人感染禽流感和登革热时空分布与传播风险评估研究

发布时间：2019-11-21 10:56

【摘要】：背景:人感染禽流感(human infection with avian influenza)是指由禽流感病毒(avian influenza viruses,AVIs)感染人引起的一类疾病。AVIs属于甲型流感病毒属,一般该病毒只感染禽类,当病毒在传播过程中会发生基因重配或重组,一旦获得感染人的能力,人接触病毒即可能引发感染,从而导致人禽流感疾病的发生。禽流感病毒有多个亚型,近年来报告能直接感染人的禽流感病毒亚型主要包括:H5N1、H7N9、H10N8、H5N6和H7N7型。我国是受禽流感威胁最严重的国家之一,我国大陆在2003年首次报道了人感染高致病性H5N1禽流感(highly pathogenic avian influenza H5N1,HPAI H5N1)病例后,在2013年3月、10月和2014年又相继报道了新发人感染H7N9型、H10N8型和H5N6型禽流感。流行病学研究显示,人感染高致病性H5N1禽流感和人感染H7N9禽流感的感染者发病初期表现为流感样症状,有发热、咳嗽,伴头痛、肌肉酸痛和全身不适等特征,重症感染者可能会导致死亡。人感染高致病性H5N1禽流感的病死率高达60%;截至2014年12月,全国共报告了45例人感染高致病性H5N1禽流感病例,其中死亡30例(病死率为66.7%);到目前为止,禽流感疫情已经在我国大部分省份和地区均有报道,对国民经济和公众健康造成了巨大的威胁。自2004年我国内地首次报道了禽间高致病性H5N1禽流感疫情以来,各级政府采取了多种措施进行禽流感疫情的防控,如大力开展禽流感防控知识的宣传、疫区周边关闭活禽市场和停止活禽交易和运输、对疫点周围3公里范围内的活禽进行捕杀、掩埋和消毒、疫点外围5公里范围的家禽进行应急免疫接种等措施。农业部自2005年底开始实行大规模的家禽强制免疫计划,2006年又启动了高致病性禽流感监测计划,对有效预防与控制高致病性H5N1禽流感疫情发挥了重要作用。然而,我国2013年3月又出现新发人感染H7N9禽流感疫情,截至2014年4月15日,全国已报告405例人感染H7N9禽流感病例,死亡115例(病死率为28.4%),该疫情主要分布于我国南方的12个省和两个直辖市。针对该疫情,国家卫生和计划生育委员会相继公布了诊断和治疗防控指导方案,国家农业部门也相继印发了动物H7N9禽流感监测和疫情处置方案等指导文件,全面开展家禽疫情排查和病毒监测工作。我国每年家禽养殖约150亿羽,受禽流感的影响较为严重。开展禽流感时空分布与传播风险评估研究,明确禽间高致病性H5N1禽流感疫情和人感染H5N1、H7N9禽流感疫情的时空分布特征,分析其可能的影响因素,并进行传播风险评估、预测和预警,对于禽流感的防控具有重要的公共卫生意义。登革热(dengue fever,DF)是我国近年再肆虐的传染病,南方大部分地区(主要为城市疫区)的主要传播媒介为白纹伊蚊(Aedes albopictus)。在过去的五十年里,全球登革热病例急剧增多,发病率大约增加了30倍。世界卫生组织(World Health Organization,WHO)的研究报告提示,当前,DF已成为威胁全球公众健康的十大热带传染病之一。我国自1978年广东省报告DF疫情以来,广东、海南、广西、福建、云南等南方省份先后出现多次DF暴发流行。2014年,我国广东省再次出现DF暴发疫情,一年就报告了45,189例登革热病例,造成6名患者死亡,达到近30年多来的最高发病水平。开展广东省DF时空分布与传播风险评估研究,明确DF的时空分布特征,分析引起暴发流行的主要影响因素,并进行有针对性的传播风险评估、预测和预警,对于DF疫情的防控具有重要的公共卫生意义。目的:针对近年来严重危害人群健康的两种人感染禽流感疫情(人感染H5N1和H7N9禽流感),明确近年来我国禽间高致病性H5N1禽流感疫情的时空分布特征,分析其空间分布和时间动态相关的影响因素,研究家禽免疫接种等防控措施对于禽间高致病性H5N1禽流感疫情的影响,构建传播风险评估模型对我国各地区高致病性H5N1禽流感的传播风险进行预测和评估;明确人感染H7N9禽流感疫情的时空分布特征和人群分布特征,确定其影响区域的范围和动态扩散特征,阐明引发人感染H7N9禽流感的生态环境、社会经济及气象相关的影响因素,预测我国人感染H7N9禽流感的高风险区域,以便有针对性防控策略的制定。针对我国人感染高致病性H5N1禽流感和人感染H7N9禽流感时空分布的异质性,明确导致其时空分布差异的影响因素,并应用构建的生态位模型对两种人感染禽流感的高风险区域进行了预测,评估两种人感染禽流感共同传播区域的分布范围,为有针对性的流行病学监测和防控措施的制定提供科学依据。针对2014年广东省登革热暴发疫情,从广东省登革热的防控需求出发,明确广东省登革热疫情的时空分布特征及时空动态趋势,探讨引起广东省登革热暴发流行的相关因素,并构建统计模型对其传播风险区域进行评估,为有针对性防控策略的制定提供科学依据。方法:收集2003年以来我国禽间高致病性H5N1禽流感疫情数据、人感染高致病性H5N1禽流感的疫情数据、禽间HPAI H5N1禽流感的病原学监测和免疫密度监测数据、人感染H7N9禽流感疫情报告数据,分别与全国1:5万的基础数字地图建立空间关联,综合应用空间统计、缓冲区分析、空间趋势面分析等方法研究其时空动态分布特征。收集和整理与禽流感发生、流行扩散可能相关的生态环境、社会经济和气象等资料,应用面板Logistic回归分析、生态位和增强回归树(Boosted Regression Trees,BRT)模型等对引起其时空分布异质性的影响因素进行分析,并基于构建的危害评估模型对其传播风险进行预测评估。收集2006年~2014年广东省DF疫情个案数据,与广东省乡镇数字地图建立空间关联,综合应用空间统计、空间趋势面和BRT模型对DF疫情、病毒型的时空动态分布特征进行分析,评估影响其传播流行的主导因素,并对其传播风险进行预测;针对登革热流行的典型疫区广东省广州市,综合使用连续小波、小波相干分析等方法探究了登革热疫情的周期性及其与气象、多变量厄尔尼诺南方涛动指数(Multivariate EI Ni?o Southern Oscillation Index,MEI)和输入病例的关联性。