三种主要传染病与气象因素的关系研究

发布时间：2017-06-07 20:15

  本文关键词：三种主要传染病与气象因素的关系研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：背景气象因素对人类健康、工业生产以及社会发展都有不可忽视的影响。其中,气象因素对传染病的影响与人类健康息息相关。虽然国家已建立对传染病的记录监控系统,并采取相应的防控措施,但部分传染病发病率仍然较高,如我国是肺结核发病数最多的第三大国。同时,由于我国人口数较多,经济发展不平衡且横跨温带、亚热带以及热带地区,疟疾、手足口病以及肺结核等传染病仍有爆发的可能。此外,广东省作为中国的人口大省,地处热带、亚热带地区,其环境气温较高、湿度大,为传染病的传播提供了适宜的条件。同时,人口流动性较高,有助于疾病在各省市之间的快速传播,因而针对广东省、乃至全国的传染病研究具有深远意义。本文基于传染病的发病率、重要性以及代表性选取疟疾、手足口病以及肺结核为主要研究对象。其中,疟疾与肺结核是继人类免疫缺陷病毒(Human Immunodeficiency Virus或HIV)之后的世界前三大传染病。疟疾为虫媒传染病的典型代表,有助于对气象因素作用于蚊虫,而后影响发病的传染病研究。肺结核是一种通过空气传播的难治愈的慢性疾病,也是多年来我国医学领域的一大难题。此外,手足口病为广东省发病率最高的丙类传染病,多发于儿童且易爆发的特点使其成为不可忽视的重要疾病之一。因此,本研究选取疟疾、手足口病以及肺结核有助于对气象一传染病关系进行全面研究。传染病的发病率呈现明显的季节性特点,其主要原因是气象因素的作用。以往研究多集中于时间领域气象因素影响的效应分析,多采用Autoregressive Integrated Moving Average Model (ARIMA)及其衍生模型的时间序列分析以及线性回归模型。然而,此类分析方法存在滞后时间点个数有限或前提假设(气象因素与传染病为线性关系)不合理等问题,因而无法准确地评估气象因素对传染病的影响。同时,部分研究的数据过少,从而无法进行亚组分析以探究不同人群对气象影响的敏感性差异。此外,既往研究和数据显示传染病的空间分布存在一定的分布特点,气象效应在不同地区的研究中呈现较大的异质性,这有待进一步探讨。本文旨在分析气象因素对三种主要传染病影响的时间分布、空间分布以及人群分布。首先,本文分析了广东省疟疾发病数与气象因素的相关关系,并探究不同人群对气象影响的敏感性差异。其次,本研究分析了广东省不同城市中气象因素对手足口病的影响,并探索气象影响的异质性原因。第三,本研究分析了全国肺结核的空间以及时空聚集性,并从人口学、社会经济学以及医疗卫生水平三个方面探索影响其时空特征的主要原因,为国家制定相应的预防控制政策提供合理的科学依据。方法2.1气象因素对疟疾的影响研究广东省2005年1月1日-2013年12月31日疟疾病例个案数据获取于疾病控制与预防中心。气象因素(包括平均气温、最小气温、最大气温(℃),日照时数(hours),降雨量(mm),平均风速、最大风速、极大风速(m/s),平均气压、最小气压、最大气压(hPa)以及平均相对湿度(%))获取于中国气象数据共享服务系统。本研究利用格兰杰因果检验对气象因素进行初步筛选,再采用Spearman秩相关分析法分析气象因素之间的两两相关关系。若两自变量之间的Spearman秩相关系数大于0.7,则两变量不可同时纳入回归模型中。采用基于Loess方法的季节性长期趋势分解方法对疟疾发病数以及气象因素进行分解,并观察其季节性。最后采用分布滞后非线性模型(Distributed lag non-linear model,DLNM)分析气象因素对疟疾的滞后及非线性影响。2.2气象因素对手足口病的影响研究广东省8个主要城市(包括广州,韶关,汕头,河源,阳江,广宁,罗定以及徐闻)的儿童手足口病个案数据获取于疾病控制与预防中心,研究区间为2009年1月1日-2013年12月31日。各城市对应的逐日气象因素获取于中国气象数据共享服务系统。广东省人口因素以及社会经济学资料获取于2010年的第六次人口普查数据,包括人口数,人口密度(人／平方千米),男女性别百分比(%),年龄小于五岁的儿童所占总人口的比例(%),人均国内生产总值(元),人均居住面积(平方米)以及流动人口比例(%)。采用二阶段统计方法。第一阶段,利用混合广义加性模型(A mixed generalized additive model, (MGAM))对广东省八个市、县的手足口病发病数分别进行分析,并获取经过筛选后的气象因素与手足口病的计量反应关系。第二阶段,各城市的气象效应估计值通过随机效应多变量Meta分析模型(Random-effect multivariate meta-analytical model)进行综合。