溫州地區住院兒童下呼吸道腺病毒感染的流行特征及與氣象因素的相關性

溫順航，林祖潘，周必高，陳小芳，鄭景偉，張海鄰

1.溫州醫科大學附屬第二醫院育英兒童醫院 兒童呼吸科，浙江 溫州 325027；2.溫州市氣象局，浙江 溫州 325027；3.溫州醫科大學附屬眼視光醫院 臨床研究中心，浙江 溫州 325027

人腺病毒（human adenovirus，HAdV）是急性呼吸道感染兒童住院的重要病原體之一，一旦引起肺炎，往往病情重、肺外并發癥多、易遺留慢性氣道和肺疾病[1]。HAdV傳染性強，傳播途徑多樣，流行特征在我國不同地區差異明顯。HAdV感染在北方地區高發季節為冬季，南方地區則為春季和夏季[2]。 氣象因素對呼吸道病毒的復制、傳播及人群免疫狀態都有影響，是呼吸道感染性疾病季節性流行的重要原因[3]，但兒童HAdV感染與氣象因素關系的研究還不多。呼吸道感染與氣象因素之間的關系并不是簡單的線性相關[4]，而廣義相加模型（generalized additive models，GAM）可以改善回歸模型的建模效果和預測精度，是分析氣象資料和疾病關系的重要方法[5]。本研究分析溫州地區住院兒童下呼吸道HAdV感染的季節流行特征，并且基于GAM探討氣象因素（氣溫、濕度、風速、降雨量和降雨天數）與HAdV感染的相關性。

1 資料和方法

1.1 一般資料 回顧性分析2008年1月至2017年12月溫州醫科大學附屬第二醫院育英兒童醫院年齡＜18歲住院兒童中經直接免疫熒光法檢測HAdV抗原陽性的急性下呼吸道感染病例，同1次住院重復檢測有相同結果的病例計為1例。本研究經溫州醫科大學附屬第二醫院育英兒童醫院倫理委員會批準（編號：LCKY2019-234）。

1.2 方法

1.2.1 病原檢測：所有病例均在入院后采集鼻咽吸取物或痰液標本，通過七項呼吸道病毒檢測試劑盒（美國Diagnostic Hybrids公司），采用直接免疫熒光法檢測呼吸道合胞病毒（respiratory syncytial virus，RSV）、HAdV、副流感病毒1-3型（human parainfluenza virus types 1-3，hPIV 1-3）和甲、乙型流感病毒（Inf A、Inf B）。

1.2.2 臨床資料的收集：從呼吸道病毒實驗室數據庫中收集兒童年齡、性別、檢測時間、檢測結果等資料。

1.2.3 氣象因素的收集：從溫州市氣象局的8個氣象站（溫州市區及7個縣市）獲取研究期間每天的氣象數據，按上、中、下旬分段匯總，并將數值表示為每旬的平均暴露量。氣象因素包括：平均氣溫（℃）、平均相對濕度（RH%）、風速（km/h）、降雨量（mm）和降雨天數（d）。

2 結果

2.1 兒童下呼吸道HAdV感染情況 2008—2017年共有89 898例下呼吸道感染住院兒童進行呼吸道病原檢測，中位年齡1.0（0.4，3.0）歲，男59 078例（65.72%），女30 820例（34.28%）。HAdV陽性1 974例（2.20%），中位年齡3.0（1.0，4.0）歲。這10年間，我院收住的HAdV感染兒童例數有明顯增加，2017年達356例（見圖1A）。HAdV檢出率在不同年份里有波動，2013—2017年檢出率在2%～3%（見圖1B）。1 974例兒童的住院時間的季節分布：春季610例（檢出率2.5%）、夏季575例（檢出率3.2%）、秋季293例（檢出率1.4%）、冬季496例（檢出率1.9%），檢出例數和檢出率都是以春末、夏初為高，5—7月達到峰值（見圖1C、D）。

2.2 不同年齡段兒童HAdV感染的季節流行特點 ＞3 歲兒童，HAdV檢出例數和檢出率高峰在5—8月，春末和夏季有季節性流行。而≤3歲幼兒，HAdV檢出例數為4—5月較高，HAdV檢出率以5—7月較高，春末和夏初為流行季節。見圖2。

2.3 溫州地區的氣象因素 月平均氣溫為（18.37± 7.21）℃，最低4.61 ℃，最高28.87 ℃（見圖3）；月平均相對濕度為76.95%±5.87%；月降水量為 （144.76±100.01）mm/月；月降水天數為（14.12± 5.00）d/月；平均風速為（2.01±0.26）m/s。

圖1 下呼吸道感染住院兒童HAdV檢出的年份和月份分布

圖2 不同年齡段下呼吸道感染住院兒童HAdV檢出的月份分布

圖3 2008—2017年溫州地區的平均氣溫

2.4 兒童下呼吸道HAdV感染與氣象因素的關系 單因素分析與多因素分析示平均溫度和平均風速與HAdV檢出率有關（見表1）。基于GAM模型分析：氣溫越高，檢出率越高（P=0.015），而風速越低，檢出率越高（P=0.003）；隨風速的增高，檢出率降低的幅度逐漸減小（見圖4）。

