寧波市氣溫變率與兒童手足口病的關聯性分析*

寧波市疾病預防控制中心(315010)

谷少華 丁克琴 易 波 陸蓓蓓 王愛紅△

【提 要】 目的 分析外界氣溫波動和兒童手足口病之間的短期關聯。方法 收集寧波市2010-2015年0～12歲兒童手足口病報告數據和同期的地面氣象監測資料，采用氣溫變率(temperature variability，TV)作為氣溫波動的替代指標，利用時間序列分析方法定量評估氣溫變率和手足口病之間的關聯，以及不同年齡組和不同季節時效應的差異。 結果 2010-2015年寧波市共收集到0～12歲兒童手足口病報告病例138190例，其中93.17%的病例集中于5歲及以下兒童。研究發現，氣溫變率與手足口病之間存在統計學關聯(P<0.05)，并在累積滯后0～3天(TV0-3)時效應值最大。TV0-3每升高1℃，0～12歲兒童手足口病發病風險升高1.47%(95%CI：0.56～2.39%)；3～5歲組和6～12歲組兒童手足口發病風險分別增加2.03%(95%CI：0.64～3.45%)和 3.18%(95%CI：0.52～5.91%)。不同滯后天數時均未發現0～2歲組兒童受到氣溫變率的影響。冷季和溫季時，氣溫變率的影響顯著；而熱季時則未見氣溫變率的效應存在。結論 外界氣溫波動劇烈可能會增加兒童手足口病的發病風險，年齡和季節是該效應的修飾因子。

手足口病是一種主要以腸道病毒71型(EV71)和柯薩奇病毒A16型(CVA16)感染引起的急性傳染病[1-2]。該病多發生于5歲以下的兒童，春秋季多見，平均潛伏期為3～5天，癥狀主要表現為發熱和手、足及口腔黏膜等部位出現皰疹，少數病例有嚴重并發癥[2-3]。多項研究發現兒童手足口病的發生與氣溫有密切關系，例如一項針對全國143個城市的研究發現，隨著室外氣溫升高，兒童手足口病的發病人數逐漸增多[4-6]。這些研究對解釋手足口病的發病機理，進而指導政府和公眾采取相應預防和控制措施有重要意義。

盡管氣溫和手足口病之間的關系已經得到證實，但是卻缺少短期氣溫波動對該疾病影響的研究結果。目前有研究采用日較溫差或日間溫差作為氣溫波動的替代指標，發現氣溫波動增大時可能會造成手足口病發病增多[7-9]。但是由于氣溫波動對人體的影響是一個連續的過程，而這兩個指標均無法反映連續的氣溫波動情況，因此以上研究結果可能并不全面。Guo et al在研究中采用了氣溫變率(temperature variability，TV)指標來分析氣溫波動和人群死亡之間的關系，該指標綜合了日較溫差和日間溫差分別代表的氣溫波動情況，以及其滯后效應，更能代表連續的氣溫波動過程[10]。本文收集了寧波市2010-2015年兒童手足口病發病數據，擬采用時間序列分析方法探討氣溫變率和手足口病之間的短期關聯，同時比較不同季節時氣溫波動影響的差異。

資料與方法

1.數據收集和整理

寧波市手足口病資料來自“中國疾病預防控制信息系統”的“傳染病信息報告系統”模塊，所有病例均已通過當地醫院和疾控中心審核。本研究僅分析0～12歲兒童手足口病例數據，并按照年齡將人群分為3個組別：0～2歲(幼兒期)，3～5歲(學齡前兒童)，6～12歲(小學時期)[4-5]。

同期氣象數據下載自“中國氣象數據網”(http://data.cma.cn/data)，包括鄞州和慈溪兩個站點的日最高氣溫、日均氣溫、日最低氣溫、日均相對濕度、日照時間等變量，根據各監測站數據計算出全市區域平均值，作為人群氣象因素暴露量。

氣溫變率是指暴露時間段內日最高氣溫和日最低氣溫的標準差，計算方法如下[10]：

TV0-t=SD(MinTemplagt,MaxTemplagt,MinTemplagt-1,MaxTemplagt-1,…,MinTemplag0,MaxTemplag0)

TV0-t：累積0～t天的氣溫變率，t≥1；MinTemplagt：滯后t天的日最低氣溫；MaxTemplagt：滯后t天的日最高氣溫；SD：標準差。

例如：累積0～1天(當天和前一天)的氣溫變率即為TV0-1=SD(MinTemplag1,MaxTemplag1,MinTemplag0,MaxTemplag0)，依次類推。

