學生對受艾滋病影響兒童態度的隨機效應模型*

中南大學流行病與衛生統計教研室(410078) 單旭征 楊土保

在流行病學調查研究中，經常碰到獨立性不能滿足的情況，例如分層抽樣資料，此時傳統的方差分析與回歸分析方法無法適用，而混合模型的發展為此提供了解決思路。混合模型(mixed model)包括固定效應和隨機效應，其區別于固定效應的最顯著特征是它能夠對不獨立數據資料建模，包括隨機效應模型(random effects model)、隨機系數模型(random coefficients model)和協方差類型模型(covariance pattern model)。隨著艾滋病的流行及蔓延，對受艾滋病影響兒童(children affected by HIV/AIDS)的歧視開始影響教育系統的穩定和發展〔1〕。本次研究采取分層抽樣的方法，調查學生對受艾滋病影響兒童的態度，通過建立隨機效應模型探索其影響因素，為正確采取措施消除對受艾滋病影響兒童的歧視提供依據。

隨機效應模型理論

某研究中有多個不同處理因素，若研究者感興趣的各種處理因素都設計在研究當中，則該處理因素具有固定效應;若處理包含的各個組別是從更大的總體中得到的隨機樣本，則認為該處理因素具有隨機效應〔2〕。隨機效應模型又稱為方差成分模型(variance component model)，是指某些特定效應被假定來自某一分布，因此產生一個除殘差變異之外的隨機變異來源。用線性模型表述為〔2〕:

i為水平1單位;j為水平2單位;β0j為截距;β1為解釋變量x的回歸系數;e0ij為水平1隨機誤差。由于隨機效應的存在，則β0j為隨機變量，服從正態分布，則:

β0為β0j的均數，u0j水平2隨機變異。線性模型可表示為:

即反應變量yij可表達為固定部分(β0+β1xij)和隨機部分(u0j+e0ij)之和，β0和β1描述模型的固定效應，隨機部分的方差和描述模型的隨機效應。

調查對象與方法

采用分層抽樣的方法，從河南和云南隨機抽取12所小學五、六年級、初中和高中1 455人，調查樣本學校的學生艾滋病相關知識和對受艾滋病影響兒童態度。

參考國內外相關資料及咨詢相關專家自行設計調查問卷，問卷采用封閉式問題和開放性問題相結合的方式，內容包括一般情況、艾滋病相關知識、對受艾滋病影響兒童的態度三方面。其中艾滋病相關知識為8道題目，答對為1分，答錯或不確定為0分;對受艾滋病影響兒童態度為13道題目，根據不同等級按1～3或1～4的分值給分，態度越趨于正向分值越高。調查問卷采取調查員統一發放，當日統一收回，交由匿名填寫的形式。

將問卷進行完整性、邏輯性和一致性檢驗，刪除基本信息嚴重缺失及不符合邏輯問卷74份，有效問卷1 381份，有效率94.91%。利用 Epidata3．02軟件建立數據庫，SAS9．1的MIXED過程進行模型擬合。

嚴格按照分層抽樣方法，確保抽樣過程的隨機化原則，并隨機抽取107份問卷進行重復測量，一致率r=0.828(P＜0.001)，收回問卷時及時對問卷進行復核，最大程度確保問卷的完整性，并選擇認真負責的調查員進行數據的雙份錄入。

隨機效應模型擬合

1．隨機效應模型構造

本資料存在學生、學校、省份3個層次，由于省份的單位數較少，擬合3水平模型會導致高水平的參數估計不穩定，故將學生設為水平1，學校設為水平2，即學校和學生為隨機變量，擬合2水平模型。本模型以學生態度得分為反應變量，學生性別、年齡、知識得分引入固定效應，學校引入隨機效應，采用UN(unstructured)的協方差結構，最大似然法(maximum likelihood，ML)進行參數估計，通過4次迭代后模型收斂，－2對數似然值為8 806.2，無效模型(null model)的似然比 χ2=211.70，P ＜0.0001，具體結果見表1。

