汕头市手足口病流行特征及其与气象因素的相关性研究
陈少杏1, 李丽萍2, 张子路3, 何晓艺2, 谭学瑞1, 徐光兴4, 张旭彬4     
1. 汕头大学医学院第一附属医院;
2. 汕头大学医学院;
3. 汕头大学;
4. 汕头市疾病预防控制中心
摘要: 目的 探讨汕头市手足口病流行特征及其与气象之间的关系,为手足口病的疫情防控提供支撑。方法 描述性流行病学指标分析手足口病的流行特征,采用广义相加模型分析汕头市2011—2015年周气象因素(平均风速、日照时数、平均气压、平均气温、平均水汽压、降雨量)对手足口病发病数的影响。结果 2011—2015年,汕头市共报告手足口病47 593例,年均发病率为173.57/10万。5岁以下发病数占总发病人数的92.51%,其中(1~2)岁组占比最高(32.02%)。年发病流行趋势以双峰为主,高峰集中在(4—6)月,小高峰在(9—11)月,呈明显的季节性特征。滞后一周建立的广义相加模型显示周平均气温与手足口病的发病数近似呈线性关系,两者呈递增关系,达到25℃后,发病数递增速度呈降低趋势;周相对湿度与发病数呈线性关系,表现为单调递增关系。结论 高气温、高湿度可导致手足口病发病率升高,应根据流行特征及气候变化做好疫情预测和防控工作。
关键词: 手足口病    气象因素    广义相加模型    流行特征    
Epidemic Trend of Hand-Foot-Mouth Disease in Shantou and Its Association with Meteorological Factors
CHEN Shaoxing1, LI Liping2, ZHANG Zilu3, HE Xiaoyi2, TAN Xuerui1, XU Guangxing4, ZHANG Xubin4
Abstract: Objectives To analyze the prevalent characteristics of hand-foot-mouth disease (HFMD) in Shantou and its relationship with meteorological factors. Methods Retrospective investigation was used to reveal the prevalence of HFMD in Shantou in 2011-2015. A Generalized Additive Model (GAM) was used to analyze the relationship between HFMD incidence and weekly meteorological factors. Results A total of 47 593 HFMD cases were reported in 2011-2015 in Shantou. The annual incidence was 173.57/105. The children under the age of 5 accounted for 92.51% of the total number of cases, among them, the (1~2) year-old group had the highest proportion (32.02%). The prevalence of HFMD yearly in Shantou appeared to be a two-peak with obviously seasonal feature. The first peak was in April to June and the other small peak was in September to November. The weekly average temperature, average vapor pressure, relative humidity, rainfall and average atmospheric pressure with one week lag were significantly associated with the weekly number of HFMD cases. There was a liner relationship between the weekly average temperature and weekly relative humidity with weekly incidence of HFMD. Conclusions High temperature and high humidity could induce the increase of HFMD incidence. The strategy for prediction, prevention and control of HFMD should be mainly based on climate change and the epidemic characteristics of the disease.
Key words: hand-foot-mouth disease    meteorological factor    Generalized Additive Model    epidemic trend    

手足口病是全球性的传染病,世界大部分地区均有该病流行的报道。该病是由肠道病毒引起的急性传染病,主要以柯萨奇病毒A16型和肠道病毒71型多见。其病毒传染性强、隐性感染比例大、传播途径复杂、传播速度快,在短时间内可造成较大范围的流行,疫情控制难度大[1-2]。截止至2015年末,全国累计报道手足口病近1 400万例,死亡达3 300多例,病死率为0.236‰,发病率排在法定传染病的第一位,病死率排在前五位[3]。近年来,手足口病也一直是汕头市的主要传染病之一。汕头市位于广东省东部,具有明显的亚热带海洋性季风气候特征,全市温和湿润、阳光充足、雨水充沛。春季潮湿,盛夏高温,常受台风袭击,秋季凉爽干燥,冬季无严寒。而手足口病在我国的流行具有季节性和地域性特征,南北地区的发病高峰时间和流行周期因维度不同而有较大差异,有研究指出气象因素可能对手足口病发病具有显著影响[4]。本文通过分析汕头市2011—2015年手足口病监测资料及气象报告资料,探讨手足口病流行趋势及其与气象因素之间的关系,为本地区手足口病的疫情预防及控制工作补充新的客观信息。

