2023, Vol. 52文章信息
- 郭珂宇, 关鹏, 单连峰, 沈鹏, 井丽, 陈晓霞, 黄德生
- GUO Keyu, GUAN Peng, SHAN Lianfeng, SHEN Peng, JING Li, CHEN Xiaoxia, HUANG Desheng
- 2013至2021年我国人布鲁氏菌病发病重心轨迹特征分析
- Gravity center shifts in human brucellosis incidence across China: a 2013-2021 analysis
- 中国医科大学学报, 2023, 52(8): 680-683
- Journal of China Medical University, 2023, 52(8): 680-683
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文章历史
- 收稿日期：2023-03-28
- 网络出版时间：2023-07-28 16:48:58
引用本文 |
2. 中国医科大学环境应激与慢病防控教育部重点实验室, 沈阳 110122;
3. 中国医科大学公共卫生学院流行病学教研室, 沈阳 110122;
4. 中国医科大学智能医学学院智能计算教研室, 沈阳 110122
2. Key Laboratory of Environmental Stress and Chronic Disease Control & Prevention, Ministry of Education, China Medical University, Shenyang 110122, China;
3. Department of Epidemiology, School of Public Health, China Medical University, Shenyang 110122, China;
4. Department of Intelligent Computating, School of Intelligent Medicine, China Medical University, Shenyang 110122, China
布鲁氏菌病（简称布病）是由革兰氏阴性布鲁杆菌引起一种人兽共患疾病。人类及动物普遍易感，全世界每年布病发病约50万例[1]。布病的临床表现主要包括长期发热、关节肿痛、肝脾肿大等[2-3]，我国布病报告主要集中在3~8月[4]。
地理信息系统（geographical information system，GIS）是以地理空间数据库为基础，对空间相关数据进行采集、整理、操作、分析、模拟和描述，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态信息[5]。近年来，GIS已成功应用于急性及慢性疾病防控领域。在GIS中，重心反映了物体平均分布，从重心的变化可动态地掌握分布变化的轨迹，做到全局掌握[6]。以往的发病重心是利用横纵坐标通过散点图表示，无法直观展示发病率的连续变化。气泡图根据3个变量绘制而成，除了横纵坐标外，还利用气泡的大小表示第3个指标的高低。本研究对2013年至2021年我国人布病发病情况进行分析，结合发病重心与发病率，通过气泡图探讨布病发病时空分布特征及变化规律，旨在为疫情防控提供参考依据。
1 材料与方法 1.1 资料来源收集2013年至2021年我国31个省、自治区和直辖市乙类法定报告传染病——人布病的发病数及人口数。布病资料来源于公共卫生科学数据中心（https://www.phsciencedata.cn/Share/）及《中国卫生健康统计年鉴》 [7]，人口资料来源于国家统计局（https://data.stats.gov.cn），地理信息来源于国家基础地理信息中心（http://www.ngcc.cn/ngcc）。
1.2 方法利用ArcGIS 10.2在电子地图上将地理属性数据整合传染病属性数据，形成空间与属性一体化的空间数据库。
1.2.1 重心计算通过空间统计工具“mean center”计算发病重心，所用公式为：
| $ \begin{aligned} & \bar{X}=\frac{\sum x_i}{n}, \bar{Y}=\frac{\sum y_i}{n} ; \\ & \bar{X}_w=\frac{\sum\limits_{i=1}^n w_i x_i}{\sum\limits_{i=1}^n w_i}, \bar{Y}_w=\frac{\sum\limits_{i=1}^n w_i y_i}{\sum\limits_{i=1}^n w_i}, \end{aligned} $ |
其中w为年发病例数。
1.2.2 空间移动方向确定方向角θ（i-j）计算公式，
| $ \theta_{i-j}=n \frac{\pi}{2}+\arctan \left(\frac{y_i-y_j}{x_i-x_j}\right) $ |
实际计算中，i=2013，j=2021。结果部分为根据省会/首府地理坐标计算的方向角。
1.2.3 空间两点间距离的计算假设地球是球体，设地球上某点的经度为A，纬度为B，则该点的空间坐标是x=cos（B×π/180）×cos（A×π/180），y=cos（B×π/180）×sin（A×π/180），z=sin（B×π/180）；设地球上两点的空间坐标分别为P1（x1，y1，z1）和P2（x2，y2，z2），则它们的夹角为C=arccos（x1×x2+y1×y2+z1×z2），C为弧度，则两地距离为|P1P2|=C×R，其中R为地球平均半径（6 371 km），误差不超过1%。
1.2.4 经线与纬线上移动的距离经线上移动的距离=111.11×（xi-xj），纬线上移动的距离=111.11×（yi-yj）[6]。
2 结果 2.1 布病月发病人数的变化趋势结果显示，2013年至2021年布病发病呈先增长后降低再增长的趋势。2013年布病发病43 486例，发病率为3.18/10万；2021年布病发病69 771例，发病率为4.94/10万。2021年发病人数是2013年的1.69倍，发病率是2013年的1.55倍。发病时间主要集中在3~8月，见图 1。
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| 图 1 2013年1月至2021年12月我国人布病发病变化趋势 Fig.1 Trend of human brucellosis incidence in China from January 2013 to December 2021 |
