、空间自相关和时空聚集性等方法对江苏省2008-2017年恙虫病监测数据进行回顾性分析,以期为该病的防控策略制定提供科学依据。

1 材料与方法 1.1 数据来源

江苏省2008-2017年恙虫病病例数据和人口数据分别来源于中国疾病预防控制信息系统中的“传染病报告信息管理系统”和“基本信息系统”。恙虫病病例按照区(县)为单位进行统计,包括临床诊断病例和确诊病例,剔除“港澳台和外籍”病例。人口数据为2008-2017年江苏省常住人口数。

1.2 分析方法 1.2.1 恙虫病流行特征描述

采用描述性流行病学方法对2008-2017年江苏省恙虫病疫情数据按照时间、地区、性别、职业和年龄描述恙虫病流行病学特征,检验方法采用χ2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

1.2.2 空间自相关分析

基于ArcGIS 10.2软件,利用空间统计分析模块计算全局空间自相关和局部空间自相关Moran’s I指标,并进行Z值统计学检验,以探究疾病空间分布特征,检验水准α=0.05;|Z|>1.96时,P<0.05。

1.2.3 时空聚集性分析

基于SaTScan v9.5软件possion分布模型,进行回顾性时空扫描分析,分别从时间、空间和时空分析探测研究区域内恙虫病是否存在聚集性、高风险区域的确切位置、风险大小。本研究设置时间间隔为“月”,地区重叠性设置为“无”,蒙特卡罗模拟次数为999次,首先扫描探测到具有最大对数似然比(log likelihood ratio,LLR)值的地区为一类聚集区,其他LLR有统计学意义的地区均为二类聚集区。当LLRP<0.05,认为该地区可能存在聚集性。时空聚集性结果采用ArcGIS 10.2软件进行可视化展示。

2 结果 2.1 恙虫病流行特征 2.1.1 流行概况

2008-2017年江苏省通过传染病网络直报系统上报的恙虫病病例为7 950例,无死亡病例,年平均发病率为1.01/10万,其中男性发病率为0.92/10万,女性为1.11/10万。2008-2017年各年报告发病数分别为158、68、103、499、530、716、1 121、1 939、1 737和1 079例,年报告发病率分别为0.21/10万、0.09/10万、0.13/10万、0.63/10万、0.67/10万、0.90/10万、1.41/10万、2.44/10万、2.18/10万和1.35/10万。年报告发病率总体呈上升趋势(χ2= 59.694,P<0.001),2015年报告发病率最高。

2.1.2 地区分布

7 950例恙虫病病例中,江苏省本地病例为7 941例,外省病例为9例。江苏省恙虫病自2011年发病范围不断扩大,总体趋势是从盐城、淮安2市向西、向北、向南扩散,泰州、扬州、镇江和宿迁市发病率明显上升,至2015年恙虫病发病范围已扩展至13个设区市(图 1)。发病数排前5位的设区市分别为盐城(3 301例,占41.52%)、泰州(1 746例,占21.96%)、宿迁(895例,占11.26%)、淮安(525例,占6.60%)和扬州市(421例,占5.30%),主要集中在江苏省中部。发病数排前5位的区(县)是靖江市(1 175例,占14.78%)、东台市(935例,占11.76%)、大丰区(593例,占7.46%)、响水县(484例,占6.09%)和建湖县(450例,占5.66%)。发病率最高的区(县)是2015和2013年的靖江市(45.65/10万、39.78/10万)。

图 1 2008-2017年江苏省恙虫病发病率地区分布 Figure 1 Regional distribution of scrub typhus incidence in Jiangsu province during 2008-2017
2.1.3 时间分布

10-11月为发病高峰期,共报告本地病例7 273例,占本地病例总数的91.59%。

2.1.4 人群分布

7 950例病例中,男性3 640例,女性4 310例,男女性别比为1 : 1.18,女性发病率高于男性(χ2=67.949,P=0.000)。病例主要分布在45~80岁年龄组,占总报告病例数的81.92%;7 950例病例中,农民6 719例(占84.52%),离退人员、家务及待业者、工人共771例(合计占9.70%),其他职业人群占5.78%。

2.2 空间自相关分析 2.2.1 全局空间自相关

2008-2017年江苏省恙虫病年平均发病率的全局空间自相关结果(全局Moran’s I指数=0.130,预期指数=-0.010,Z= 2.266,P=0.023)表明,全省恙虫病区(县)级年平均发病率呈现正的空间相关性,即某一空间区域的发病率高(或低),其相邻区域相应的发病率也高(或低)。2008-2017年各年发病率的全局Moran’s I指数为0.005~0.230(表 1),提示2012和2013年恙虫病在全省范围内为随机分布,而2008-2011、2014-2017年江苏省恙虫病发病率的全局Moran’s I指数差异有统计学意义(Z>1.96,P<0.05),显示为空间正相关。

