我国大陆地区恙虫病时空特征分析及风险预测研究

发布时间：2017-12-09 03:18

  本文关键词：我国大陆地区恙虫病时空特征分析及风险预测研究

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【摘要】：背景自然疫源性疾病是传染病中重要的一大类,其病原体通过媒介生物传给动物宿主或人,存在自然疫源性疾病的地域就称为自然疫源地,它是一种由病原体、宿主及媒介在特定的自然环境中组成的特殊生态系统。随着社会生产的进步,人类活动的范围不断扩大,与一些自然疫源地的接触机会也不断增多,近年来许多自然疫源性疾病在多个国家和地区出现并逐渐兴起,而且多数自然疫源性疾病具有致病力强,病症严重,病死率高且易造成疫情暴发等特点。针对自然疫源性疾病的研究过去主要运用流行病学的原理和方法,采取现场调查,人工检测等手段,受到技术条件的限制,难以充分提取和利用疾病的时间、空间及地理环境等信息,并且在储存分析大量复杂的数据时存在困难。近年来,以地理信息系统(Geographic Information System,GIS)、遥感技术(Remote Sensing,RS)、全球定位系统(Global Position System,GPS)为代表的“3S”空间信息技术广泛应用于地理、生态、农业等领域的研究,并逐渐成功地应用于血吸虫病、莱姆病等自然疫源性疾病的研究中,其对于疾病的空间信息可以充分挖掘利用,并且在数据存储分析和时空分布可视化等方面具有强大的优势,很好地解决了传统流行病学的不足之处,极大帮助了疾病暴发监测系统的搭建,有效提高了应对突发事件的信息处理和宏观决策的能力,成为目前传染病研究中的热点。恙虫病(Scrub Typhus)又称丛林斑疹伤寒,是由恙虫病立克次体引起的急性发热性斑疹伤寒样疾病。恙虫病是一种自然疫源性疾病,通过恙螨幼虫叮咬人体而传播,其宿主为啮齿类动物,尤其以鼠类为主,临床上以发热,叮咬部位出现焦痂、皮疹同时伴淋巴结肿大等为主要特征,严重者可出现多器官衰竭而导致死亡。恙虫病广泛流行于亚洲环太平洋地区,据统计目前有超过10亿人口居住在恙虫病风险区,每年发病人数超过100万。恙虫病对于军队战斗力有很大影响,在以往一些军事行动中曾造成大量非战斗减员。我国是恙虫病的重点疫区,早期主要流行于长江以南地区,80年代以后在北方的山东、江苏、天津等地相继出现恙虫病流行,新的自然疫源地不断被发现,总的流行强度呈现逐渐上升趋势,目前全国除青海、上海以外的其它省份均有恙虫病病例报告,并且该病已经被纳入全国法定传染病报告信息系统。当前针对我国恙虫病的研究主要是针对高发地区的一些暴发疫情等进行的调查分析,研究尺度较小且技术方法相对陈旧,缺乏对我国恙虫病整体长期的准确的认识以及危险因素分析和风险预测研究。因此,非常有必要了解我国恙虫病整体的时空分布特征,分析与恙虫病发生相关的危险因素以及探究未来发病的高风险区域,为恙虫病的防制工作的开展和措施的制定提供科学的依据。目的阐明我国恙虫病整体的流行特征,包括时间、空间、人群分布以及发病的热点聚集区域;探究我国重点区域气象、环境因素与恙虫病发生的相关性;通过构建生态位模型预测我国恙虫病未来发病的风险概率和重点发病区域,同时明确相关危险因素对今后恙虫病发生的驱动效果及贡献值。方法1、收集整理2006年1月-2014年12月全国各县(区)恙虫病发病监测数据,采用描述性流行病学方法分析我国恙虫病发生和死亡的流行特征,包括时间、空间、人群分布;对发病进行全局空间自相关性(spatialautocorrelation)和局部空间自相关性分析(localindicatorofspatialassociation,lisa),并采用时空扫描技术(space-timescanstatistics)探究发病的时空聚集情况。上述过程由microsoftoffice2010、sas9.2、arcgis9.3(esri)和satscan9.1.1软件实现。2、收集整理我国恙虫病高发省份的高发地区(广东省广州市、云南省保山市、福建省漳州市、安徽省阜阳市、山东省临沂市)2006年1月-2013年12月恙虫病发病监测数据以及气象(温度、湿度、降雨量、mei)、植被监测数据,采用spearman秩相关方法分析各因素与发病之间的相关性及滞后作用,并比较不同地区之间的差异。上述过程由microsoftoffice2010、spss16.0软件实现。3、收集整理全国2006-2013年恙虫病个案病例数据,提取病例详细地址后进行空间定位,收集整理同时期全国气象因素(温度、降水、相对湿度、风速)、海拔高度、归一化植被指数(normalizeddifferencevegetationindex,ndvi)、土地利用(landcover,lc)及人口密度的数据后进行插值提取形成1×1km分辨率的栅格图层,构建基于最大熵原理(maximumentropy)的生态位模型(ecologicalnichemodel,enm),预测恙虫病发生的风险性,评估相关危险因素对恙虫病发生的贡献程度。