甘肅省手足口病時間風險特征的空間聚集性探測研究*

甘肅省疾病預防控制中心(730000) 劉海霞 劉新鳳 楊筱婷 茍發香 鄭蕓鶴 魏孔福 蔣小娟 成 瑤 張 宏

【提 要】 目的 探討甘肅省手足口病的時空分布特征和發病風險區域，評估防控措施實施效果。方法 收集2018年甘肅省87個縣每周手足口病數據，分析手足口病的時間風險特征指數，采用空間聚類分析方法對時間風險特征指數的發病風險區進行可視化探測和分析。結果 2018年甘肅省手足口病共報告病例13571例，報告發病率為51.73/10萬，全年有兩個發病高峰。手足口病的時間風險特征指數(頻率指數為0.430，持續時間指數為4.657，強度指數為11.106)存在空間聚集性，3個時間風險特征指數在定西市安定區和蘭州市七里河區均呈現高值聚集狀態，是手足口病發病的熱點區域。結論 甘肅省手足口病發病存在時空聚集性，安定區和七里河區是手足口病的發病高風險區域，不同發病風險區防控措施效果不同。

手足口病是由多種人腸道病毒引起的急性傳染病，在世界各地均有流行[1]。中國自2008年將手足口病列入丙類傳染病報告以來，手足口病一直位居法定傳染病的前列[2]，也是甘肅省的高發傳染病，發病近年呈上升態勢[3]。手足口病傳播途徑多樣，傳染性強，易引起暴發疫情，甘肅省地形狹長，氣候條件復雜，手足口病在不同地域發病不同[4]，導致疫情防控難度大。本研究旨在對手足口病的發病頻率、持續時間和發病強度等時間風險特征指數進行空間統計學分析，從而探討甘肅省手足口病的時空分布特征，為優化手足口病防控措施提供科學依據。

資料與方法

1.資料來源

甘肅省手足口病的病例數據來自“中國疾病控制信息系統”，排除疑似病例和地址不詳病例，按發病日期分別統計甘肅省2018年52周87個縣(區)的數據。人口數據來源于國家統計局。甘肅省1：25萬矢量化縣界地圖由中國疾病預防控制中心提供。

2.研究方法

(1)空間掃描統計：本次研究通過 SatScan 9.1.1.0軟件運用移動窗口法，探測研究區域疾病的空間聚集性，對每個掃描窗口分析實際數和期望數計算對數似然比(log likelihood ratio，LRR)，選取LLR值最大的窗口為高發病聚集窗口，確定此窗口所包括的縣區，并計算該地區的相對危險度(RR)，LLR的P值可以通過Monte Carlo 隨機化法得到，模擬次數選擇999。將聚集區通過ArcMap 10.2進行可視化展示。

(2) 時間風險特征指數分析：本研究對時間風險指數[頻率指數(α)、持續時間指數(β)和強度指數(γ)]進行統計，分析傳染病發病風險程度，評估流行病期間采取的預防或控制策略的有效性，這對公共衛生工作者和衛生行政人員是非常重要的[5]。

頻率指數(α)是指在整個研究期間的某一周內發生一例或多例手足口病病例的概率。表述如下：

其中TW是研究期間的總周數(52周)。CW是整個研究期間發生一個或多個病例的累積周數。當頻率指數(α)接近1時，某些周內手足口病發病的頻率越大，接近0時發病的頻率越低。

持續時間指數(β)是指整個研究期間手足口病感染持續發生的平均周數。其表述如下：

β=CW/PV

式中，CW如上所述，PV是整個研究期間流行波的總數。本文中的流行波是由手足口病病例出現并持續發生的周所構成，一旦某周手足口病無病例出現則一個流行波結束。持續時間指數(β)越高，病例出現后持續的時間越長，病毒突變的可能性越大。

強度指數(γ)指流行波中手足口病活動的嚴重程度。表述如下：

γ=IR/PV

其中，IR是手足口病的發病率，PV如上所述。強度指數(γ)指病例連續發生數周內手足口病流行的強度。強度指數(γ)越大，意味著更多的病例集中發生在整個流行過程中，易發生人群播散，導致爆發或流行。

