2011—2020年湖南省學(xué)生結(jié)核病時(shí)空特征分析

龔德華 唐益 譚文倩 王巧智

結(jié)核病是一種慢性呼吸道傳染病，學(xué)校是人群高度聚集場所，一旦出現(xiàn)肺結(jié)核患者，很容易在校園內(nèi)傳播，這不僅影響學(xué)生和老師身心健康，甚至?xí)绊懙綄W(xué)校正常教學(xué)秩序。近年來，空間流行病學(xué)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于傳染病防控研究工作中，利用空間分析技術(shù)研究結(jié)核病空間分布特征，預(yù)測其流行趨勢等的研究也不少[1-3]。本研究收集了《中國疾病預(yù)防控制信息系統(tǒng)》的子系統(tǒng)《結(jié)核病管理信息系統(tǒng)》中2011—2020年湖南省學(xué)生結(jié)核病登記病例相關(guān)信息數(shù)據(jù)，利用時(shí)空聚集統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)和可視化技術(shù)，分析湖南省登記學(xué)生結(jié)核病發(fā)病率時(shí)空分布特征，為湖南省學(xué)校結(jié)核病防控策略制定提供政策依據(jù)。

資料和方法

一、資料來源

登記學(xué)生結(jié)核病病例相關(guān)信息數(shù)據(jù)來源于《中國疾病預(yù)防控制信息系統(tǒng)》的子系統(tǒng)《結(jié)核病管理信息系統(tǒng)》，在此系統(tǒng)“患者病案管理”模塊下載2011年1月1日至2020年12月31日登記的學(xué)生結(jié)核病患者病案信息，共17 397條。學(xué)生人口數(shù)據(jù)來源于《湖南省統(tǒng)計(jì)年鑒》及第七次全國人口普查信息，各市州經(jīng)緯度數(shù)據(jù)來源于百度地圖各市州中心點(diǎn)坐標(biāo)值。

二、研究方法

1.構(gòu)建地理信息數(shù)據(jù)庫：從百度地圖各市州中心點(diǎn)坐標(biāo)值獲得市州尺度水平經(jīng)緯度信息，根據(jù)登記學(xué)生患者現(xiàn)住址市州與湖南省市州級失量化電子地圖進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，建立學(xué)生病例地理信息數(shù)據(jù)庫。

2.空間自相關(guān)分析[4]：用ArcGIS 10.7軟件進(jìn)行全局和局部自相關(guān)空間分析，并對空間分析結(jié)果進(jìn)行可視化地圖制作。空間自相關(guān)分析包括全局空間自相關(guān)分析和局部空間自相關(guān)分析兩部分，以莫蘭指數(shù)(MoranI)作為統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，MoranI值介于-1～1之間，取值為正且越接近1則表示聚集性越高，取值為負(fù)且越接近-1，則代表數(shù)據(jù)越分散，取值越接近為0，則數(shù)據(jù)越可能是隨機(jī)分布，α=0.05。

3.時(shí)空聚集性分析[4-5]：采用SaTScan 9.5軟件進(jìn)行時(shí)空聚集性分析，選擇泊松分布(Possion)為概率模型，最大空間聚集區(qū)域?yàn)檠芯科诘?0%，最小時(shí)間聚集為1年，掃描聚類形式為高值聚類，蒙特卡羅模擬檢驗(yàn)次數(shù)設(shè)置為999，α=0.05。以空間動(dòng)態(tài)窗口掃描統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ)，通過計(jì)算不同圓心、不同半徑下動(dòng)態(tài)窗口區(qū)域內(nèi)與區(qū)域外空間單元屬性的似然比(likelihood rate，LLR)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)推斷，得出窗口內(nèi)部和外部區(qū)域?qū)W生結(jié)核病登記發(fā)病率的差異，在差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的前提下，若LLR值越大，則認(rèn)為掃描動(dòng)態(tài)窗口所涵蓋的區(qū)域?yàn)榫奂瘏^(qū)的概率越大，根據(jù)LLR值的大小可以依次探測不同級別可能聚集區(qū)的聚集中心和聚集半徑，同時(shí)計(jì)算區(qū)域相對危險(xiǎn)度(relative risk，RR)。選擇LLR最大且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的窗口為一類聚集區(qū)，其他LLR值較小且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的窗口為二類聚集區(qū)。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

應(yīng)用Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和整理，運(yùn)用SPSS 13.0軟件進(jìn)行描述性分析及推斷性分析，組間發(fā)病率差異的比較采用χ2檢驗(yàn)。利用ArcGIS 10.7軟件計(jì)算MoranI值，進(jìn)行全局和局部自相關(guān)空間分析，并進(jìn)行時(shí)空聚集可視化表達(dá)；采用SaTScan 9.5軟件計(jì)算LLR，進(jìn)行時(shí)空掃描分析，均以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