1 资料与方法 1.1 资料来源及整理

2011—2015年汕头市手足口病的疫情数据由广东省汕头市疾病预防控制中心提供,包括每日上报的病例数,每个病例的年龄、性别、职业及病情危险程度。汕头市区常住人口数来源于汕头市统计年鉴。同期的气象因素资料,包括平均气温(℃)、相对湿度(%)、日照时数(h)、平均风速(m/s)、平均气压(hPa)、平均水汽压(hPa)、(20~20)h时降水量(mm)等7个因素下载自中国气象科学数据共享服务网。

因手足口病的潜伏期为(3~7)d,本研究以周为单位进行分析。手足口病发病例数按周进行求和统计;气象资料均按周取其平均值。

1.2 统计方法

利用Excel 2010建立数据库,运用软件R 3.0.1进行数据处理。

1.2.1 描述性分析

采用构成比、平均值、标准差、最大值、最小值等描述性流行病学指标分析手足口病的流行特征;将年总发病人数除以相应的年常住人口数,即可得到年发病率。

1.2.2 相关分析

采取Spearman相关分析探讨手足口病发病数与各气象因素的相关关系,对相关的气象因素做线性分析和共线性诊断;分析各气象因素与同期手足口病发病数(Lag0)、滞后(1~7)周发病数(Lag1~Lag7)间的相关关系,选择有统计学意义且相关系数最大的周数为最佳滞后期,本研究确定1周为最佳滞后期;以AIC准则和自变量拟合系数显著性大小作为标准筛选出主要气象因素,本研究纳入模型的因素为周平均气温和周相对湿度;通过逐步回归建立负二项分布的广义相加模型(GAM),分析气象因素与手足口病发病的暴露-反应关系;采用模型残差PACF绝对值之和最小的模型求得各个因素的自由度,周数、周平均气温及周相对湿度的自由度分别为1、2、1。最终模型建立如下:

$ \begin{array}{l} {\rm{Log}}\left( {Pr\left( {Yt} \right)} \right) = \alpha + ns\left( {week,df} \right) + s\left( {tem,df} \right) + \\ \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;s\left( {hum,df} \right) + E\left( {Yt} \right)n \end{array} $

式中:Y—手足口病周发病人数,例;

α—截距;

ns—自然立方样条函数;

week—周数,周;

df—自由度;

s(tem)—周平均气温的平滑函数;

s(hum)—周相对湿度的平滑函数;

tem—周平均气温,℃;

hum—周相对湿度,%;

E(Yt)n—滞后n周的手足口病发病数,例。

2 结果 2.1 2011—2015年期间汕头市手足口病的流行特征

2011—2015年汕头市累计手足口病47 593例,年均发病率为173.57/10万;死亡13例,病死率为0.03%。2011—2015年的发病率依次为199.81/10万、192.91/10万、158.46/10万、214.19/10万、103.49/10万,其中2014年手足口病发病数较2013年增加了36.27%,年报告例数达11 831例。而每年的发病曲线除了2013年为单峰分布现象外,其余4年均为双峰分布,发病高峰主要集中在(4—6)月和(9—11)月(图 1)。

图 1 汕头市2011—2015年手足口病周发病趋势图

2011—2015年,汕头市共报告5岁以下的手足口病44 025例,占总发病数的92.51%。其中,2岁组(16 736例)占总发病数的32.02%,在各个年度均居各年龄组首位;次之是3岁组(13 061例)占总发病数的24.68%。男病例数高于女病例数,每年的男女比为1.5 :1~2.0 :1。85.33%(40 611例)的病例为散居儿童,其次是幼托儿童(占12.09%)(表 1)。

表 1 2011—2015年汕头市手足口病患者人口统计学特征[n(%)]
2011年 2012年 2013年 2014年 2015年 合计
年龄/岁
   ~1 1 337(12.35) 1 533(14.59) 1 507(17.36) 1 279(10.81) 988(17.19) 7 267(13.96)
   ~2 3 382(31.25) 3 369(32.06) 3 163(36.43) 3 414(28.86) 1 913(33.29) 16 736(32.02)
   ~3 2 975(27.49) 2 613(24.86) 1 886(21.72) 2 933(24.79) 1 338(23.29) 13 061(24.68)
   ~4 1 612(14.89) 1 604(15.26) 1 062(12.23) 1 937(16.37) 847(14.74) 7 773(14.84)
   ~5 705(6.51) 717(6.82) 515(5.93) 1 089(9.20) 307(5.34) 3 667(7.00)
   ~14 775(7.16) 634(6.03) 499(5.75) 1 128(9.53) 331(5.76) 3 708(7.07)
   > 15 38(0.35) 40(0.38) 50(0.58) 51(0.43) 22(0.38) 213(0.42)
性别
   男 7 195(66.47) 7 032(66.91) 5 270(60.70) 7 219(61.02) 3 600(62.65) 30 316(63.70)
   女 3 629(33.53) 3 478(33.09) 3 412(39.30) 4 612(38.98) 2 146(37.35) 17 277(36.30)
身份
   散居儿童 9 422(87.05) 9 601(91.35) 7 861(90.54) 8 975(75.86) 4 752(82.70) 40 611(85.33)
   幼托儿童 1 112(10.27) 666(6.34) 600(6.91) 2 505(21.17) 871(15.16) 5 754(12.09)
   学生 263(2.43) 210(2.00) 184(2.12) 311(2.63) 108(1.88) 1 076(2.26)
   其他 27(0.25) 33(0.31) 37(0.43) 40(0.34) 15(0.26) 152(0.32)