上述过程由microsoftoffice2010、arcgis9.3、maxent3.3.3k软件实现。结果1、2006-2014年全国共计报告恙虫病发病54558例,死亡37例,年均发病率为0.46/10万,年均发病率呈显著上升趋势(cochran-armitage趋势检验,z=172.14,p0.001);共有来自29个省(自治区、直辖市)的1031个县(区)报告了恙虫病病例,但发病总数的77.97%集中于广东、云南、安徽、福建、山东五个省份,不同县(区)的年均发病率范围在0至66.21/10万之间;女性发病率总体上高于男性(χ2=399.22,p0.001),以10岁进行年龄分组后分析显示50-59岁组的发病数最多,占总发病数的22%,农民的发病率显著高于非农民(p0.001);南北方不同省份恙虫病的流行季节存在差异,其中福建、广东、广西的流行趋势双峰分布,发病集中于6-7月和9-10月,云南的流行趋势单峰分布,发病集中于7-8月,安徽、江苏、山东的发病集中于每年10-11月,流行趋势呈单峰分布;全局自相关性分析显示每年恙虫病的发生均呈现空间聚集性,局部空间自相关性分析显示高-高聚集区主要分布于云南、广东、福建等地区,且覆盖范围逐年扩大;各年的发病时空聚集扫描分析结果显示一级聚集区的位置在中东部山东、江苏、安徽地区和西南部云南、四川地区之间转换;对整体时空聚集区内外病例的流行特征比较分析显示聚集区内病例中女性、农民所占的比重更高,年龄更大。2、2006-2013年广州市共报告恙虫病3908例,占广东省发病总数的33.45%,月发病率范围在0-1.80/10万之间;保山市共报告恙虫病2464例,占云南省发病总数的27.46%,月发病率范围在0-12.42/10万之间;漳州市共报告恙虫病1406例,占福建省发病总数的40.76%,月发病率范围在0-1.53/10万之间;阜阳市共报告恙虫病2116例,占安徽省发病总数的61.40%,月发病率范围在0-4.02/10万之间;临沂市共报告恙虫病692例,占山东省发病总数的23.33%,月发病率范围在0-1.07/10万之间;spearman秩相关分析显示各地区的气象、植被因素与发病率均相关(除mei仅与广州市发病相关外),并且具有统计学意义(p0.05),但不同地区各因素的滞后效应有所差异。3、生态位模型预测我国恙虫病发生的高风险区域主要分布于西南部云南,中东部山东、江苏、安徽北部,南部福建、广东、广西等地区,不同年份各因素对模型的贡献百分比有所区别,2006-2009年最高降雨量对模型的贡献值最大(31.6%-45.8%),2010年最低温度的贡献值最大(39.8%),2011-2013年贡献值最大的两个因素都是平均温度(26.8-32.2%)和平均降雨量(29.8%-37.9%);人口密度对模型的贡献值比较稳定,范围在13.7%-31.6%之间,最高温度、最低湿度及海拔对模型也有一定的贡献,分别为0.7%-6.2%,0.2%-4.6%,0.8%-4.3%,NDVI和土地利用对模型的贡献较小,范围均在1%以下;各因素单独与恙虫病发生风险的反应曲线中降雨量、温度及NDVI的曲线较相似,发生风险随变量值的增大而增加,达到高峰后下降的幅度明显,其中,发生风险在月均最高、平均、最低降雨量为600、200、12mm时达到最大,月均最高、平均、最低温度在34、22、12℃时发生风险最高,月均NDVI值在100-200时发生风险较高;发生风险在人口密度在为15000人/平方公里时达到最大,此后随人口密度增加保持稳定,海拔在500m以下时发生风险随海拔升高迅速下降,但在海拔达到2000m时风险值又达到较高水平,而后迅速降低。模型测得的AUC值的范围是0.8613-0.947,符合国际公认的拟合效果较好的标准,对预测风险分布图叠加病例点位置后显示病例基本位于中、高风险区域内或附近,超过70%的恙虫病病例发生在预测的高风险地区,而这些地区仅占2.97%-5.78%的国土面积。结论本研究定量分析了我国恙虫病整体的长期的流行特征,确认了我国恙虫病的流行季节类型特点及发病的高风险人群,通过时空扫描分析技术明确了我国恙虫病发生的时空动态趋势规律,确定了我国恙虫病的三个主要发病地带。通过对恙虫病高发地区危险因素与发病关系进行分析,明确了南北方不同地区之间相关危险因素在发病过程中产生的滞后效应。本研究首次在我国应用生态位模型预测了恙虫病发生的风险区域并评估了相关因素在发生风险中的驱动效果,取得了良好地拟合效果。本研究的结果极大地丰富了对我国恙虫病流行特征的认识,有助于对我国恙虫病高风险区域的识别,同时对高发地区的恙虫病防制措施的制定具有科学的指导意义。
【学位授予单位】：中国人民解放军军事医学科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R513.2

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