一、2011—2020年學(xué)生結(jié)核病登記發(fā)病情況

2011—2020年學(xué)生結(jié)核病登記發(fā)病率呈下降-上升-下降趨勢，上升趨勢維持在2016—2018年，2018年高達(dá)21.97/10萬，之后逐年下降，見表1。2011—2020年湖南省學(xué)生結(jié)核病平均登記發(fā)病率在不同市州間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=1875.295，P=0.000)，登記發(fā)病率排在前三位的依次是湘西州(32.96/10萬，1678/509.1萬)、張家界市(22.66/10萬，600/264.79萬)和常德市(19.18/10萬，1432/746.53萬)，其后依次是益陽市(14.53/10萬，882/606.90萬)、湘潭市(14.42/10萬，724/502.12萬)、衡陽市(13.98/10萬，1949/1394.15萬)、長沙市(13.86/10萬，2611/1884.13萬)、婁底市(12.51/10萬，920/735.32萬)、郴州市(12.42/10萬，1206/971.23萬)、永州市(12.11/10萬，1325/1094.00萬)、岳陽市(11.43/10萬，988/864.28萬)、邵陽市(11.19/10萬，1489/1330.08萬)、株洲市(10.95/10萬，754/688.43萬)和懷化市(10.53/10萬，839/797.0萬)。

表1 2011—2020年湖南省學(xué)生結(jié)核病登記發(fā)病情況

二、全局空間自相關(guān)分析

2011—2020年學(xué)生結(jié)核病登記發(fā)病率存在空間聚集性(MoranI=0.316，P<0.05),2011—2012年，2014年和2016—2018年學(xué)生結(jié)核病登記發(fā)病率無空間聚集性(P值均>0.05)，2013年(MoranI=0.379，P=0.045)、2015年(MoranI=0.353，P=0.041)、2019年(MoranI=0.472，P=0.007)和2020年(MoranI=0.434，P=0.014)學(xué)生結(jié)核病登記發(fā)病率存在空間聚集性。見表2。

表2 2011—2020年湖南省學(xué)生結(jié)核病登記發(fā)病率

三、局部空間自相關(guān)分析

2011—2020年學(xué)生結(jié)核病登記發(fā)病率局部空間自相關(guān)呈現(xiàn)3種聚集模式：高-高、低-低、低-高。除2014年未形成聚集區(qū)外，其他9年均形成了聚集區(qū)，高值聚集區(qū)(高-高聚集)主要集中在張家界市，研究10年期間內(nèi)，張家界市出現(xiàn)8次高值聚集，僅2014年和2016年未形成高值聚集區(qū)。2018—2020年逐步形成了以長沙市為中心的低值聚集區(qū)域，其中岳陽市在2018年和2019年屬于低值聚集區(qū)域，2020年差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，湘潭市僅在2018年出現(xiàn)了低值聚集，益陽市在2020年出現(xiàn)在了低值聚集區(qū)域，之前任何1年均未形成聚集(圖1)。

圖1 2011—2020年湖南省學(xué)生肺結(jié)核登記發(fā)病率局部空間自相關(guān)分析

四、時(shí)空聚集性分析

對2011—2020年湖南省學(xué)生結(jié)核病登記發(fā)病率進(jìn)行時(shí)空掃描，結(jié)果顯示學(xué)生結(jié)核病登記發(fā)病率存在時(shí)空聚集性，共發(fā)現(xiàn)2個(gè)時(shí)空聚集區(qū)。一級聚集區(qū)分布于湖南省西北部，包括張家界市、湘西州和常德市，聚集中心坐標(biāo)經(jīng)度110.48E，緯度29.12N，聚類半徑116.79 km,聚集時(shí)間為2017—2020年，區(qū)域內(nèi)實(shí)際登記學(xué)生患者2075例，期望患者884.93例，LLR=622.22，RR=2.53，P<0.001。二級聚集區(qū)覆蓋5個(gè)市州，分別是郴州市、衡陽市、永州市、邵陽市和株洲市(表3，圖2)。

圖2 2011—2020年湖南省登記學(xué)生結(jié)核病患者時(shí)空聚集分析

表3 2011—2020年湖南省各地市登記學(xué)生結(jié)核病患者時(shí)空聚集性分析

討 論

學(xué)生結(jié)核病報(bào)告發(fā)病率約為全人群的1/4～1/3，近年來，結(jié)核病整體疫情呈逐年下降趨勢[6]，但是聚集性疫情，甚至學(xué)校結(jié)核病突發(fā)公共衛(wèi)生事件時(shí)有發(fā)生[7-8]。自2017年來，各級政府、教育和衛(wèi)生部門陸續(xù)出臺(tái)了各種學(xué)校結(jié)核病防控方案和指南，要求學(xué)生結(jié)核病患者進(jìn)行休復(fù)學(xué)管理，這關(guān)系到每一例學(xué)生結(jié)核病患者的升學(xué)或就業(yè)，甚至關(guān)聯(lián)到學(xué)生患者背后的一個(gè)家庭或幾個(gè)家庭，社會(huì)影響極大。傳統(tǒng)流行病學(xué)分析無法把地理因素納入相關(guān)分析，無法獲得空間相關(guān)性對疾病分布的影響，利用空間分析技術(shù)可獲得疾病時(shí)空分布特點(diǎn)，探索傳染病時(shí)空聚集性，找出潛在的高風(fēng)險(xiǎn)聚集區(qū)域和時(shí)段，并實(shí)現(xiàn)疾病地理分布的可視化[9-11]。

