狀態(tài)空間模型在麻疹流行趨勢研究中的應用.pdf

1、背景與目的：
　　麻疹是由麻疹病毒引起的急性感染性疾病，其傳染源為處在傳染期的麻疹病人，主要傳播途徑為飛沫傳播，是嚴重威脅公共衛(wèi)生安全的重要傳染性疾病。中國向世界衛(wèi)生組織承諾2012年消除麻疹，但由于各種原因，全國麻疹仍然有升高趨勢。山東省人口密度較高，流動性大，因此根據(jù)麻疹發(fā)病特征，探索近年來麻疹疫情特征仍具有重要的公共衛(wèi)生意義。常見的流行病學研究方法包含觀察性研究和實驗性研究，而理論流行病學方法研究較少。常規(guī)的常微分方程傳染病

2、動力學模型，具有建模簡單、計算較快的特點，但該方法估計的參數(shù)對應馬爾科夫鏈的均值，未考慮隨機因素對發(fā)病數(shù)的影響，同時常微分方程模型輸出曲線平滑，對發(fā)病數(shù)據(jù)較少的地市并不適用。卡爾曼濾波針對實際發(fā)生病例數(shù)和真實發(fā)病數(shù)之間的區(qū)別加入隨機因素，是一種經典的研究方法，但要求發(fā)病數(shù)據(jù)、噪聲和參數(shù)滿足正態(tài)性假設，因此該方法具有一定局限性。狀態(tài)空間模型(Space StateModel)則假設發(fā)病數(shù)據(jù)、噪聲和參數(shù)滿足任意分布，是理論流行病學研究中的新

3、方法。近年來缺少針對疫苗保護率進行的專項研究，缺乏疫苗保護率等數(shù)據(jù)，因此針對重要的不確定參數(shù)應當進行多種假設。理論流行病學以基礎再生數(shù)(R0)來衡量麻疹的傳染性，該參數(shù)是單個病例平均能夠傳染的二代病例數(shù)，該值的大小說明麻疹傳染性的高低。本研究利用基礎再生數(shù)表明不同地市麻疹暴發(fā)的風險，并為山東省麻疹消除計算所需要的疫苗保護率，旨在為山東省麻疹消除的政策制定提供科學指導。
　　資料與方法：
　　本研究資料來源于傳染病網絡直報系統(tǒng)

4、，提取了山東省2014～2015年麻疹個案數(shù)據(jù)（包含發(fā)病時間和地點等信息）。并根據(jù)麻疹發(fā)病時間和地點，建立合適的狀態(tài)空間模型，利用迭代濾波(Iterated Filter)對參數(shù)進行估計，置信區(qū)間采用輪廓似然函數(shù)估計。根據(jù)國家麻疹消除標準，麻疹消除目標定義為發(fā)病率低于百萬分之一。通過統(tǒng)計模擬估計在不同疫苗保護率假設下，麻疹消除的概率。
　　結果：
　　1.山東省2014～2015年麻疹基礎再生數(shù)
　　在麻疹發(fā)病數(shù)量保持

5、不變的情況下，當疫苗保護率分別為50％、60％、70％和80％時，相應的基礎再生數(shù)分別為2.49(95％ CI:2.45～2.55)、2.61(95％CI:2.55～2.69)、3.34(95％CI:3.29～3.48)和5.07(95％ CI:4.96～5.24)。
　　2.山東省2014～2015年17地市麻疹基礎再生數(shù)
　　山東省17地市麻疹基礎再生數(shù)從高到低依次為4.20（濟寧）、4.12（泰安）、3.93（菏澤）、

6、3.92（德州）、3.81（濰坊）、3.81（萊蕪）、3.47（煙臺）、3.45（日照）、3.42（濟南）、3.33（東營）、3.27（棗莊）、3.21（淄博）、2.98（濱州）、2.91（威海）、2.87（青島）、2.39（臨沂）和2.35（聊城）。全省呈現(xiàn)西高東低，南高北低的趨勢。
　　3.消除麻疹目標疫苗保護率
　　根據(jù)模擬計算結果，假設真實疫苗保護率為60％，若通過疫苗免疫使疫苗保護率提高至75％，麻疹消除概率為30

7、.32％;疫苗保護率提高至78.13％，麻疹消除概率為95.15％;疫苗保護率提高至80.00％，麻疹的消除概率為99.80％。假設真實疫苗保護率為70％，若通過免疫措施使疫苗保護率提高至81.55％時，則有95.30％的概率實現(xiàn)麻疹消除，當目標免疫率達到82.50％時，麻疹的消除概率為99.22％。
　　結論：
　　1.不同城市之間麻疹傳播能力不同，全省呈現(xiàn)西高東低，南高北低的趨勢。
　　2.如果真實世界疫苗保護率較