表1 受艾滋病影響兒童態度隨機效應模型估計值

2．隨機效應模型的檢查

由Studentized殘差散點圖可見殘差無規律分布在0周圍，殘差圖證明模型擬合效果較理想。

圖1 Studentized殘差散點圖

討 論

1．隨機效應模型的應用

本次調查設計是分層抽樣，σ2u0=9.36，P=0.01，證明分層是有意義的。Studentized殘差圖顯示模型擬合較為理想，無效模型的似然比檢驗可知當考慮學校結構的存在時，對模型具有改進(χ2=211.70，P＜0.0001)。分層抽樣方法造成隨機誤差不僅來自于研究對象個體，而且來自不同層次的差異，這就限制了數據不可以用傳統的多元線性回歸分析。本次研究隨機抽取12所學校，在建立模型時，將學校作為隨機因素引入模型，說明學校是從總體中抽取出的樣本，使結果更具有外推性。傳統模型將分層因素作為固定效應，那么結論僅限于有限集合，不具有外推性。所以隨機效應模型是分析結構數據的有力工具，不僅能夠充分利用個體的信息，而且可以分析層次的影響。SAS的Proc MIXED過程靈活、功能強，可以擬合各式模型，另外SAS的ODS系統為其更進一步細致分析提供了便利和保證〔3〕。

2．對受艾滋病影響兒童態度分析

國際社會已經關注艾滋病相關恥辱與歧視問題，2002～2003年世界艾滋病運動的重點便是艾滋病相關的恥辱、歧視和人權〔4〕。在公共衛生方面，識別和消除歧視在控制HIV/AIDS的流行方面是很必要的，因為歧視不僅影響艾滋病防治工作的順利進行，另外識別和消除歧視是對人權(包括教育權)的保護和支持〔5〕。本次調查結果顯示不同學校學生的對受艾滋病影響兒童的態度不同(水平 2)=9.36，P=0.01)。由于對艾滋病歧視產生的原因可以歸結為兩種:一種是工具性歧視，即與艾滋病疾病本身的致命性、傳染性、疾病發展到后期的可怕癥狀和體征等特征相關;二是象征性歧視，即與艾滋病的社會含義有關，人們不由自主的將艾滋病與吸毒、同性戀等不良行為聯系在一起〔6〕。來自于吸毒和性工作為主要感染途徑的地區，歧視原因包含工具性和象征性雙方面，而來自于非法賣血的地區，歧視原因比較單純，即為工具性歧視，所以對受艾滋病影響兒童依然存在同情和支持。男生相對于女生的態度更趨向于負向，這是一個不可控制的因素，與兩性的性格特點有密切關系，女生相對于男生可能更能包容和同情受艾滋病影響的同學。知識作為一個可控的因素，同學生態度呈正相關，所以具有正確及完善的艾滋病相關知識，可以正確認識受艾滋病影響兒童，從而消除對他們的誤解和歧視。加強學校艾滋病知識的宣傳和教育是消除歧視的有效手段，另外給予男生以充分的關注，避免負向態度引導其采取過激行為，同時要因地制宜，根據不同地區艾滋病流行的不同情況采取適宜的教育措施。

1．Instition of Social Development Research，China Central Party School．the China Stigma Index Report，2009．

2．楊珉主編．醫學和公共衛生研究常用多水平統計模型．北京:北京大學醫學出版社，2007:6-10．

3．張巖波，何大衛，劉桂芬，等．一般混合線性模型SAS的MIXED過程實現-混合線性模型及其SAS軟件實現(一)．中國衛生統計，2001，18(4):207-210．

4．World AIDS Campaign 2002-2003．A Conceptual Framework Basis for Action:HIV/AIDS Stigma and Discrimination，2002．

5．UNAIDS．Protocol for the Identification of Discrimination against People Living with HIV，2000．

6．Gregory MH，Leonard M，Margaret C，et al．AIDSand Stigma:a Conceptual Framework and Research Agenda．AIDS ＆ Public Policy Journal，1998(13):36-47．