表 1 2008-2017年江苏省恙虫病报告发病率自相关分析 Table 1 The spatial autocorrelation analysis of scrub typhus incidence in Jiangsu province during 2008-2017
2.2.2 局部空间自相关

2008-2017年全省共有42个区(县)的局部Moran’s I值有统计学意义(|Z|>1.96,P<0.05),其中Z>1.96的区(县)有33个,表示这些地区的恙虫病发病率存在正空间相关,均属于“高-高”(H-H)聚集,即本地域发病率高,相邻地域发病率也高,结果见表 2Z<-1.96的区(县)有9个,发病率存在负空间相关,聚集类型为“高-低”(H-L)聚集,即本地域发病率高,被相邻发病率低地域包围,如2011-2017年的靖江市。2008-2017年间大丰区(9次)、东台市(8次)、靖江市(7次)成为高聚集区的次数最多,表明盐城和泰州市是江苏省恙虫病的主要聚集中心,这一聚集中心及其周边地区应当成为防制工作开展的重点对象。

表 2 江苏省各区(县)发病率局部自相关分析结果 Table 2 Local autocorrelation analysis of scrub typhus incidence in different districts (counties) of Jiangsu province
2.3 时空聚集性分析 2.3.1 时间聚集性分析

对2008-2017年累计本地恙虫病病例按月进行单纯时间扫描,结果表明,恙虫病的发病时间并非随机分布,最可能聚集发病的时间段为2015年10-11月〔相对危险度(RR)=16.35,LLR=3 047.32,P<0.01)〕,2015年流行强度显著高于其他年份。逐年按月进行单纯时间扫描结果(表 3)显示,每年恙虫病病例异常增多主要集中在10-11月。

表 3 2008-2017年江苏省恙虫病时间聚集性分析结果 Table 3 Temporal clustering analysis of scrub typhus in Jiangsu province during 2008-2017
2.3.2 空间聚集性分析

对2008-2017年累计本地病例以区(县)为尺度进行单纯空间扫描分析,探测到一个以射阳县(33°46′53″N,120°14′43″E)为中心,辐射半径为193.65 km的聚集区(实际发病数7 478例,期望发病数3 754.64例,年平均发病率为2.10/10万,RR=18.01,LLR=4 132.69,P<0.01)。这一聚集区包括49个区(县),主要分布在盐城、泰州、扬州、宿迁、淮安、连云港、南通和镇江市(图 2)。与局部空间自相关分析结果叠加,正空间相关的区(县)全部位于该聚集区内,吻合结果良好。逐年进行单纯空间扫描发现(图 3),江苏省恙虫病聚集区域大,年聚集流行区(县)为9~50个,其中2010年数量最少,2014-2017年数量最多;各年均有一较大聚集区域〔7~50个流行区(县)〕,位置相对稳定。空间聚集区主要以长江以北苏中平原地带为核心聚集区,其辐射范围有向西、向北、向南扩大的趋势,聚集区辐射半径于2014-2017年达到最大值。

图 2 2008-2017年江苏省恙虫病高发病率区(县)尺度的空间聚集性分析 Figure 2 Spatial clustering analysis of scrub typhus in the districts (counties) with high incidence of Jiangsu province during 2008-2017
图 3 2008-2017年各年江苏省恙虫病高发病率区(县)尺度的空间聚集性分析 Figure 3 Spatial clustering analysis of scrub typhus in the districts (counties) with high incidence of Jiangsu province in each year during 2008-2017
2.3.3 时空聚集性分析

对2008-2017年累计本地病例进行时空扫描发现1个高发病率时空聚集区,时间为2013年10月至2017年12月,包括50个区(县),年平均发病率为4.20/10万,以建湖县(33°28′59″N,119°49′3″E)为中心,辐射半径为166.68 km的聚集区(RR=14.45,LLR=6 295.90,P<0.01)(图 4)。这一范围基本与空间聚集性分析结果吻合。逐年时空扫描探测结果显示,全省每年均存在1个一类聚集区。聚集区范围总体上先变小后变大,2008-2017年其覆盖的区(县)数量分别为41、19、19、39、31、31、49、50、53和49个,苏中平原地带作为疫情最严重地区,位置相对稳定,是这些聚集区的核心地带(图 5)。

图 4 2008-2017年江苏省恙虫病高发病率区(县)尺度的时空聚集性分析 Figure 4 Spatiotemporal clustering analysis of scrub typhus in the districts (counties) with high incidence of Jiangsu province during 2008-2017
图 5 2008-2017年江苏省恙虫病高发病率区(县)尺度的时空聚集性分析 Figure 5 Spatiotemporal clustering analysis of scrub typhus in the districts (counties) with high incidence of Jiangsu province in each year during 2008-2017
3 讨论