最后,本研究对城市间气象效应的一致性进行分析评价,并同时探索了与此异质性相关的城市水平因素。2.3肺结核的时空分布及其影响因素研究2005年1月-2012年12月期间,全国大陆31个省市(不含台湾,香港以及澳门)的逐月肺结核发病数获取于中国疾病控制与预防中心。对应城市的逐月气象因素获取于中国气象数据共享服务系统。人口、社会经济因素获取自2005年至2012年中国统计年鉴。主要包括人均国内生产总值(十万元),65岁以上人口比例(人／千人),人均医护人员比例(人／千人),医院机构数目(个),人均床位数(个／千人)以及大专及以上学历人口比例(人／千人)。采用全局Moran's Ⅰ指数以及高／低聚类方法(Getis-Ord General G)分析中国大陆肺结核发病率的整体空间聚集性。采用局部Moran's Ⅰ指数以及热点分析(Getis-Ord Gi)探索局部地区高值聚集省份以及低值聚集省份。采用时空扫描统计量探索2005年1月-2012年12月的时空聚集区域以及对应的时间区间。最后,采用泊松混合模型(Poisson mixed model)分析人口因素、社会经济因素以及气象因素对肺结核发病率的影响。描述性分析以及模型构建采用R 3.2.4软件,空间聚类分析以及可视化结果呈现采用ArcGIS 10.1软件,时空聚类分析采用SaTScan 9.4.2软件。结果3.1气象因素对疟疾的影响研究2005年1月1日-2013年12月31日,广东省共有1075例疟疾病例,其发病率为1.1例／百万人,老年人、青少年以及男性人群多发。疟疾发病率的周期为一年,夏天为发病高峰,冬天发病率低。Spearman秩相关分析显示,逐周疟疾发病数与平均气温、日照时间以及降雨量的Spearman秩相关系数分别为0.35(P0.001),0.14(P0.001)以及0.19(P=0.003)。三维剂量反应曲面图揭示气象因素与疟疾发病数之间存在滞后且非线性的相关关系,不同气象因素的滞后模式不同。高气温对疟疾发病率有正向的影响,其滞后时间约为4周,在30℃时达到最大值,相对危险度(relative risk (RR))为1.57(95%可信区间(confidence interval(CI):1.06-2.33).在滞后时间为0-2周时,高温(气温高于中位气温值23.5℃)使得疟疾的发病率上升,之后该效应逐渐减小。日照时间小于20小时／周时,与疟疾发病数呈正相关,但当日照时数大于20小时／周时,发病风险基本保持不变。当降雨量大于100mm/周时,与疟疾发病风险成正相关。当降雨量为225mm/周时,降雨量的影响滞后4周,且在第8周时达到最大值(RR=1.55,95%CI: 1.18-2.03)。3.2气象因素对手足口病的影响研究2009年1月1日至2013年12月31日期间,共有400408例儿童手足口病案例,1000名儿童中每年平均发病16.6例。8个城市中气象因素对手足口病影响的效应值大小有所不同。随机截距多水平模型揭示：8个不同城市之间存在显著的异质性(Q=75.93,p0.001),此异质性占总体变异的63.12%。该异质性与城市的经度以及纬度相关,两者可解释总体变异的31.38%。总体而言,气温越高,手足口病发病率越高。在气温为30.5℃时,合并效应(pooled effects)达到最大值,滞后0-14周的累计发病风险是中位气温的1.52倍(RR=1.52,95% CI: 1.30-1.77)。手足口病的发病风险亦随着相对湿度的增加而上升,与中位相对湿度相比,湿度在86.9%时发病风险最高(RR=1.13,95% CI:1.00-1.28).3.3肺结核的时空分布及其影响因素的研究2005年1月至2012年12月期间,中国大陆共有8693450例肺结核病例,其年平均发病率为85.73例／十万人。全国31个省、直辖市以及自治区范围内肺结核发病率存在显著的空间自相关性,即存在空间聚集性。局部空间聚集性分析结果表明,中国大陆西北部(主要包括新疆维吾尔族自治区、西藏自治区以及青海省)和南部地区(贵州省、湖南省以及重庆市)存在高值聚集区域,而长江三角洲附近为低值聚集区域。同时,高值聚集区域个数在2005年-2012年期间逐渐增加,而低值聚集区域则基本不变。时空扫描统计量显示,研究区间最可能聚集的时间段为2005年1月至2008年10月,对应的聚集区域为新疆、宁夏、青海、甘肃、陕西、四川、湖北、重庆、西藏、湖南、贵州、云南、广西、海南、内蒙古、山西以及河南。次要聚集时间段为2005年1月至2008年7月,聚集地区为黑龙江。多变量泊松混合模型指出人均GDP每增加十万元,发病率下降13.4%(RR=0.876,95%CI:0.855-0.897),人均医护人员每增加1人／千人,肺结核发病率下降1.3%(RR=0.987,95%CI:0.987-0.987),以及月平均气温每上升0.1℃,发病率下降3.7%(RR=0.973,95%CI:0.972-0.974).