2004－2013年全國布魯氏菌病發病重心遷移軌跡研究*

李德強李明月劉 靜吳 偉黃德生，3關 鵬△

·應用研究·

2004－2013年全國布魯氏菌病發病重心遷移軌跡研究*

李德強1李明月2劉 靜2吳 偉2黃德生2，3關 鵬2△

目的探討2004－2013年中國大陸地區法定報告乙類傳染病——人布魯氏菌病發病重心遷移軌跡特征。方法收集整理2004－2013年全國31個省、自治區和直轄市（未包括臺灣省、香港特別行政區、澳門特別行政區）人口信息、人布魯氏菌病疫情監測數據，采用ArcGIS 9．3軟件建立地理信息數據庫，計算發病重心，并利用Excel 2007繪制氣泡圖，探索發病重心軌跡的變化規律。結果2004－2013年全國人布魯氏菌病發病例數呈上升趨勢，人布魯氏菌病的發病人數重心處于同時期大陸地區人口重心的北部，在該時段內發病重心在向西南方向移動，移動方向角θ為218．90°。移動范圍相對較大，與2004年相比，2013年發病重心遷移了241．58公里。其中在經度上移動距離為176．84公里，在緯度上移動162．23公里，經度上移動的距離為緯度的1．09倍。結論人布魯氏菌病出現了由牧區向半牧區和農區移動的趨勢，在半牧區應加強對布病的防控。

布魯氏菌病 重心 氣泡圖

布魯氏菌病（簡稱布病），是由布魯氏菌以及相同菌屬所引起的一種人獸共患傳染病。布病已經禍及全球160多個國家和地區［1］，甚至布魯氏菌的分布已經從陸地轉向海洋。我國人間布魯氏菌病疫情經歷了多次高低起伏，但從20世紀90年代中后期開始人間布魯氏菌病發病率呈上升趨勢，病例分布范圍呈擴散趨勢，布魯氏菌病的增加趨勢和流行病學規律的復雜化引起了廣泛重視和反思［2－4］。布魯氏菌病的良好防控效果既能保障人類和動物的健康水平，也能減少畜牧業、旅游業等行業的經濟損失和社會恐慌。

本研究以布病宏觀發病數據的地理空間數據庫為基礎，探索布病發病重心的變化情況，以氣泡圖動態地掌握分布變化的軌跡，探索布魯氏菌病的發生規律、傳播模式，為預測和開展有針對性的防控措施提供參考和依據。

資料與方法

1．資料來源

資料來自于2004－2013年的傳染病疫情直報網絡和《中國衛生統計年鑒》，觀察的時間單位為年，收集中國大陸地區（共31個省、自治區和直轄市）法定報告乙類傳染性疾病—人布魯氏菌病的發病人數及相應地區的總人口數，各地區人口數據來源于國家統計局年報，各省、自治區、直轄市地理信息及全國相應地區電子地圖來自于國家基礎地理信息中心。

2．研究方法

（1）在電子地圖上將地理屬性數據和布病數據進行整合，形成布病的空間數據庫。整個過程由空間分析軟件ArcGIS 9．3實現。

（2）計算重心：運用空間統計工具（mean center）來計算每年布病的發病重心，公式為其中w為年布病發病例數。

（3）確定發病重心空間移動方向：方向由方向角來判定，方向角的計算公式為其中，i取值為2004，j取值為2013。

（4）計算地球表面兩點間距離：在假設地球為球體的前提下，設某地點的經度為Lng，緯度為Lat，則該地點的空間坐標x＝cos（Lat×pi/180）×cos（Lng× pi/180），y＝cos（Lat×pi/180）×sin（Lng×pi/180），z＝sin（Lat×pi/180）；兩點空間坐標為P1（x1，y1，z1）和P2（x2，y2，z2），則兩點間的夾角為C＝arccos（x1×x2 +y1×y2+z1×z2），C為弧度，兩點之間的距離為｜P1P2｜＝C×R，其中R為地球平均半徑6371公里，誤差不超過1%。

（5）計算重心在經度與緯度上的移動距離：重心在經度和緯度上移動距離的計算公式分別為111．11 ×（xi－xj）和111．11×（yi－yj）［5］。因在經度上計算距離結果偏差較大，采用映射到同一緯度后利用空間兩點間距離校正計算。