2.數據分析

本研究采用近似泊松回歸(quasi-Poisson)和分布滯后非線性模型(distributed lag non-linear model,DLNM)方法，在排除長期趨勢和季節趨勢、氣溫、濕度、日照時間、星期幾效應和節假日效應的基礎上，分析氣溫變率與兒童手足口之間的短期關聯[11]。具體模型如下：

log[E(Yt)]=TV0-t+cb(Tempt,df)+ns(RHt,3)+ns(Sunt,3)+ns(Time,7×6)+vDOW+ηHoliday+α

Yt：t日的兒童手足口發病人數；TV0-t：累積0～t日的氣溫變率，根據疾病潛伏期確定氣溫變率影響的最長滯后時間為7天[1-3]，不同暴露天數的氣溫變率分別納入模型；Tempt：t天的日均氣溫，按照非線性效應納入模型，最長滯后時間為14天，選擇自由度(df)均為4；RHt和Sunt：t天的日均相對濕度和日照時間，自由度均為3；Time：時間變量，參考以往文獻選擇自由度為7/年[10-11]；DOW和Holiday：星期幾和節假日，按照啞變量納入模型，v和η為其相應的效應參數；cb：交叉基函數；ns：自然三次樣條函數；α：截距。

為研究不同季節時氣溫變率對兒童手足口病影響的差異，本研究按照寧波市月平均氣溫的高低將全年分為熱季(6～9月)、冷季(12月～次年3月)和溫季(4～5月、10～11月)，并將氣溫變率和季節的交互項納入模型。具體模型如下：

log[E(Yt)]=TV0-t×Season+cb(Tempt,df)+ns(RHt,3)+ns(Sunt,3)+ns(Time,7×6)+vDOW+ηHoliday+α

Season：季節，按照月平均氣溫分為熱季、冷季和溫季。

根據以上方法，本文分別分析了不同年齡組兒童在不同暴露天數時受到氣溫變率的影響，并采用超額危險度(excess risk,ER)作為氣溫變率短期效應的評價指標，文中ER表示為氣溫變率每升高1℃時手足口發病增加的百分比，ER=(RR-1)×100%。研究均采用R軟件(3.1.1版)進行統計分析，分布滯后非線性模型采用“dlnm”程序包，檢驗水準為0.05。

結 果

2010-2015年寧波市共報告0～12歲兒童手足口病發病138190例，平均每天為(63.07±57.19)例，其中93.17%的病例集中于5歲及以下兒童。0～2歲組兒童發病人數最多，平均每天為(30.87±26.13)例，3～5歲組和6～12歲組平均每天發病分別為(27.89±27.92)例和(4.31±5.56)例。如圖1所示，寧波市兒童手足口病發病具有明顯的季節性，4～7月為第一個發病高峰，部分年份10～12月出現第二個發病高峰；不同年齡段兒童的發病高峰基本一致。

同期寧波市日最低氣溫、日均氣溫和日最高氣溫分別為(14.19±9.01)℃，(17.58±8.90)℃和(21.97±9.24)℃，平均日均相對濕度為(73.72±12.44)%，平均日照時間為(4.84±4.10)小時。如圖2所示，不同季節的氣溫變率存在差異，冷季和溫季時的氣溫波動較大，熱季時較小。

圖1 2010-2015年寧波市0～12歲兒童手足口報告發病數的時間分布

圖2 2010-2015年寧波市日均氣溫和氣溫變率(TV0-1)的箱式圖

如圖3所示，去除長期趨勢、日均氣溫等混雜因素后，氣溫變率與手足口病之間的關聯仍有統計學意義(P<0.05)。TV0-1、TV0-2、TV0-3每升高1℃，0～12歲兒童手足口發病風險分別增加1.00%(95%CI：0.11～1.90%)、1.19%(95%CI：0.21～2.19%)和1.47%(95%CI：0.56～2.39%)，但是更長時間的氣溫變率與手足口病之間的關聯無統計學意義。分年齡組的分析結果發現，隨著氣溫變率增加，3～5歲和6～12歲兒童的手足口病發病增加，且均在TV0-3時效應最強；不同暴露日數的氣溫變率對0～2歲組的影響均無統計學意義。TV0-3每升高1℃，0～2歲組，3～5歲組和6～12歲組手足口發病風險分別增加0.54%(95%CI：-0.68%～1.77%)、2.03%(95%CI：0.64%～3.45%)和 3.18%(95%CI：0.52%～5.91%)。

圖3 氣溫變率每升高1℃時，不同人群組手足口發病的超額危險度及其置信區間(%)