本研究顯示，2011—2020年湖南省學(xué)生結(jié)核病登記發(fā)病率呈下降-上升-下降趨勢。有研究顯示，2011—2018年湖南省學(xué)生結(jié)核病發(fā)病趨勢與全國學(xué)生發(fā)病趨勢[6]和鄂爾多斯市[12]學(xué)生發(fā)病情況相似，均呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，隨著學(xué)校結(jié)核病防控措施的落實(shí)和加強(qiáng)，2018—2020年登記發(fā)病率逐年下降，這一結(jié)果與龐艷等[13]研究結(jié)果類似。

通過全局自相關(guān)分析和局部自相關(guān)分析顯示，2011—2020年學(xué)生結(jié)核病登記發(fā)病率呈現(xiàn)空間聚集性，高值聚集區(qū)域相對固定，2018年前低值區(qū)域無或覆蓋市州較少，2018年后低值聚集區(qū)域覆蓋市州增加也相對固定。通過局部自相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，高值聚集區(qū)域主要集中在湖南省西北部，包括張家界市和湘西州。時(shí)空掃描分析發(fā)現(xiàn)，熱點(diǎn)區(qū)域仍然是湖南省西北部，但較局部自相關(guān)分析時(shí)新增加了常德市，從地理位置來看，三市州緊鄰，與結(jié)核病傳播特性基本吻合，類似于應(yīng)倩和陳坤[14]的研究結(jié)果。從聚集中心坐標(biāo)和聚類半徑覆蓋范圍來看，還是以張家界市和湘西州為主，這一結(jié)果與唐益等[15]的研究結(jié)果基本一致。另外，有關(guān)研究顯示少數(shù)民族聚集區(qū)，地處偏遠(yuǎn)山區(qū)，交通不便利，平均氣溫低，經(jīng)濟(jì)條件差，文化程度水平低等這些客觀條件會(huì)制約結(jié)核病防控效果，結(jié)核病疫情易形成聚集[3-4，11，16]。本研究結(jié)果也進(jìn)一步驗(yàn)證了此關(guān)聯(lián)性。

綜上所述，本研究發(fā)現(xiàn)在市州尺度上湖南省學(xué)生結(jié)核病患者分布存在空間聚集性，學(xué)生結(jié)核病患者發(fā)病熱點(diǎn)在湖南省西北部區(qū)域，尤其以張家界市和湘西州居多。為降低學(xué)校結(jié)核病疫情，減少聚集性疫情發(fā)生，建議加強(qiáng)高值聚集區(qū)域?qū)W校結(jié)核病防控力度，針對不同特征區(qū)域采取個(gè)性化的防控措施。

本研究尚存在一定的局限性，學(xué)生結(jié)核病病例相關(guān)信息數(shù)據(jù)僅包含了《中國疾病預(yù)防控制信息系統(tǒng)》子系統(tǒng)《結(jié)核病管理信息系統(tǒng)》中登記的患者，對于未就診或未登記的學(xué)生患者未統(tǒng)計(jì)在內(nèi)，因此可能低估了實(shí)際學(xué)生結(jié)核病患者數(shù)；其次，因?yàn)椴糠謱W(xué)生患者工作單位存空項(xiàng)或不全的現(xiàn)象，因此無法更準(zhǔn)確獲取病例聚集發(fā)生的學(xué)校，無法進(jìn)行學(xué)校尺度上的空間分析；第三，因暫未獲得縣級學(xué)生人口數(shù)，無法從縣級水平算出學(xué)生登記發(fā)病率，本次研究僅從市州尺度上進(jìn)行了空間特征分析，要獲得更詳細(xì)、更準(zhǔn)確的學(xué)生結(jié)核病空間分布特征需進(jìn)一步研究。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突

作者貢獻(xiàn)龔德華：采集數(shù)據(jù)、分析/解釋數(shù)據(jù)、起草文章、統(tǒng)計(jì)分析；唐益：對文章的知識性內(nèi)容作批評性審閱、指導(dǎo)；譚文倩：采集數(shù)據(jù)；王巧智：對文章的知識性內(nèi)容作批評性審閱、指導(dǎo)