結 果

本課題組曾在此前研究中發現2004－2013年間，中國大陸地區人口重心一直位于河南省南部，地處32°37′40″N，113°21′43″E，與2004年相比，2013年中國大陸地區的人口重心遷移了15公里［6］。在此期間，全國布魯氏菌病發病例數具有逐年增長的趨勢，布病發病重心位于人口重心北部，向西南方向移動，2013年之前，重心均位于內蒙古自治區境內，2013年重心首次進入河北省境內（圖1）。與2004年相比，2013年布病發病重心遷移了241．58公里，出現由牧區向農區及半牧區移動的趨勢；布病發病重心在經度上移動距離為176．84公里，在緯度上移動162．23公里，經度上移動的距離為緯度的1．09倍。方向角θ約等于218．90°（圖2）。

圖1 2004－2013年空間坐標下人布魯氏菌病發病重心變化軌跡

圖2 2004－2013年人布魯氏菌病發病重心軌跡變化氣泡圖

討 論

本研究通過重心軌跡從全局的角度對布病時空發病規律進行闡述，獲得了布病重心遷移的具體數值，將以往的定性分析又向前推進了一步。2008年以來布病在內蒙古一線的狹長地帶始終處于高發狀態，重心在向半牧區、農區遷移，并呈現增強態勢，這與2005－2010年研究結果和畜間布病疫情相一致［7－8］。所以在加強原有牧區預防控制的同時，更應加強半牧區及附近的布病防疫工作［9－12］。

鑒于中國大陸地區31個省、自治區、直轄市人口基數較大，且國內學者［5］報道發病數據的精細程度對于發病重心的影響非常有限，因此本研究中并未采用標準化率，也未基于地市縣級更精細的數據，直接基于粗率探索布病發病重心遷移情況，結論仍具有一定的穩定性。后續將繼續探討基于不同層面數據的發病重心研究結果，深入分析不同行政單元或者不同地形地貌條件下人間布魯氏菌病與各種環境因素和社會經濟因素之間的相關性和內在聯系，以探索布魯氏菌病的傳播模式、有效防控策略和措施。

［1］Franco MP，Mulder M，Gilman RH，et al．Human brucellosis．Lancet Infect Dis，2007，7（12）：775-786．

［2］殷文武，孫輝．中國布魯氏菌病疫情形勢及對策建議．疾病監測，2009，24（7）：475-477．

［3］Chen S，Zhang H，Liu X，et al．Increasing threat of brucellosis to low－risk persons in urban settings，China．Emerg Infect Dis，2014，20（1）：126-130．

［4］Chen Y，Ke Y，Wang Y，et al．Changes of predominant species/biovars and sequence types of Brucella isolates，Inner Mongolia，China．BMC Infect Dis，2013，13：514．

［5］殷俊華，曾紹琴，李光強．湖南省瘧疾發生的時空演化過程分析．實用預防醫學，2012，19（5）：675-678．

［6］關鵬，吳偉，黃德生，等．2004－2013年全國腎綜合征出血熱時空分布特點研究．中國媒介生物學及控制雜志，2016，27（2）：124-127．

［7］才學鵬．我國人畜共患病流行現狀及對策．獸醫導刊，2014，10：24－26．

［8］Zhong Z，Yu S，Wang X，etal．Human brucellosis in the People′s Republic of China during 2005－2010．Int J Infect Dis，2013，17（5）：e289-292．

［9］張俊輝，馮子健，蔣敏，等．探索性空間數據分析在中國北方6省（區）布魯氏菌病地區分布研究中的應用．中華流行病學雜志，2011，32（12）：1278-1284．

［10］鄭楊，馮子健，李曉松．貝葉斯時空模型在布魯氏菌病疫情數據分析中的應用．中華流行病學雜志，2011，32（1）：68-72．

［11］Chen JD，Ke CW，Deng X，etal．Brucellosis in Guangdong Province，People′s Republic of China，2005－2010．Emerg Infect Dis，2013，19（5）：817-818．

［12］李明月，關鵬，黃德生．數學模型支撐下的人布魯氏菌病防控工作特征分析及啟示．醫學動物防制，2016，32（7）：709-711．

（責任編輯：郭海強）

國家自然科學基金項目（71573275）

1．葫蘆島市疾病預防控制中心（125000）

2．中國醫科大學公共衛生學院流行病學教研室

3．中國醫科大學公共基礎學院數學教研室

△通信作者：關鵬，E-mail：pguan＠cmu．edu．cn