公共场所军团菌气溶胶人群感染风险定量评价研究

发布时间：2020-10-22 05:38

　　 目的：了解公共场所环境嗜肺军团菌的污染水平以及公共场所从业人员和综合医院肺炎病人嗜肺军团菌的感染现况及影响因素。探讨人体嗜肺军团菌感染的污染来源以及公共场所嗜肺军团菌气溶胶的环境来源。构建符合我国公共场所环境污染水平和人群暴露特征的嗜肺军团菌气溶胶人群感染风险定量评价模型,为从污染源和传播途径控制空气传播性疾病的流行提供理论依据,并为微生物气溶胶感染风险早期预警研究奠定基础。方法：2009-2014年,选取北京市丰台区、江苏省南京市、江苏省常州市、广东省深圳市四个地区77家公共场所,采集冷却水、淋浴水、自来水、景观水、景观土、风管内壁积尘、冷却塔旁土、花卉土、气溶胶,采用巢式PCR和荧光定量PCR方法检测样本中的嗜肺军团菌。2012～2014年,采集北京市丰台区、江苏省常州市和无锡市、广东省深圳市共7家综合医院318例肺炎住院患者的痰、尿和血清,采集江苏省常州市和无锡市7家公共场所280名从业人员的尿和血清样本。巢氏PCR法检测痰中嗜肺军团菌,酶联免疫吸附法检测尿中嗜肺军团菌抗原和血清嗜肺军团菌抗体。公共场所环境样本和综合医院肺炎病人痰样本采用巢式PCR-SBT法扩增并测序。通过核酸序列系统发育分析和SBT分子分型探讨嗜肺军团菌气溶胶的环境来源和人群嗜肺军团菌的感染来源。基于嗜肺军团菌气溶胶环境暴露数据,根据呼吸率、暴露时间和细菌肺部截留率等参数,建立人体嗜肺军团菌内暴露水平分布,通过蒙特卡罗模拟法,采用β泊松分布和指数分布函数拟合暴露-感染关系,预测人群感染风险的概率密度分布函数。基于公共场所人群嗜肺军团菌感染率的实测值评价模型预估风险的准确性,并对模型预测嗜肺军团菌感染风险的能力进行不确定性分析。结果；公共场所气溶胶、冷却水、自来水、淋浴水、景观水、冷却塔旁土、积尘、景观土和花卉土的嗜肺军团菌阳性率分别为26.6%、81.4%、17.2%、36.4%、24.1%、51.6%、33.8%、38.9%和24.7%。不同地区公共场所嗜肺军团菌阳性率差异没有统计学意义(χ2=8.907,P=0.063)。肺炎住院病人尿嗜肺军团菌抗原、血清嗜肺军团菌抗体、痰中嗜肺军团菌的阳性率分别为11.8%、18.2%和10.8%。综合医院肺炎病人血清中嗜肺军团菌抗体阳性情况在不同地区间差异有统计学意义(χ=14.306,P=0.002)。公共场所从业人员尿嗜肺军团菌抗原、血清嗜肺军团菌抗体的阳性率分别为10.4%和36.1%。商场超市类场所从业人员尿嗜肺军团菌抗原的阳性率(13.5%)高于宾馆饭店类(5.5%)。基因flaA、pilE、asd、mip、mompS、proA、neuA的单倍型多态性分别为0.920、0.858、0.928、0.968、0.942、0.794、0.733；核苷酸多态性分别为0.02815、0.02209、0.09577、0.11520、0.18807、0.05427和0.01437。基因flaA、pilE、asd、mip、mompS、proA和neuA的平均遗传距离分别是0.0290、0.0227、0.3998、0.3378、0.5901、0.0726和0.0147。两份痰样本分别与2012年冷却水样本和2013年的淋浴水样本具有完全相同的等位基因号。蒙特卡罗模拟人群内暴露水平的概率密度分布函数的均值是8.57,标准差6.87。基于β泊松分布函数和指数分布函数预测公共场所从业人员嗜肺军团菌感染的平均风险是0.34,P90为0.64,标准差0.20,不确定性分析显示P90风险为0.43,存在风险高估。结论：基于本研究结果,我国部分城市的宾馆饭店、商场超市、综合医院和地铁车站四类公共场所普遍存在颗粒物和嗜肺军团菌污染,嗜肺军团菌气溶胶污染水平与PM2.5浓度密切相关,与风速成反比；公共场所从业人员和综合医院肺炎病人存在嗜肺军团菌感染,血清抗体、尿抗原和痰中嗜肺军团菌三种方法联合检测有助于减少人群嗜肺军团菌感染调查的假阴性结果,除工作单位外的公共场所停留是从业人员嗜肺军团菌感染的危险因素；公共场所室内嗜肺军团菌气溶胶的常见环境来源是淋浴水和花卉土；人群嗜肺军团菌感染的主要来源是景观水和淋浴水,虽然花卉土对军团菌气溶胶的污染贡献较大,但并不是人群嗜肺军团菌感染的主要来源,而景观水虽对军团菌气溶胶污染的贡献略低但却是人群感染的主要来源,因此加强景观水的消毒等管理措施有助于降低人群军团菌的感染风险；基于β泊松分布和指数分布函数,采用蒙特卡罗模拟法构建公共场所嗜肺军团菌气溶胶人群感染风险评价方法,存在高估风险的可能性。
【学位单位】：中国疾病预防控制中心
【学位级别】：博士
【学位年份】：2015
【中图分类】：R126.4
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略语表
第一部分 绪论
    1.1 环境嗜肺军团菌污染现况及爆发来源
        1.1.1 水环境
        1.1.2 土壤环境
        1.1.3 空气环境
        1.1.4 军团菌病爆发及来源