恙虫病作为一种自然疫源性疾病,其流行环节涉及到的宿主、媒介和病原体,往往受自然景观、居住环境状况、气候、个人卫生习惯、健康认知等影响[6-9],而发病情况、宿主媒介分布、温度、湿度等均与地理位置有关,因此恙虫病数据具有空间属性。传统流行病学往往无法对含有空间属性的研究数据进行充分挖掘和利用,近年来,空间自相关分析和时空聚集性扫描方法被越来越多的运用于各种传染病的时空维度的聚集性分析、影响因素探索等,解决了传统流行病学分析方法难以分析的空间属性问题,为早期预警或有效控制传染病暴发与流行提供了重要研究方法和工具。全局空间自相关分析结果显示江苏省恙虫病存在空间相关性;通过局部空间自相关分析和聚集性分析结果确认了江苏省恙虫病的高发病率聚集区和风险大小。

江苏省2011年恙虫病发病率明显上升,2015年达到峰值,可能与江苏省秋收季节农作物秸秆处置有关,随着人们生活水平的提高,秸秆作为传统生活燃料的需求降低,且经济利用性差,为了赶农时、图方便,田间焚烧成为农民处理秸秆的最主要方法。2011年为改善空气环境质量,全省范围内积极推进秸秆禁止焚烧和综合利用工作,但当时机械化秸秆还田技术推广尚不到位,秸秆集中利用成本高,这就导致秋收后大量秸秆被随意堆放在田间、路边或庭院,成为鼠和恙螨的栖息孳生场所,增加了农民等被恙螨叮咬的概率。随着江苏省近几年秸秆综合利用能力明显提升[10],可能促进了全省2015年恙虫病发病率高峰后的下降趋势。本研究发现农民是恙虫病高危人群,女性发病率高于男性,且病例主要分布在45~80岁年龄组,可能与近10年来农村留守人员构成有关,农村青壮年男性多进城务工,留守的妇女和老年人承担了多数农田劳作,增加了与恙虫病宿主和传播媒介的接触机会。江苏省2008-2017年恙虫病累计本地病例进行单纯时间扫描发现江苏省恙虫病的时空分布是非随机的。时间分布上,病例主要集中于10-11月,与山东、安徽省和北京市等北方省份有相同的发病季节特征[11-12],属于“秋季型”恙虫病。一方面,江苏省10-11月为秋忙季节,气温适宜,日照时间充足,适宜恙螨活动;另一方面农民与秸秆、恙螨宿主接触机会多,从而导致该季节恙虫病发病风险增大。空间分布上,空间和时空扫描均发现江苏省恙虫病呈聚集性分布,呈现两方面特点:①老疫区恙虫病呈现“持续高发”的现象,如局部自相关分析发现大丰区、东台市、靖江市、滨海县等成为“H-H”或“H-L”聚集区的频次很高,这些区域恙虫病发病率常年维持在高位;②逐年空间扫描发现高发病率聚集区域范围在扩大,不断形成新的疫区,2014年以来高发病率聚集区的覆盖面积已遍布江苏省长江以北绝大部分地区,长江以南地区则呈现“病例增多、散发和扩散”的趋势,与孙烨等[12]2016年报道的“江苏省恙虫病疫源地扩张及发病率增长快”和辛化雷等[5]2017年报道的“疫区不断扩大,且江苏省北部、中部地区发病率较南部地区上升趋势明显”相吻合。温湿度和地理环境变化等可能与疫源地的扩张有关,从而造成了具有传播恙螨能力的传染源、传播媒介和病原体等大量繁殖或孳生,使恙虫病新疫区不断出现[13]。应采取有效措施降低本地感染水平,控制聚集发生和扩散,如提高农业地区秸秆利用率、加强对高发人群的健康教育、培养良好个人卫生习惯、加大对重点地区的疾病和宿主媒介监测等。

江苏省恙虫病流行特征和聚集性分析结果,尤其是高发病率聚集区的确定,将对恙虫病监测及防控策略的科学制定具有一定意义。但本研究未能将影响恙虫病时空分布的诸多影响因素纳入研究,因此存在一定局限性,未来可纳入多因素进行进一步的研究与分析,以便为采取更加有针对性的防控策略提供参考依据。另外,因本研究数据来源于“传染病报告信息管理系统”,病例均以临床诊断为主,恙虫病报告发病率与医务人员对恙虫病诊断标准掌握情况、病例就诊情况、医疗机构重视程度和报告意识相关[14-17],故可能存在误报、漏报或重复报告造成的偏倚。

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