而老年人口比例每增加1人/千人发病率增加81.8%(RR=1.818,95%CI:1.576-2.097),月平均风速每增加0.1m/s发病率增加3.2%(RR=1.032,95%CI:1.013-1.051),以及月平均相对湿度每增加0.1%发病率增加1.3%(RR=1.013,95%CI:1.012-1.014)。结论(1)疟疾、手足口病以及肺结核在广东省乃至整个中国仍然是一个严重的公共健康问题。(2)疟疾多发于男性成年人而手足口病多发于男性以及三岁以下儿童。(3)气温、日照时数以及降雨量对疟疾有滞后且非线性的影响;气温以及相对湿度对手足口病有滞后且非线性的影响；气温、相对湿度以及风速都是影响肺结核发病率的重要因素。(4)老年人以及青少年对气象-疟疾效应的影响更敏感,高气温对恶性疟的影响要比间日疟大。(5)不同地区气象-手足口病效应的异质性与经纬度密切相关。(6)肺结核高发区多聚集于西北地区以及南方部分地区。(7)本研究为相关机构制定针对不同地区的疟疾、手足口病以及肺结核预防控制策略提供科学依据。
【关键词】：疟疾 手足口病 肺结核 气象因素 时空分布
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R122;R51
【目录】：

• 摘要3-9
• ABSTRACT9-20
• 第一章 背景20-29
• 1.1 气候变化现状20-21
• 1.2 传染病的时间变化特征21-23
• 1.3 气象因素对传染病的影响23-24
• 1.4 气象影响的滞后特征24-25
• 1.5 受气象影响的敏感人群25-26
• 1.6 传染病的空间分布特征26-27
• 1.7 传染病发病的其他影响因素27-28
• 1.8 本研究的目的28-29
• 第二章 方法29-45
• 2.1 气象因素对疟疾的影响研究29-34
• 2.1.1 研究区域29
• 2.1.2 数据来源29-30
• 2.1.3 统计方法30-34
• 2.2 气象因素对手足口病的影响研究34-37
• 2.2.1 研究区域34-35
• 2.2.2 数据来源35
• 2.2.3 统计方法35-37
• 2.3 肺结核的时空分布及其影响因素研究37-45
• 2.3.1 研究区域37-38
• 2.3.2 数据来源38-39
• 2.3.3 统计方法39-45
• 第三章 结果45-67
• 3.1 气象因素对疟疾的影响研究45-53
• 3.1.1 描述性统计分析45-46
• 3.1.2 疟疾与气象因素的时间分布特征46-47
• 3.1.3 气象因素对疟疾的影响47-53
• 3.2 气象因素对手足口病的影响研究53-59
• 3.2.1 描述性统计分析53-54
• 3.2.2 气象因素对手足口病的影响54-58
• 3.2.3 气象因素对手足口病影响的异质性58-59
• 3.3 肺结核的时空分布及其影响因素研究59-67
• 3.3.1 描述性统计分析59-61
• 3.3.2 肺结核发病率的空间分布特征61-64
• 3.3.3 肺结核发病率的时空分布特征64-65
• 3.3.4 肺结核发病率的影响因素65-67
• 第四章 讨论67-77
• 4.1 气象因素对疟疾的影响研究67-69
• 4.1.1 不同人群发病率差异67
• 4.1.2 气象效应的滞后性67
• 4.1.3 气象因素对疟疾的影响67-69
• 4.1.4 亚组人群对气象效应的敏感性分析69
• 4.2 气象因素对手足口病的影响研究69-71
• 4.2.1 不同人群发病率差异69
• 4.2.2 气温对手足口病的滞后及非线性影响69-70
• 4.2.3 相对湿度对手足口病的滞后及非线性影响70
• 4.2.4 气象效应的空间异质性70-71
• 4.3 肺结核的时空分布及其影响因素研究71-74
• 4.3.1 肺结核发病率特征71-72
• 4.3.2 肺结核空间以及时空聚集性特征72-73
• 4.3.3 肺结核发病率的影响因素73-74
• 4.4 本研究的不足及展望74-75
• 4.4.1 气象因素对疟疾的影响研究74-75
• 4.4.2 气象因素对手足口病的影响研究75
• 4.4.3 肺结核的时空分布及其影响因素研究75
• 4.5 结论75-77
• 4.5.1 气象因素对疟疾的影响研究75-76
• 4.5.2 气象因素对手足口病的影响研究76
• 4.5.3 肺结核的时空分布及其影响因素研究76-77
• 参考文献77-91
• 攻读学位期间发表的论文91-92
• 致谢92-93

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本文编号：430206