基于環(huán)境因素預測腎綜合征出血熱和瘧疾傳播風險.pdf

1、背景：腎綜合征出血熱(hemorrhagic fever with renal syndrome，HFRS)是由不同型別的漢坦病毒(hantavirus，HV)引起的一種以發(fā)熱、出血、腎功能損害等為主要臨床特征的自然疫源性疾病。在我國引起HFRS的病原體主要是漢灘型(Hantaan virus，HTNV)和漢城型（Seoul virus，SEOV）漢坦病毒，分別引起大約10％和1%的病死率。我國是世界上HFRS發(fā)病最多的國家，HFRS病

2、例數(shù)占世界報道病例數(shù)的90%以上。病例以青壯年人群為主，不僅對人民身體健康和生命安全造成危害，而且對社會經(jīng)濟發(fā)展造成嚴重影響，已經(jīng)成為一個嚴重的公共衛(wèi)生問題。近年來，我國HFRS的流行趨勢呈現(xiàn)出一些新特點：由單一型疫區(qū)向混合型疫區(qū)演變，家鼠型疫區(qū)范圍不斷擴大，并有向大城市蔓延的趨勢，形成新疫區(qū)，部分姬鼠型疫區(qū)依然維持較高的發(fā)病水平。但導致新疫區(qū)HFRS病例數(shù)增加的可能的環(huán)境因素尚不清楚，姬鼠型疫區(qū)氣候因素與HFRS傳播之間的定量關(guān)系有待

3、進一步確定。
　　 瘧疾是一種經(jīng)瘧蚊(Anopheles)叮咬而感染瘧原蟲而引起的全球性急性蟲媒傳染病。自2000年以來，安徽省是我國瘧疾疫情波動幅度最大的一個省份，瘧疾疫情呈驟升趨勢，近幾年安徽省每年發(fā)病數(shù)位于全國前列。各個區(qū)縣的發(fā)病率具有很大的差異，那么近幾年安徽省瘧疾流行的時空分布有何特點、發(fā)病熱點區(qū)域又在何地？這是我們瘧疾防控中亟需解決的科學問題。同時，瘧疾的流行具有一定周期性的特點，而且發(fā)病率的時間序列多是雜亂的、復雜

4、的、非平穩(wěn)的，以前的研究很少考慮發(fā)病率時間序列的這些特點，因此有必要開展我國一些瘧疾典型疫區(qū)的流行周期性特點以及氣候因素對瘧疾發(fā)病的“驅(qū)動效應(yīng)”的研究。
　　 目的：①探討HFRS家鼠型新疫區(qū)北京市宿主動物感染HV的空間分布特點，確定影響宿主動物感染HV的主要環(huán)境因素，建立北京市宿主動物感染HV的空間預測模型；②定量評價氣候因素對東北大興安嶺林區(qū)姬鼠型疫區(qū)HFRS傳播的影響：③明確安徽省瘧疾流行的時空分布特點，確定安徽省瘧疾發(fā)病

5、的熱點區(qū)域；④闡明我國瘧疾典型疫區(qū)的流行周期性特點，評價氣候因素對瘧疾發(fā)病的“驅(qū)動效應(yīng)”。
　　 方法：通過現(xiàn)場調(diào)查與實驗室檢測，結(jié)合遙感影像利用Logistic回歸和空間統(tǒng)計分析，對北京市宿主動物感染HV的風險進行預測；利用互相關(guān)分析和時間序列泊松回歸分析，定量地評價我國東北大興安嶺林區(qū)氣候因素對姬鼠型疫區(qū)HFRS傳播的影響；利用空間自相關(guān)和空間統(tǒng)計分析安徽省瘧疾發(fā)病的時空分布特點，利用時空掃描聚集性分析確定安徽省瘧疾發(fā)病的熱

6、點地區(qū)；利用交叉小波變換和小波相干技術(shù)確定瘧疾典型疫區(qū)（安徽省、海南省、云南省）流行的周期性特點，確定氣候因素對瘧疾流行的“驅(qū)動效應(yīng)”。
　　 結(jié)果：①在2005年到2007年HFRS的流行季節(jié)，在北京市86個調(diào)查點共布放鼠夾22250夾夜，捕獲嚙齒動物1639只。經(jīng)RT-PCR(Reverse transcription polymerasechain reaction)檢測，獲得陽性宿主動物117只，其帶毒率7.14%。多因

7、素Logistic回歸分析結(jié)果顯示園地、水田和40-80m海拔是宿主動物感染HV的危險因素，而林地則是宿主動物感染HV的保護因素。最終模型是：Logit(P)=1.059×水田+0.115×園地+2.285×(40-80m海拔)-1.909×林地。建立的風險預測圖顯示北京市HFRS的高風險區(qū)主要位于市區(qū)和近郊區(qū)縣。同時利用HFRS病例的發(fā)病地點對風險預測圖的可靠性進行了驗證。②在內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂倫春族自治旗和莫力達瓦達斡爾族自治旗，互相關(guān)