(3)時間風險指數的空間映射分析：本研究對全省87個縣區的3個時間風險指數運用Geoda 1.60軟件進行空間自相關分析，通過分析地理單元和相鄰單元的觀測值之間疾病的空間相關性程度來探索聚集區域[6-7]。并采用ArcGIS 10.2軟件進行時間風險特征指數的空間可視化呈現，以確定甘肅省手足口病發病的高風險地區。本方法采用Moran′sI指數作為全局空間自相關的分析指標，確定事件是否與空間存在自相關，全局Moran指數I的取值范圍為[-1，1]。以標準化統計量Z(I)檢驗其統計學意義。當Moran′sI>0且Z>1.96，P<0.05時，說明病例呈聚集性分布，有高值聚集區或低值聚集區存在；當Moran′sI<0且Z<-1.96，P<0.05時，說明病例呈離散性分布；當Moran′sI=0且Z的取值在-1.96和1.96之間，P≥0.05，說明病例空間分布可能是隨機分布。進而通過空間局部自相關分析和Lisa圖的生成，空間關聯模式分為四種類型：High-High(高值聚類、熱聚類區域)；Low-Low(低值聚類、冷聚類區域)；Low-High；High -Low。前兩種是空間正自相關，后兩種是空間負自相關。

與蘇教版相比，康軒版的編排順序主要有3個方面的不同．其一，康軒版安排的5個活動是“同分母分數相除”“整數除以分數”“異分母分數相除”“有余數的除法”及“關系”，分數除法類型與蘇教版不同，其每一個活動內的例題基本按照除數是真分數、假分數、帶分數（大陸小學數學教材一般不涉及帶分數）除法呈現．其二，不同類型的分數除法的算法是統一的，即都化成相同單位的分數進行計算，在此基礎上引導學生發現除以一個數等于乘這個數的倒數的規律．其三，安排了“有余數的分數除法”．兩種版本編排順序上的差異反映出編寫者對知識邏輯結構理解的差異．

結 果

1.手足口病的時間分布

甘肅省手足口病2018年共報告病例13571例，死亡5例。全年均有病例報告，有兩個高峰，5～7月為發病第一個高峰期，占全年發病總數的56.73%，其次為9～11月，占所有發病數的25.19%，如圖1所示。

圖1 甘肅省2018年手足口病周發病分布

2.手足口病報告發病率的空間分布

2018年甘肅省手足口病報告發病率為51.73/10萬，報告發病率前五位的縣區為：定西市臨洮縣228.40/10萬、隴南市兩當縣185.93/10萬、定西市安定區142.76/10萬、定西市渭源縣122.95/10萬、武威市古浪縣120.82/10萬，如圖2。

圖2 甘肅省2018年手足口病報告發病率空間分布

3.甘肅省2018年手足口病空間掃描分析

應用SaTScan軟件進行空間掃描統計，手足口病最大可能聚集區集中在中部的定西市，覆蓋2個縣半徑為43.16km，發病數1612例(LLR=993.62，P<0.001)，該聚集區手足口病的發病風險是其他區域的4.09倍；第二可能聚集區在蘭州市城關區，發病數1337例(LLR=285.33，P<0.001)，該聚集區手足口病的發病風險是其他區域的2.14倍；第三可能聚集區在定西市安定區，發病數624例(LLR=252.33，P<0.002)，該聚集區手足口病的發病風險是其他區域的2.92倍，詳見表1。

表1 甘肅省2018年手足口病高發病率空間掃描統計結果

4.時間風險特征指數：手足口病的頻率指數為0.430，持續時間指數為4.657，強度指數為11.106，見表2。3個時間風險特征指數的相關性分析顯示，頻率指數與持續時間指數的相關系數為0.87，持續時間指數與強度指數的相關系數為0.62，持續時間指數與強度指數的相關系數為0.84，表明時間風險特征指數之間存在較強的相關性。

表2 甘肅省2018年手足口病時間風險特征指數

5.時間風險特征指數的空間自相關分析：手足口病的發病率和3個時間風險特征指數的Moran′sI均為正值，Z值均大于1.96，表明時間風險特征指數的分布不是隨機的，存在有統計學意義的正向空間自相關，呈聚集性分布，見表3。

表3 甘肅省2018年手足口病報告發病率和時間風險特征指數全局自相關系數

甘肅省2018年手足口病報告發病率的熱點區域(High-High)主要集中在定西市安定區、蘭州市七里河和安寧區。時間風險特征指數LISA統計量的局部自相關檢驗顯示：頻率指數的熱點區域(High-High)主要集中在定西市安定區、隴西縣，蘭州市的七里河區、榆中縣、安寧區、城關區、皋蘭縣和西固區，白銀市會寧縣、景泰縣，天水市麥積區和秦州區；持續時間指數的熱點區域(High-High)主要集中在定西市安定區，蘭州市七里河和榆中縣，隴南市兩當縣；強度指數的熱點區域(High-High)主要集中在定西市安定區和蘭州市七里河，見圖3。