    1.2 人群军团菌感染流行病学现况
        1.2.1 军团菌病诊断标准
        1.2.2 军团菌病监测和管理
        1.2.3 人群军团菌感染现况
    1.3 微生物气溶胶健康风险评价方法
        1.3.1 健康风险评价研究进展
        1.3.2 微生物风险评价模型
        1.3.3 常见病原微生物气溶胶健康风险评价
    1.4 现有研究存在的问题
    1.5 论文的研究目的和研究内容
        1.5.1 课题来源
        1.5.2 研究目的
        1.5.3 研究内容
        1.5.4 技术路线
    参考文献
第二部分 公共场所嗜肺军团菌环境污染现况研究
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 仪器和耗材
        2.2.2 研究现场和采样点选择
        2.2.3 问卷调查和环境因素现场检测
        2.2.4 样品采集
        2.2.5 环境样品核酸提取
        2.2.6 嗜肺军团菌巢式PCR检测
        2.2.7 嗜肺军团菌荧光定量PCR检测
        2.2.8 数据处理及统计学分析
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 公共场所环境现况问卷调查情况
        2.3.2 公共场所环境因素现场检测结果
        2.3.3 公共场所环境样品嗜肺军团菌检测结果
        2.3.4 嗜肺军团菌气溶胶污染的环境影响因素分析
    2.4 小结
    参考文献
第三部分 人群嗜肺军团菌感染现况研究
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 仪器与试剂
        3.2.2 研究对象选择
        3.2.3 问卷调查和样品采集
        3.2.4 尿样本中嗜肺军团菌抗原ELISA检测
        3.2.5 血清样本中嗜肺军团菌抗体ELISA检测
        3.2.6 痰样本中嗜肺军团菌PCR检测
        3.2.7 数据处理及统计学分析
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 公共场所从业人员生物样本中嗜肺军团菌检测结果
        3.3.2 综合医院肺炎病人生物样本中嗜肺军团菌检测结果
        3.3.3 不同人群嗜肺军团菌感染水平及影响因素分析
    3.4 小结
    参考文献
第四部分 公共场所嗜肺军团菌气溶胶溯源研究
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 仪器与试剂
        4.2.2 样品预处理及核酸提取
        4.2.3 样品选择
        4.2.4 嗜肺军团菌巢式PCR法
        4.2.5 嗜肺军团菌巢式PCR产物测序
        4.2.6 核酸序列装配与分析
        4.2.7 嗜肺军团菌SBT分型分析
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 巢式PCR检测及测序结果
        4.3.2 序列装配及处理
        4.3.3 核酸序列多态性分析
        4.3.4 核酸序列系统发育分析
        4.3.5 嗜肺军团菌SBT分子分型
    4.4 小结
    参考文献
第五部分 公共场所嗜肺军团菌气溶胶风险评价模型研究
    5.1 引言
    5.2 数据与方法
        5.2.1 数据来源
        5.2.2 人群内暴露水平
        5.2.3 剂量－反应关系模型选择
        5.2.4 感染风险预测及评价
        5.2.5 数据分析及软件使用
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 环境暴露与人群感染数据
        5.3.2 环境嗜肺军团菌外暴露函数分布
        5.3.3 人群嗜肺军团菌内暴露函数分布
        5.3.4 公共场所嗜肺军团菌气溶胶人群感染风险预测
        5.3.5 模型评价及不确定性分析
    5.4 小结
    参考文献
第六部分 结论与展望
创新点
论文的不足之处
附录
    附1. 公共场所环境现况调查表
    附2. 地铁车站环境现况调查表
    附3. 公共场所从业人员健康信息调查表
    附4. 肺炎住院病人嗜肺军团菌感染调查信息表
致谢
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本文编号：2851174