8、分析的結(jié)果顯示月平均降雨量、月平均地表溫度、月平均相對濕度和多變量厄爾尼諾南方濤動指數(shù)(Multivariate El Nino SouthernOscillation Index,MEI)都與HFRS發(fā)病是相關(guān)的，但存在3-5個月不等的滯后效應(yīng)。在鄂倫春族自治旗，在控制了自回歸、季節(jié)性、長期趨勢后，3個月前的月均降雨量、4個月前的月均地表溫度、3個月前的月均相對濕度、4個月前的MEI在HFRS的傳播中起了重要的作用。最終時間序列泊松回

9、歸模型提示地表溫度每升高1℃HFRS發(fā)病數(shù)將會增加11.4%。降雨每增加1mm、相對濕度每增加1%、MEI每增加1個單位，HFRS發(fā)病數(shù)可能會增加1.1%、2.9%、55.3%。HFRS發(fā)病數(shù)與預期數(shù)擬合的非常好（偽R2=79.43%）。在莫力達瓦達斡爾族自治旗，在控制了自回歸、季節(jié)性、長期趨勢后，4個月前的月均降雨量、5個月前的月均地表溫度、4個月前的月均相對濕度、4個月前的MEI在HFRS的傳播中發(fā)揮了重要的作用。最終時間序列泊松回

10、歸模型提示地表溫度每升高1℃ HFRS發(fā)病數(shù)將會增加16.8%。降雨每增加1mm、相對濕度每增加1%、MEI每增加1個單位，HFRS發(fā)病數(shù)將會增加0.5%、3.2%和73.6%。建立的模型效果較好（偽R2=75.91%）。③安徽省各縣區(qū)瘧疾發(fā)病率呈現(xiàn)明顯的地區(qū)差異，90年代后期疫情主要在安徽中部地區(qū)，2001年以后瘧疾疫區(qū)流行區(qū)域迅速擴大，高發(fā)地區(qū)從安徽中部轉(zhuǎn)移到淮北地區(qū)?？臻g趨勢分析結(jié)果顯示瘧疾發(fā)病率在東西方向和南北方向均具有明顯的趨

11、勢變化，總體上北方高于南方，在東西方向上發(fā)病率呈現(xiàn)“n”型?？臻g自相關(guān)的結(jié)果顯示在安徽省范圍內(nèi)瘧疾的空間分布存在一定的聚集性的特點。時空聚集性分析（最大空間窗口半徑為安徽省50%的總?cè)丝凇⒆畲髸r間窗口為研究時期的50%）確定了一級聚類區(qū)分布于安徽省北部13個縣市，其高發(fā)時段為2003.06-2008.10。當時空半徑設(shè)為25%時，時空聚集性分析結(jié)果顯示一級聚類區(qū)分布于安徽省北部10個縣市，其高發(fā)時段為2005.07-2007.11。二級

12、聚類區(qū)分布于安徽省中東部14個縣市，其高發(fā)時段為2002.06-2003.10。④連續(xù)小波變換的結(jié)果顯示安徽省瘧疾發(fā)病率除了發(fā)現(xiàn)1年的周期外，還發(fā)現(xiàn)了5-6年和12年的年際間的周期。海南省瘧疾發(fā)病率存在8年左右的周期，1年的周期沒有達到統(tǒng)計學水平。而云南省瘧疾發(fā)病率只發(fā)現(xiàn)了1年的周期。當?shù)貧夂蛞蛩兀ń涤?、溫度、濕度）的周期?年周期為主，而MEI除了1年周期還發(fā)現(xiàn)了年際周期。交叉小波和小波相干分析結(jié)果顯示：在安徽省，月均瘧疾發(fā)病率和月均

13、降雨量、溫度（月平均溫度、月最高溫度、月最低溫度）、相對濕度、MEI之間是相干的，頻域上兩者以1年周期模式為主（除MEI以2-4年頻域為主外），兩者的位相關(guān)系從同步到滯后5個月不等，并且兩者之間關(guān)系是間斷的、不連續(xù)的。在海南省，月均瘧疾發(fā)病率和月均降雨量、溫度是持續(xù)相干的，與相對濕度、MEI之間存在短暫的相干，兩者的位相關(guān)系從同步到滯后1個月。在云南省，月均瘧疾發(fā)病率和月均降雨量、溫度、相對濕度、MEI之間是持續(xù)相干的，兩者的位相關(guān)系從

14、同步到滯后1個月，頻域上都是以1年周期模式為主。
　　 結(jié)論：本研究明確了HFRS新疫區(qū)北京市宿主動物感染HV的空間分布特點，確定了影響宿主動物感染HV的主要環(huán)境因素，建立了北京市宿主動物感染HV的空間風險預測地圖：定量地評價了我國東北大興安嶺林區(qū)氣候因素對姬鼠型疫區(qū)HFRS傳播的影響；明確了安徽省瘧疾流行的時空分布特點，確定了安徽省瘧疾發(fā)病時空熱點區(qū)域；確定了我國瘧疾典型疫區(qū)的瘧疾流行的周期性特點，評價了氣候因素對瘧疾發(fā)病的“