应用的分析软件主要包括:Arc GIS 9.3,Geoda 0.9i,STATA 10.0,MAXENT,R语言和MATLAB等软件和编程环境。结果:(1)近年来,我国共发生106起家禽高致病性H5N1禽流感疫情和7起野鸟疫情,分布于20个省(自治区、直辖市)的140个区县,禽间高致病性H5N1禽流感在2004年年初和2005年底出现两个流行高峰后,呈现散发和低发的状态;2006年国家农业部实行强制免疫措施以来,禽间仍能监测到H5N1型禽流感病毒。面板Logistic回归模型显示:家禽免疫密度、到最近的地级市和国道的距离(交互项)、到最近湖泊和湿地的距离(交互项)、人口密度和时空自相关项共计五个因素对禽间高致病性H5N1禽流感疫情的发生具有显著影响;其中免疫密度、到最近地级市和国道的距离(交互项)、到最近湖泊和湿地的距离(交互项)对禽间高致病性禽流感的发生为负效应,OR值分别为0.78(0.74 0.84,P0.001),0.96(0.94 0.99,P=0.002)和0.87(0.78 0.96,P0.001)。人口密度和时空自相关项显示为正效应,OR值分别为1.44(1.19 1.73,P0.001)和1.45(1.30 1.63,P0.001)。基于上述影响因素建立的高致病性H5N1禽流感疫情风险预测图显示:我国华东和华南的大部分地区是高致病性H5N1禽流感疫情发生与传播的高风险区域,以长江中下游地区,珠江地区的传播风险最高。(2)截至2013年5月30日,我国人感染H7N9禽流感病例主要集中在上海市、江苏省和浙江省等长江中下游地区,疫情大约在关闭活禽市场一周后即出现显著下降的趋势;上海市和江苏省的患者主要分布在城市,浙江省和全国其他地区约半数以上的病例来自农村地区。BRT显示,人感染H7N9禽流感的空间分布和活禽市场的数量、人口密度、灌溉地百分比、建筑用地百分比、温度和相对湿度六项因素显著相关,其贡献度分别为28.57%、8.23%、11.76%、8.55%、8.38%和12.32%。绘制的人感染H7N9禽流感传播风险预测地图显示,我国人感染H7N9禽流感的风险区域主要分布于上海、浙江、江苏、安徽等省份及其周边省份(如山东、安徽、江西、福建等省),该模型预测的广东省广州地区也是人感染H7N9禽流感的高风险区域,此外,风险区域还包括北京、沈阳、吉林和新疆的部分区域,上述预测结果被后续发生的疫情所验证。(3)人感染H7N9禽流感和人感染高致病性H5N1禽流感的报告病例大多数发生在冬季和春季。人感染H7N9禽流感病例集中分布在长三角和珠三角地区,人感染高致病性H5N1禽流感病例在全国范围内呈现散发的特征。生态位模型结果显示,与暴露相关的因素,包括靠近活禽市场、人口密度、靠近候鸟分布区是人感染H7N9禽流感和人感染高致病性H5N1禽流感的共同的影响因素,对两种人感染禽流感疫情发生的贡献度都在60%左右。与环境相关的因素对人感染H7N9禽流感和H5N1禽流感的影响存在差异。相对湿度、温度、到最近针阔混交林的距离、海拔对人感染H7N9禽流感疫情发挥作用,其相对贡献度分别为24.0%、6.9%、6.4%和5.2%,而到最近水田的距离、到最近湿地的距离和到最近常绿阔叶林的距离是人感染高致病性H5N1禽流感的主要环境影响因素,其相对贡献度分别为15.2%、6.1%和5.2%。其他变量包括家禽养殖密度、到最近落叶针叶林、落叶阔叶林、灌丛、草地和水体的距离等,在两种人感染禽流感的初筛模型中贡献度都小于2.0%。基于传播风险预测地图和动物宿主密度等生态学背景信息建立的四类高风险区域分布地图显示:Ⅰ类高风险区(2种人感染禽流感的共同风险区域、动物宿主密集)零散的分布于我国东南沿海地区,如上海、福建、广东和浙江等省份;Ⅱ类高风险区(2种人感染禽流感的共同风险区域、动物宿主密度低)主要分布在安徽、广东等省份;Ⅲ类高风险区(单独的人感染H7N9禽流感的高危区域)主要分布于安徽、浙江、江苏和上海等地;Ⅳ类高风险区(单独的人感染高致病性H5N1禽流感的高危区域)主要分布于贵州、安徽、北京、辽宁等地。(4)广东省登革热时空分布特征及传播风险评估研究显示:2014年广东省共报告45,189例患者,暴发疫情最先由输入性病例开始,6月份出现本地感染病例,9~10月份发病数达到顶峰;老年人群罹患率最高,儿童较低;患者中共发现三种病毒型(DENV1-3),其中DENV-1是2014年广东省DF疫情的主要流行病毒型。基于乡镇街道尺度建立的BRT模型显示广东省2014年DF疫情暴发与各乡镇街道的建筑用地百分比、降雨量、温度、人口密度和人均国民生产总值显著相关,贡献度分别为46.65%、12.40%、8.27%、17.55和11.29%。绘制的登革热传播风险评估地图提示广东省DF的高风险主要分布于珠三角区域、东部的汕头、潮州和揭阳等沿海区域、以及西部的湛江和茂名沿海地区。(5)连续小波分析显示:广州市登革热疫情在2010年以后存在1年的周期波动,在2007年和2010年还存在半年的周期波动;交叉小波和小波相干分析结果显示:广州市2006~2014年月登革热发病数和月平均温度、月降雨量、相对湿度和日照时数显著相关,但存在1~3个月不等的滞后效应;在2010年以后,登革热月发病数和月平均风速、MEI都显著相关,也存在1~3个月不等的滞后效应。结论:本研究阐明了我国高致病性H5N1禽流感的时空分布和主要的影响因素,明确了我国高致病性H5N1禽流感的高风险区域;针对新发人感染H7N9禽流感疫情,阐明了早期疫情的流行特征和传播的影响因素,评估了其传播流行的高风险区域,并在后续的疫情中获得验证;针对人感染高致病性H5N1禽流感和人感染H7N9禽流感的时空分布异质性,阐明了导致二种人感染禽流感空间分布差异相关的暴露和环境影响因素,并结合动物宿主的生态学背景信息划分出我国上述二种人感染禽流感的不同等级的风险区。在广东省登革热时空分布特征及传播风险评估研究中,明确了其流行的重点区域(广州市和佛山市占所有病例的90%以上),确定2014年的流行早于往年,并出现以老年人罹患率最高、儿童较低的流行模式(与东南亚的新加坡和越南不同,与往年也不同),明确了建筑密集、人口密度高、经济发达以及合适的气象条件对本次登革热的传播流行具有显著的影响。
【图文】：