圖3 甘肅省2018年手足口病時間風險特征指數的LISA關聯類型圖

討 論

本次研究顯示甘肅省手足口病呈明顯季節性分布，有兩個發病高峰，分別是5～7月和9～11月，這與全國及其他省份的情況相似[8-10]，這可能與氣溫、日照時數、降水量等氣象因素有關[11-12]，5月甘肅氣溫上升，雨水增多，濕度增大，可能有助于病毒的生存；同時人口密度等社會因素也與手足口病的發病有關[3-4]，學校、托幼機構等人群流動和擁擠的場所，密切接觸傳播的風險高，使手足口病發生與傳播的可能性增加。

本研究顯示，手足口病的頻率指數為0.43，表明1年中接近一半的時間有手足口病的發病，最大值為0.90，提示甘肅省內某縣(區)全年幾乎均有手足口病發病；持續時間指數為4.66，表明手足口病全省平均持續發病4周，持續時間最大值為21，表明手足口病最長持續時間21周；強度指數為11.11，表明在10萬人中，約有11人可能在手足口病流行期間被感染，最大值為76.13，則可能某縣區有76人被感染手足口病病毒。手足口病的3個時間特征指數之間的相關系數均超過0.60，表明三者間存在較強的相關性，提示手足口病一旦發病，持續發生的可能性大，病毒有可能發生變異，易在人群中造成病毒播散，進而形成暴發或流行[5，13]。

本研究對手足口病的報告發病率和時間風險特征指數進行空間自相關分析，結果顯示手足口病的報告發病率、頻率指數、持續時間指數和強度指數的Moran′s I均為正值，呈正向空間自相關，表明手足口病發病在甘肅省有空間聚集性。進一步進行局部空間自相關檢驗顯示，定西市安定區和蘭州市七里河的報告發病率和3個時間特征指數均最高，為手足口病發病的熱點區域(High-High)，其發病頻次高，持續時間長，傳播強度大。定西市安定區和蘭州市七里河可能是甘肅省手足口病播散的源頭，病毒發生變異的可能性大，且易發生手足口病暴發疫情，是衛生行政部門重點關注的重點區域，應當集中衛生資源，采取有效措施控制疫情的播散[5]。蘭州市榆中縣頻率指數和持續時間指數高，強度指數低，原因可能是當地衛生專業人員與教育部門密切協作，對托幼機構和學校等手足口病高發場所加強疫情監測，主動搜索病例，做到早發現、早居家隔離、早處置等防控措施，起到遏制手足口病在人群中播散，阻斷傳播途徑的作用，導致強度指數低。蘭州市安寧區、城關區、皋蘭縣和西固區，白銀市會寧縣、景泰縣，天水市麥積區和秦州區的手足口病僅頻率指數高，表明這些縣區存在防控盲點區域或場所，主要原因可能是尚未明確手足口病的傳播來源，在盲點區域或場所采取的防控措施未到位或失效，導致手足口病在這些區域呈點狀頻繁發生，但因采取的措施在整體防控過程中起到了人群阻斷作用，僅點狀區域發病，發病后持續時間短，傳播強度低，致使病毒尚未在人群大范圍播散，因此這些縣區的衛生專業人員需時刻關注點狀發病區域的動態發展以及區域間的關聯，尋找防控措施未起作用的原因，調整防控策略。隴南市兩當縣僅持續時間指數高，由于發病頻次低，累積的病例少，易被衛生專業人員忽略，往往因病例持續低強度存在，導致手足口病在該區域的人群中呈輕度或潛在播散的形式。

本研究分別對甘肅省手足口病的報告發病率和時間風險特征指數(頻率指數、持續時間指數和強度指數)分別進行了全局和局部相關分析。比較顯示，發病率是傳統流行病學一般用來衡量疾病嚴重程度的指標[14]，不能反映疾病的發生是偶然的還是聚集的，對其進行空間掃描和相關分析只能靜態呈現空間聚集性區域，但不能評價疫情發展的態勢和防控措施的有效性。而傳染病是一個動態的過程，在地理指標上疊加時間風險特征指數，彌補了單純分析發病率的不足，增加了時空維度，更有利于識別空間風險區域，評估不同發病風險區防控措施的效果[5，15-17]；同時，時間風險特征指數可進行實時評估，短期預警，及時調整防控措施。

本研究通過時間風險特征指數空間聚集性的探測分析，明確了甘肅省手足口病防控的重點區域，評估了不同地區手足口病發病風險以及采取防控措施的效果，為衛生行政部門制定手足口病的防控策略提供了科學依據。但本研究是在不考慮氣象等環境因素的前提下對手足口病時間風險特征指數進行的空間分析，對采取的防控措施未進行量化評估，這些方面存在的局限性還需在今后深入的研究中進一步分析。