2.2 布病发病重心迁移轨迹
2013年我国人口重心地处东经113.383°，北纬32.605°；2021年人口重心地处东经113.383°，北纬32.610°。与2013年相比，2021年人口重心迁移 < 1 km。可见，2013年至2021年间我国人口重心基本不变，重心位于河南省南部。
与2013年相比，2021年布病的发病重心向西南移动291.17 km。经线上向西移动267.31 km，纬线上向南移动115.42 km，经线上移动的距离为纬线的2.32倍，提示布病发病重心在由牧区向农区及半牧区移动的同时，向西南方向移动。见图 2。
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| 图 2 2013年至2021年人布病重心轨迹变化的气泡图 Fig.2 Bubble chart depicting the changes in the gravity center of human brucellosis from 2013 to 2021 |
2.3 各地区布病发病情况比较
参考传统地理分区方式，分别统计东北、华北、华东、西北、华南和中南6个地区布病发病情况[8]。结果显示，2013年至2021年，华东、西北、西南、中南地区布病发病率呈上升趋势而东北、华北地区呈一定下降趋势，见表 1。
| Time | Northeast China | Northern China | Eastern China | Northwestern China | Southwestern China | Central south China | Total |
| 2013 | 11 133（25.6） | 21 160（48.7） | 1 482（3.4） | 6 175（14.2） | 84（0.2） | 3 452（7.9） | 43 486（100.0） |
| 2014 | 10 231（17.9） | 25 519（44.6） | 3 157（5.5） | 12 453（21.8） | 222（0.4） | 5 640（9.9） | 57 222（100.0） |
| 2015 | 10 507（18.4） | 20 307（35.6） | 4 096（7.2） | 15 248（26.8） | 380（0.7） | 6 451（11.3） | 56 989（100.0） |
| 2016 | 9 160（19.4） | 14 705（31.2） | 4 352（9.2） | 13 270（28.2） | 561（1.2） | 5 091（10.8） | 47 139（100.0） |
| 2017 | 7 305（18.9） | 13 414（34.8） | 3 740（9.7） | 10 166（26.4） | 459（1.2） | 3 470（9.0） | 38 554（100.0） |
| 2018 | 7 555（19.9） | 15 710（41.4） | 3 400（9.0） | 8 036（21.2） | 389（1.0） | 2 857（7.5） | 37 947（100.0） |
| 2019 | 7 586（17.2） | 20 570（46.6） | 3 085（7.0） | 9 291（21.0） | 551（1.2） | 3 102（7.0） | 44 185（100.0） |
| 2020 | 6 365（13.9） | 21 338（46.7） | 3 101（6.8） | 10 283（22.5） | 650（1.4） | 3 955（8.7） | 45 692（100.0） |
| 2021 | 10 759（15.4） | 31 114（44.6） | 4 423（6.3） | 16 440（23.6） | 1 103（1.6） | 5 932（8.5） | 69 771（100.0） |
| Total | 139 289（20.3） | 34 5575（50.5） | 33 416（4.9） | 115 223（16.8） | 4 776（0.7） | 46 349（6.8） | 684 628（100.0） |
3 讨论
以往研究[6]发现，2004年至2013年10年间我国布病发病重心向南向西分别移动160、170 km，存在由牧区向半牧区、农区移动的趋势。本研究基于重心轨迹探讨了我国2013年至2021年布病时空发病规律，结果显示，布病发病重心在由牧区向农区及半牧区移动的同时，向西南方向移动。本研究结果显示，与2004年至2013年统计结果比较，2013至2021年间布病发病人数增长速度下降，重心向南迁移115.42 km，向西迁移较大，达267.31 km。其中，2016年布病重心位置更加偏西，说明布病发病已呈由东向西蔓延发展的态势。为应对新的变化形势，管理部门除加强南方半牧区、农区防控外，还应该加强对西部地区的防控，防止布病向西部蔓延。
布病出现向西部偏移的原因可能一方面由于东北地区发病人数减少，在全国占比下降；另一方面可能由于西部畜牧业的发展，使得相关从业者与染疫动物接触的机会增加。本研究中，西北地区的布病全国占比由2013年的14.2%增加至2021年的23.6%。西南地区布病全国占比由2013年的0.2%增加至2021年的1.6%，与以往研究[9-11]结果一致。
本研究结果显示，2015年至2017年布病发病出现小幅下降，2020年春季出现显著降低，但2017年到2021年布病发病人数却呈现增长态势，说明布病防控的总体形势依然严峻。因此，应加强对于动物布病疫情的控制，进而达到人布病防控的目标。
综上所述，2013年至2021年间我国布病发病重心在由牧区向半牧区和农区移动的同时，发病重心向西南迁移，疫情防控形势依然严峻，应加强对西部、南部地区的防控。本研究利用31个省、自治区、直辖市的数据，未能获得地市县级等更精细空间尺度的发病数据；已有研究[12-13]表明数据的精细程度对于重心的影响非常有限，因此结论具有一定的稳定性。实际计算过程中，在经度上计算距离公式会存在结果偏大的问题，本研究采用映射到同一纬度后利用空间两点间距离校正计算，因此结论可靠。本研究人口基数较大，所以仅使用粗率，未使用标化率，结果可能会有一定影响。今后将进一步结合全国羊肉产量、羊出栏量、肉羊单产等布病相关影响因素的重心演变路径、偏移轨迹及移动距离的变化趋势进行人布病重心迁移的影响因素分析。
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