表1 兒童急性下呼吸道HAdV感染與氣象因素的相關性

圖4 兒童下呼吸道HAdV感染和平均溫度、平均風速關系的三維擬合圖

3 討論

2008—2017年的10年間我院共有89 898例住院下呼吸道感染兒童進行呼吸道病原檢測，采用直接免疫熒光法檢出HAdV 1 974例，陽性率為2.2%，高于國內報道[6-7]。2014—2017年河北省兒童醫院收集急性呼吸道感染住院兒童的鼻咽拭子28 512例，采用直接免疫熒光法檢測，檢出率為1.3%[6]。2006— 2015年因急性呼吸道感染在蘇州大學附屬兒童醫院呼吸科住院治療兒童的鼻咽分泌物，采用直接免疫熒光法檢測，HAdV檢出率為0.6%[7]。直接免疫熒光法檢測病毒抗原特異性高，但敏感性稍差，呼吸道標本質量會影響到陽性率[8]。隨著分子診斷技術的發展，RT-RCR在呼吸道病毒檢測方面的應用日益廣泛，陽性檢出率也有提升。2014—2016年，我們收集急性下呼吸道感染住院兒童的鼻咽吸取物標本3 232份，采用RT-RCR技術檢出HAdV 430例，檢出率達到13.3%[9]。本組資料樣本量大，時間跨度長，是研究呼吸道病毒流行特征與氣象因素關系的基礎。雖然本研究為單中心回顧性分析，但納入研究的89 898例患兒來自溫州的各個地區，樣本量大，本地區代表性較好。

雖然HAdV常年都可檢出，但仍有季節性流行的特點[10]。我國地域遼闊，不同地區HAdV感染的季節分布有差異。通常北方地區冬、春季為呼吸道HAdV感染的高發季節，南方地區則在春夏季較為常見[2]。本組資料提示，溫州地區兒童下呼吸道HAdV感染的流行季節為春夏季，與文獻報道[11]一致。但最近有報道北京地區呼吸道感染住院兒童采用qRT-PCR檢測NPS中HAdV核酸，發現檢出高峰在5—8月[12]， 呼吸道HAdV感染的流行規律是否有改變值得關注。因此，對各地區的兒童呼吸道病毒感染的流行特征進行持續監測，觀察氣象因素對呼吸道病毒季節性流行的影響，對兒童呼吸道病毒感染性疾病的防控有重要意義。

溫度通常是影響呼吸道病毒感染季節性流行主要的氣象因素[13-14]。陳正榮等[15]采用多元逐步回歸分析，發現蘇州地區住院兒童HAdV感染與平均氣溫相關，氣溫高的季節，HAdV檢出率高。我們采用GAM模型進行單變量和多變量回歸，發現氣象因素對呼吸道病毒感染的影響并非完全呈線性關系，氣溫越高，HAdV陽性率越高。基于GAM模型的三維擬合圖可以看出，氣溫＞15.0 ℃時，HAdV檢出增幅提高更加顯著。通常認為低溫有利于呼吸道病毒生存、復制和傳播，但有報道溫度越高，腺病毒活性越高[4]，也有學者認為：夏季氣溫較高，可以形成大的HAdV氣溶膠，使得HAdV存活時間延長，感染性增強[14]。本研究還發現：風速與HAdV流行呈負相關，隨風速的增高，檢出率降低的幅度逐漸減小。風速與HAdV流行的機制同樣不清楚，病毒易附于機體皮膚表面或定植于鼻腔黏膜，從而增加了病毒感染的概率[15]，而高風速不利于病毒黏附，有助于黏附病毒的脫落，可能是影響HAdV流行的部分原因。

氣象因素對健康的效應評價多采用時間序列進行分析。本研究的解釋變量為氣溫、相對濕度、降雨量、降雨天數和風速，反應變量為住院兒童下呼吸道感染HAdV陽性率。GAM能有效處理和識別變量間的非線性相關，是國內外學者分析氣象因素或空氣污染影響人群健康的重要方法[5，16]。本研究采用R軟件構建GAM模型，實現溫度和風速對兒童HAdV流行影響的可視化。R軟件是一款免費、開源的統計分析軟件，其mgcv包可構建GAM模型，靈活設定模型中的各項參數，還可繪制氣象因素的暴露-反應曲線，三維擬合圖可以直觀展示氣象因素與健康效應的關系[17]。

本研究有一定的局限性：①直接免疫熒光法檢測呼吸道病毒抗原靈敏度較低，因此HAdV陽性率率可能低于HAdV的實際感染率[18]；②由于HAdV抗原檢測不能區分病毒血清型，因此無法了解HAdV不同血清型感染的流行病學特征；③由于沒有收集病例的臨床特征及輔助檢查等資料，因此缺乏疾病譜和病情嚴重程度的數據。

綜上所述，溫州地區住院兒童下呼吸道HAdV感染的好發季節為春末、夏初，5—7月達到高峰。氣溫和風速會影響下呼吸道HAdV感染，較高的平均溫度與較低的風速與HAdV感染呈正相關。