2.2 手足口病周发病数与周气象因素的基本情况

汕头市2011—2015年每周均有手足口病病例的报告,平均每周报告179.60例,周最高报告数在2014年5月份,当周报告871.00例(表 2)。

表 2 2011—2015年汕头市手足口病周发病数和周气象因素数据
平均数 标准差 最大值 最小值
病例数/例 179.60 149.10 871.00 2.00
平均风速/(m/s) 1.85 0.32 3.00 1.10
日照时数/h 5.26 2.67 11.10 0.00
平均气压/hPa 1 013.23 6.35 1 025.60 998.70
平均气温/℃ 22.53 5.83 31.40 8.60
平均水汽压/hPa 21.87 8.10 34.60 5.40
相对湿度/% 75.55 8.89 92.70 48.50
(20~20)h降雨量/mm 3.80 6.28 34.00 0.00

汕头市全年气象因素变化不同(表 2),其中气压、气温、水汽压、相对湿度及降雨量的季节性明显,而风速和日照无明显季节特征。周平均风速均值为(1.85±0.32) m/s,日照时数均值为(5.26±2.67) h,平均气压在(1 013.23±6.38) hPa之间,平均气温在(22.53±5.83)℃之间,平均水汽压在(21.87±8.10) hPa之间,平均相对湿度在(75.55±8.89)%,降水量均值在(3.80±6.28) mm之间。

2.3 主要气象因素对手足口病周发病数的影响效应分析

Spearman相关分析结果见表 3。排除与发病数相关关系不显著的周平均风速及日照时数,对与发病数相关显著的气象因素(周平均气压、周平均气温、周平均水汽压、周相对湿度及降雨量)做共线性分析,结果(表 4)可见某些因素间存在共线性现象。其中平均气压、平均气温和平均水汽压三者间的相关系数绝对值在0.890~0.945之间波动,彼此间的相关性较强。从专业性考虑,平均气温在这三者中对传染性疾病的影响更大,因此在模型拟合中舍弃了平均气压和平均水汽压两个因素。

表 3 2011—2015年汕头市各气象因素和发病数的Spearman单因素相关分析
相关系数 P
平均风速 0.223 0.070
日照时数 -0.105 0.093
平均气压 -0.682 < 0.001
平均气温 0.655 < 0.001
平均水汽压 0.692 < 0.001
相对湿度 0.403 < 0.001
(20~20)h降雨量 0.355 < 0.001

表 4 2011—2015年汕头市各气象因素间的相关系数
周平均气压 周平均气温 周平均水汽压 周相对湿度 周降雨量
周平均气压 1.000 -0.890 -0.921 -0.476 -0.458
周平均气温 -0.890 1.000 0.945 0.427 0.226
周平均水汽压 -0.921 0.945 1.000 0.490 0.405
周相对湿度 -0.476 0.427 0.490 1.000 0.300
周降雨量 -0.458 0.226 0.405 0.300 1.000
注:所有P < 0.001

GAM模型中引入平均气温和相对湿度两个因素的平滑函数,其对手足口病发病数的影响效应(图 2)。结果显示周平均气温与手足口病周发病数的变化基本表现为线性关系,发病数随平均气温的升高而递增,在平均气温达25℃后,发病数递增速度呈降低趋势。而周相对湿度与手足口病表现为线性关系,随着周相对湿度的递增,发病数也单调递增。