如圖4所示，冷季和溫季時，氣溫變率和手足口病之間的關聯有統計學意義；熱季時則未見氣溫變率效應的存在。氣溫變率(TV0-3)每升高1℃，冷季和溫季時0～12歲兒童手足口發病人數風險增加1.84%(95%CI：0.04～3.66%)和1.55%(95%CI：0.12～3.00%)。分年齡組分析發現，冷季時氣溫變率對3～5歲兒童影響較強，氣溫變率(TV0-3)每升高1℃，手足口發病人數增加3.00%(95%CI：0.69～5.36%)；溫季時氣溫變率對6～12歲兒童影響較強，氣溫變率(TV0-3)每升高1℃，手足口病發病風險增加5.74%(95%CI：2.08～9.52%)，詳情見表1。

討 論

本研究為首次利用氣溫變率指標探討連續的氣溫波動和兒童手足口病之間的關聯，并分析了不同季節條件和不同年齡組兒童受到氣溫波動影響的差異。研究發現短期內的氣溫波動增大與兒童手足口病增多存在關聯，6～12歲組受到氣溫波動的影響最大，冷季和溫季時氣溫波動的效應更強。該研究彌補了以往無法計算連續氣溫波動對兒童手足口病影響的缺陷，為公眾了解氣溫波動和手足口病之間的關系提供了更豐富的證據。

圖4 不同季節條件下氣溫變率每升高1℃時，0～12歲兒童手足口病的超額危險度

盡管手足口病在全年均可能出現，但是該病具有明顯的季節性，同時發病高峰在不同地區的出現時間并不一致，例如中國北方地區手足口病往往從夏季開始發病增多，而新加坡的發病高峰則出現在春季[1]。這種季節性差異與外界環境密切有關，研究發現，氣溫、濕度、氣壓、日照和風速等環境因素的變化均可能與手足口病存在關聯[12-14]。首先，環境因素可能影響到外界手足口病相關病毒的數量，適宜的環境能夠使病毒更容易繁殖而不容易滅活，因此造成環境中手足口病毒的數量出現波動[15]。其次，外界環境也會影響人群的生活方式和行為習慣，增加或減少人們外出活動的機會，從而改變了人群感染病毒的風險[16]。

本文發現氣溫變率增大時手足口病的發病例數上升，這表明室外氣溫波動同樣可能是手足口病的影響因素之一。高溫或低溫會使人感到不適，而短期內劇烈的氣溫波動對人體的影響可能更為顯著[10]。以往文獻證實，人體的溫度調節系統無法適應快速的氣溫變化，當外界氣溫波動較大時，心率、血壓、血脂水平、血漿纖維蛋白原含量、免疫功能相關指標等均會受到影響，人體變得更為脆弱，也更容易感染疾病[17-18]。另外，本研究發現氣溫變率的效應值在累積滯后0～3天時最大，該時間與手足口的平均潛伏期也基本相同[1-3]。

表1 不同季節條件下氣溫變率(TV0-3)每升高1℃時，不同年齡組兒童手足口病發病的超額危險度及其95%置信區間(%)

*：效應有統計學意義，P<0.05。

外界氣溫暴露量的差異可能造成不同人群受到氣溫波動的影響并不一致。通過不同年齡組的分析發現，6～12歲兒童受到氣溫波動的影響最強，而0～2歲兒童受到的影響則無統計學意義。這種差異很可能與不同年齡組兒童的生活習慣有關，0～2歲的幼兒往往在室內活動，受到氣溫波動的影響較小；而高年齡段兒童在室外活動的時間逐漸增多，因此也更容易受到室外氣溫波動的影響。Yin等[7]在四川的研究發現，與0～5歲組的手足口病患兒相比，6～14歲組的兒童對日較溫差的變化更為敏感，該結論與本研究一致。

季節可能會對氣溫波動的效應起到修飾作用，本研究發現冷季和溫季時氣溫波動對手足口疾病的影響顯著，而在熱季時則未見該效應存在。夏季時較高的氣溫和較強的紫外線可能會抑制手足口病毒的繁殖，從而使其發病風險降低[4,15]。另一方面，盡管高溫或低溫均會影響到人群健康，但是低溫對健康的危害更大，持續時間也更長[19]。例如，Zhou 等[20]在中國8個城市開展了日較溫差對死因影響的研究，發現冬季時的影響較夏季時更大；而Yang 等[21]對廣州市的研究則發現低溫可以增強溫差的健康損害。此外，寧波市處于中國南方地區，冬季沒有集中供暖，該地區人群也普遍缺乏對寒冷天氣的防范意識，可能也更容易受到低溫的影響[21]。

需要注意的是，由于時間序列研究本質上屬于生態學研究方法，因此本研究結果并不能直接說明氣溫變率和兒童手足口病之間存在因果關系，未來仍需對此開展深入的研究。盡管如此，本研究發現了氣溫波動和兒童手足口病之間存在統計學關聯，研究結果為未來更進一步地分析提供了線索，也為制定手足口病的預防控制措施提供了科學依據。