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26图 2-2 我国大陆高致病性 H5N1 疫情的空间分布地图，2004～2012（A：我国大陆禽间高致病性 H5N1 禽流感疫情的季节分布地图，黑色三角表野鸟中高致病性 H5N1 禽流感疫情，蓝色圆圈代表人感染高致病性 H5N1 禽病例，红色圆圈代表家禽中感染高致病性 H5N1 禽流感疫情，圆圈的大小代表情中死亡的家禽数目，背景橙黄色为家禽养殖密度分布；B：我国大陆病原学阳样本来源分布地图，背景蓝色为家禽免疫密度分布）

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我国大陆高致病性 H5N1 疫情、病原学阳性监测结果的季节分我国大陆禽间高致病性 H5N1 禽流感疫情季节分布地图，2004B：我国大陆病原学阳性结果季节分布地图，2006～2012）高致病性 H5N1 禽流感的影响因素和风险评估例-对照”研究，在面板 Logistic 单因素统计分析结果中，免、城市、湖泊、湿地、人口密度、家禽养殖密度、夏季的平均计降雨量、土地覆盖、平均海拔和时空自相关等都和家禽高致关；面板数据多因素回归分析结果显示免疫密度、到最近的重离乘积的交互项、到最近湖泊和湿地的距离的乘积的交互项、关共计五个因素相关。其中免疫密度、到最近的地级市和国道到最近湖泊和湿地的距离（交互项）显示为负作用，，OR 值分 P<0.001), 0.96 (0.94 0.99, P=0.002 ) 和 0.87 (0.78 0.96, P<0自相关项显示为正效应，OR值分别为1.44 (1.19 1.73, P<0.00
【学位授予单位】：中国人民解放军军事医学科学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R511.7;R512.8

【参考文献】