图 2 温度和相对湿度对手足口病周发病数影响的效应图

3 讨论

本研究手足口病动态流行趋势结果显示,汕头市2011—2015年的年均发病率为173.57/10万,其中2014年发病率为214.19/10万,高于以往年发病率,在同年5月份出现一个急剧上升的高峰,这与汕头市澄海区在该时间段暴发5起手足口病疫情有关。相比国内总体水平(2008年37.60/10万提高到2014年139.60/10万)[5],汕头市发病率高于国内总体水平,这与汕头市所处的地理位置有关,本结论与国内手足口病空间分布的研究结论相符,其认为手足口病的发病率存在空间异质性,东部和南部的患病率高于其它地域[6]。但汕头市的手足口病发病率又低于广东省平均年发病率[7-8],这应与本市外来人口数量不大,流动性不强的特点有关。在本研究中,手足口病的发病数无法剔除流动人口数,虽然所占比例极小,但理论上会导致计算的发病率比实际数稍高一点,这是本文的一个局限性。汕头市手足口病发病年龄以5岁以下儿童为主,占总发病数的92.51%,与其它报道一致[9]。其中又以2岁年龄组发病率最高(32.02%),次之是3岁年龄组(24.68%),可能与低龄幼童被动免疫消退、主动免疫未建立而导致的免疫水平相对低下有关[10-11],也与这个年龄段的儿童户外活动相对增多,又未形成洗手等良好卫生习惯等原因相关。在本研究中,男性发病人数高于女性,与其它的研究结果一致[12],因目前对病毒传播与性别的关系尚不清楚,所以一般归因于男性的天性活跃以及本地区家长对男童患病后就诊比女童更关注。

以往研究显示气象条件和地理环境与东南亚沿海及岛屿国家的手足口病发病周期显著相关[13],温带、亚热带、热带等不同的气候特征对手足口病疫情的影响不同。汕头市2011—2015年每周均报告有手足口病病例,年度一般呈双峰现象,高峰集中在(4—6)月,小高峰集中在(9—11)月,季节性突出。(7—8)月发病数有所回落,这期间正是易感儿童处于暑假期,又正是酷暑天气,大大减少了人群交叉感染的机会。本研究的发病高峰期与其它南方地区的报道一致[11, 14],有别于大部分北方地区单峰的情况[15],这也说明了南北地区在发病高峰存在差异性。

汕头市处于赤道低气压带和副热带高气压带之间,濒临南海,四季不分明,平均气温18℃~22℃,天气潮湿,有利于病毒的传播,使人们容易接触到传染病宿主,发生传染性疾病。本研究建立的模型结果显示本市的周平均气温和周相对湿度与手足口病周发病数基本表现为线性关系,可作为预测手足口病发病的主要气象因素。平均气温在25℃后对发病数的影响效应开始减弱,这与其它地区的研究结果基本一致[16-17],发病数均随着平均气温的升高而递增,达到一定温度后,递增速度减弱。而全国的一项研究指出平均气温与发病数呈倒V关系[6],发病数随着气温升到27℃后开始呈递减关系。由此认为这可能与人们在高温天气下减少了室外活动,从而减少感染机会有关系,因此对发病数的影响效应减弱。而全国的平均最高气温(超过40℃)远高于汕头市的平均最高气温(31.4℃),所以在高于27℃的气温对手足口病发病数的影响与地区间最高气温的不同而有所不一致。

气象因素对手足口病的影响普遍存在滞后效应[18-19],以(1—2)周多见,本研究的主要气象因素滞后期为1周,这与患者感染病毒后到医院就诊的周期一致,因手足口病存在(3~7)d的潜伏期,所以患者一般在7 d后才出现临床症状。本研究显示高气温及高湿度可导致汕头市手足口病发病率的升高,在控制长期趋势及滞后效应等因素后,本研究以周平均气温和周平均相对湿度建立的模型较好地拟合了当地手足口病的发病趋势。可见,本市的手足口病防控工作除了在生物因素方面,还应重点关注气温和相对湿度的变化。

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DOI: 10.13421/j.cnki.hjwsxzz.2018.05.004
中国疾病预防控制中心主办。
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陈少杏, 李丽萍, 张子路, 何晓艺, 谭学瑞, 徐光兴, 张旭彬
CHEN Shaoxing, LI Liping, ZHANG Zilu, HE Xiaoyi, TAN Xuerui, XU Guangxing, ZHANG Xubin
汕头市手足口病流行特征及其与气象因素的相关性研究
Epidemic Trend of Hand-Foot-Mouth Disease in Shantou and Its Association with Meteorological Factors
环境卫生学杂志, 2018, 8(5): 381-385, 392
Journal of Environmental Hygiene, 2018, 8(5): 381-385, 392
DOI: 10.13421/j.cnki.hjwsxzz.2018.05.004

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